汽车集成化和去集成化的博弈|技术流

原创 autocarweekly 2022-11-28 15:16

文|七号-宋


大家有没有发现,最近很多有关的汽车领先科技新闻,都不约而同地提到了“集成化”这个词。


比如日前,哪吒汽车发布了浩智高效三合一增程器,具备了体积小、成本优、效率高、静谧性好的优点;特斯拉的后车架一体化设计也有“多米诺效应”,比如在今年,蔚来ES7已开始应用一体化压铸新技术;小鹏汽车则表示,未来将在武汉工厂建立新的一体化压铸工艺车间,同时引入超大型压铸岛及自动化生产线。


但与此同时,纵观汽车历史发展,也有不少零部件是从一个整体逐渐拆分为多个子部件。比如近几年大火的“滑板底盘+可拆分车身”概念,就旨在变革传统的车身模式,给到大家更全新的用车体验。


汽车到底是要拆解还是整合,这个决策让人难以抉择。



“化零为整”会是行业大趋势


“化零为整”的专业术语是「集成化」,它的目的是将许多零散的部分化为一个整体。


大家生活中已经遇到它了。新时代房屋和家具正在走集成化路线,它可以为我们带来更低成本支出、更少的搭建时间和更多的使用空间。


比如模块化房屋已经有起头之势。它是将房屋按功能模块进行拆解,先在工厂内完成加工,然后运到现场组装即可。以往数月才能完成的房屋,眨眼被压缩到数天。



汽车也是如此,就连汽车上极为庞大又复杂的零件——白车身,特斯拉也在想办法进行集成化。最早采用一体化压铸技术的车型是特斯拉旗下的Model Y,它的后车架本应该由70多个零部件由焊接方式拼接,但有了6000吨级意德拉Giga Press压铸机,后车架一气呵成,直接集成为一个超大零件,制造工序和时间被大大缩短。


主流汽车工厂焊装车间要配200~300名工人,一体式压铸车间只需要20-30名工人。特斯拉官方称一体化压铸技术将给Model Y节省约20%制造成本


现在最新的电池包系统也在考虑使用CTP(Cell To PACK),它是将电池直接集成到电池包中,从而省去中间模组架构,简化电池包结构,提高空间利用率。手机产品也是类似趋势,现在基本都是电池机身一体化,能让电池和主板的贴合度更高。


特斯拉CTC方案异曲同工,只不过它是将车身地板作为电池包的上盖。这番操作下,MIT版4680 CTC Model Y的电池包(80kWh+中控台+座椅+地毯总重仅544kg,要知道某款知名传统豪华纯电SUV,单80kWh电池包重量就达到了650kg。



总之,汽车行业也好,建筑行业也好,集成化设计可简化装配程序,提高产品合格率,还可以达到轻量化、节约成本等目的。


在汽车上,集成化在特殊部件上还能发挥特殊功效。电驱动系统的集成化设计可以实现驱动系统的轻量化和提升空间利用率。比亚迪集成化后的驱动总成、高压总成就比e平台1.0版的分布式结构减重了40kg,节省了一个大容量行李箱的空间(37L)


而且将驱动电机与逆变器集成一体,逆变器配置在驱动电机旁,连接电机与逆变器的线束就可以缩短或者置换,也能减少线束因发热产生的电耗,妥妥的细节控。



“化整为零”,去集成化也大有可为


既然“化零为整”好处多,为什么还要做“化整为零”呢?这是因为人类并不是以追求最高效率作为唯一目的,还要考虑现实需求。集成化和去集成化就像太极八卦的阴阳两极,形成平衡才好。


