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从全新平台、铝车身和碳纤维看纯电动汽车的工艺革命丨科创新能源专题

新能源
亿欧
周到
2019-02-06 · 00:30
[ 亿欧导读 ] 为何几乎所有车企都在推出纯电动汽车专属的新平台?围绕着新平台使用的全铝车身、碳纤维等新工艺,为何又在近期成为了新的产业热词?春节期间看看这篇文章,能够了解科创版上哪些行业有上榜的可能性。
汽车,新能源汽车,奥迪,宝马,全铝车身,碳纤维

【编者按】11月20日,上海市委书记李强在关于“在上海证交所设立科创板并试点注册”的调研中提到,要瞄准集成电路、人工智能、生物医药、航天航空、新能源汽车等关键重点领域,让那些具有新技术、新模式、新业态的“独角兽”“隐形冠军”企业真正脱颖而出。尤其是在新能源数据显示,在新能源领域,2018年,全国新能源汽车销量节节攀升,达到125.6万辆。

亿欧汽车此次搭建专题,目的是通过聚焦更细的产业方向,从多个角度对新能源汽车产业的上下游链条做出重点分析,为行业带来趋势性研究和预判。文章主题包括:1.锂电池技术路线;2.电驱动方式;3.氢燃料电池车;4.新能源汽车的生产模式;5.能源补给方式;6.动力电池回收;7.充电网络运营;8.动力总成系统。


随着时间进入2019年,各家汽车企业新一代的纯电动车型将陆续上市。与过去普遍采用了燃油车平台的“油改电”产品相比,新车型往往选择强调其“纯电动平台”的特殊身份。不论是传统车企还是造车新势力,每家公司称呼不同的平台名称一时间甚嚣尘上,让人不禁眼花缭乱。

那么问题就来了:究竟以新平台打造的新车型,相比较过去的油改电产品有哪些区别和优势?围绕着新平台使用的全铝车身碳纤维等新工艺,为何又在近期成为了新的产业热词?

更大、更远、更轻:纯电动车型专属平台“一个都不能少”

在过去几年,我国市面上销售的纯电动车型基本是基于现有燃油车平台打造的。例如比亚迪的秦、宋,荣威的ERX5,以及启辰的晨风、大众的e-golf,都采用了类似的模式。

对于车企来说,平台化是实现汽车规模化生产最高效的工艺,目前广泛应用在车辆设计生产过程中。平台化能有效降低车型开发成本、提高开发效率、缩短车型研发周期。同时,这还有助于实现不同品牌、车型之间的技术共享,满足全球市场的不同需求。以大众集团大名鼎鼎的MQB平台为例,该平台是一个共分为五个主要部分的灵活架构。除了位于驾驶员踏板到前轴车轮之间的核心部分外,其他尺寸根据车辆、品牌的设计理念不同,都可以变化。例如轴距、前后悬、轮距和座椅位置等,都可以调整。很多人可能都不知道,大众途昂、高尔夫,奥迪Q3和斯柯达柯迪亚克都出自MQB平台。

由于通过共用平台尝到了甜头,传统车企在打造新能源汽车的初期往往选择基于现有平台进行改装。毕竟相比较自家每个月卖出几万辆的爆款车,一年都卖不出多少辆的纯电动车型根本不值得被投入更多研发资源。更何况,消费者对于既有爆款车的喜爱,还能够“爱屋及乌”地被投射到纯电动车型上,显然也是一件好事。这也就是为何宝马3系也要推出纯电动版。

但是,毕竟纯电动汽车和燃油车有着截然不同动力总成,前者对于风阻、轻量化和电池空间有着更为苛刻的要求。因此从长远来看,纯电动汽车的专属平台必须“私人订制”。于是乎,国内外各大主流车企在几年前便纷纷宣布了各自的纯电动车型专属平台规划。

相比较“油改电”车型,基于纯电动打造的新一代电动车不仅能够搭载更多电池,还可以更加省电。以人们耳熟能详的特斯拉Model 3为例,这款轴距为2875mm的B级轿车塞进了80k·Wh的电池,充满电能够实现最高超过600公里的续驶里程(长续航后轮驱动版),百公里耗电量仅为15k·Wh。

此外,纯电动平台还可以提升车辆舒适性。以法拉第未来的FF91和拜腾的M-Byte为例,这两款车的前后悬相比较同级别燃油车要短得多,轴距则来的更长,这显然能带来更大的车内空间。这都是基于纯电动平台所开发车型的典型特征。