(1)去集成化,降低风险


集成化的优势虽然多,但就像鸡蛋放在一个篮子里,承担更高昂风险也更高。


比如现在行业内采用一体式铝合金车体的新能源车型普遍保费会更高。与此同时,集中式带来的故障风险也会更高,就像现在的智能手机维修起来就困难得多。


关于化整为零,汽车行业也出现了一些声音。这两年大家对芯片行业肯定不陌生,芯片的算力就好比汽车的马力,它是决定一台车性能、智能的关键。



车规级芯片对其工作环境、质量可靠性和一致性有很高要求。特别是对抗干扰性能的要求较高,包括抗ESD静电、EFT群脉冲、RS传导辐射、EMC、EMI等。对芯片和元器件能够正常工作的外部工作环境,如工作温度、湿度、发霉、粉尘、盐碱自然环境、EMC、有害气体侵蚀,高低温交变、震动风击以及高速移动等也有着更高要求。


汽车架构从分布式到域控制再到中央集中式的架构变革,会将原本数百颗芯片的算力集中在几颗芯片中。这就像独自承担所有鸡蛋的篮子,要更加注意安全防护,对应到汽车上,就是要求芯片功能安全等级更高。


芯片的集成化程度越来越高,算力越来越大,是智能汽车向集中式架构发展的基础


相关预测显示,汽车主控芯片在未来几年十分火热,其中高性能控制芯片和SoC将成为主要的市场增长点。但在如今芯片产量危机下,高性能芯片的量产压力也很大,比如去年在手机行业就爆出芯片产能不足影响向三星供货。虽然为了利润,高通提出将优先保证高端SoC生产,但能抢到份额的也只有大厂,中小企业只能苦等。


中央集中式架构的优势在未来,在当下看,这二者在用户体验上还未拉开明显差距,所以这些综合因素下,也有不少厂家犹豫切换架构。



(2)去集成化提升舒适性和实用性


对比上世纪的车型,汽车前排座椅变化最为明显。


早期多采用前排连通式的沙发座椅,现在则多是独立式座椅。独立座椅的包裹性更好,支撑更足,甚至还更安全。大家肯定有过这种感受,乘坐长途更喜欢坐副驾,后排座椅包裹性和支撑不足,容易累。



它和现代沙发异曲同工,在10年前特别流行L型贵妃式沙发,但现在越来越多家庭觉得鸡肋,还不如直排沙发+独立沙发来得舒适和实用。



除了座椅,现在还出现了更大胆的设想,分体式无人驾驶汽车被认为是一种很有前景的模式。奔驰Vision Urbanetic概念车,采用了分体式无人驾驶汽车设计。它有一个独立的“滑板底盘”,根据不同的设定,可以给它配备两种不同的车身模块。



(3)分体式又成新美学潮流


一体式灯组的好处在于造型简洁大方,当时大嘴进气格栅还没街车化,前脸各部位比例合理,这套行头下来,足足一个标准身材的西装绅士。然而新能源汽车缺少了进气格栅后,整个前脸显得很素。


分体式大灯就像是在一张“画板”上着了更多笔墨,会使得前脸更丰富。出于美观角度,新能源汽车开始流行分体式大灯设计。蔚来ET7就是如此,整张前脸集合了美学需求和功能需求。前脸分体式的大灯,上部是扁平的日行灯,下部是大灯组。封闭式的中网,下包围进气格栅很小,如此可降低风阻。


分体式前照灯组的典型排列模式是:转向灯(外后视镜上)+日间行车灯(贴近进气格栅上沿)+远近光一体(前保险杠中部)+雾灯(前保险杠下部或不一定有)


理想L9也采用了分体式前照灯组。理想ONE已经有将日间行车灯和大灯组分开设计的苗头,到L9身上,这二者的距离被彻底拉开,贯穿式LED日间行车灯被保留,其他灯被移动到前脸中部。



总结


零和博弈的结果是一方获利而另一方损失,且一方的所得正是另一方的所失,汽车集成化和去集成化还真有点像“零和博弈”。


大家当然更喜欢“双赢”的局面,但对于车企来说,汽车太复杂,这么庞大且集聚高科技的产品,要满足不同需求,就必须做出取舍。好在从消费者角度看,集成化和去集成化一起存在就是“双赢”,它综合了成本、效率、时间、性能、体验和美学需求。可以预见,这两种特征会同时存在于汽车中,直至汽车进化成最完美版本。


autocarweekly 车不只是代步工具,还是生活的一种刻度。
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