拜腾M-Byte概念车

(拜腾M-Byte概念车)

不过相对于已经积累了多年整车正向开发经验的大型跨国巨头,国内传统车企在平台研发方面要补齐的短板还有很多。尤其是对于已经都喊出了“要打造纯电专属平台”的造车新势力来说,一款优秀平台的开发难度要比单款车型要难得多。据亿欧汽车了解,目前几款已经上市的造车新势力车型上虽然都号称基于纯电平台打造,但开发人员依旧“借鉴”了不少燃油车的平台技术。因此,尽管对于做平台这件事的各家车企都提高了重视程度,但是究竟能有多少平台可以达到大众MQB曾经取得的辉煌成就,还是未知数。

碳纤维、全铝车身:曾经的小众,如今的标配?

如今,全铝车身和碳纤维覆盖件已经成为了与纯电动专属平台同期亮相的热词。那么问题来了,这两种技术为何对于纯电动汽车而言如此重要?

众所周知,纯电动汽车的行驶经济性很大程度上由车辆重量决定,因此如何让车在装载更多电池的同时降低其他部分的重量,成为了大家要克服的难题。因此,过去高端车型才能拥有的碳纤维覆盖件、全铝车身便又成为了大家的参考因素。

在说全铝车身之前,先要明确“车身”这个词的含义。这个词在车辆制造领域更多被称为“白车身”,是指完成焊接但未涂装之前的车身,不包括四门两盖等运动件。更不包括发动机、变速箱和内饰等等部分。一般来说,白车身的重量大概是该车整备质量的30%到40%。

传统汽车基于成本和技术成熟度的考虑,往往选择采用合金钢制车身。由于材料密度的问题,同体积的铝合金重量仅为合金钢的近1/3。 不过,铝合金材料还存在加工难度大,维护成本高等问题,因此在很长一段时间内还只是被奥迪、捷豹路虎等品牌在其高端车型上使用。不过,该技术近期已经有了下探的趋势。例如,福特公司就在其最新款的F-150皮卡上采用了全铝车身,在保持了车辆售价不上浮过多的前提下,“瘦身”318千克。因此,这款车也一度在美国“卖断了货”。

目前,国内已经有蔚来、北汽新能源等企业的车型采用了全铝车身的设计。相比之下,碳纤维技术在车上应用则要来的更迟一些。

使用了29个碳纤维覆盖件的前途K50

(使用了29个碳纤维覆盖件的前途K50)

作为一项全新技术,碳纤维材料打造的车身覆盖件相比较目前常见的钣金件在性能方面有着显著优势。尤其是在帮助车辆实现轻量化方面,碳纤维材料比钢材轻50%,比铝材轻30%。而在安全性方面,碳纤维材料不仅能够吸收大量撞击能,其冷热膨胀系数相比金属也更小,更适用于极端天气。基于这些考虑,宝马集团就在其多款车型上采用了碳纤维材料作为车身覆盖件。该公司对于这项技术如此钟爱,以至于其开发了全球首款采用了碳纤维材质做车身的纯电动车型——i3。

不过,碳纤维材料在集万千宠爱于一身的同时,也有着许多还未解决的痛点,首先便是价格太贵。一公斤碳纤维的价格是同样重量钢材的30倍,铝材的15倍。同时,其加工过程太过复杂,耗时是金属冲压工艺的数倍。此外,该材料还无法回收利用,对于环境压力过大。

不过,如今已经有多家车企在尝试使用碳纤维技术打造新车型。除了宝马外,我国造车新势力前途汽车在其新车型——前途K50上使用了29个碳纤维覆盖件,总重量仅为46.7千克。相信随着更多工艺难题的攻克,全铝车身和碳纤维技术会被越来越多纯电动车型采用,成为新产品的标配。


2019年,我国新能源汽车补贴大幅退坡,燃油车企借增值税下调实行降价。在燃油车统治市场百余年后,新能源汽车产业厚积薄发的时刻何时到来?

6月14日,在亿欧公司于上海虹桥世贸展馆举办“2019全球新经济年会”上,亿欧汽车将承办作为本届年会重要组成部分的新能源汽车产业峰会。在本届峰会上,我们将与来自主流整车厂、核心三电系统供应商、头部充换电服务企业等新能源汽车产业上下游的顶级大咖共讨“后补贴时代下,新能源汽车产业变革与创新机遇”。

嘉宾及议程:https://www.iyiou.com/a/xnyqc_shanghai_2019/

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