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滑板底盘是趋势还是噱头?

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2024年4月25日,北京国际车展隆重开幕,展览汇集了各大汽车品牌和重要零部件供应商,除了各家的新车型外,引起笔者注意的是宁德时代的CIIC一体化智能底盘,俗称滑板底盘。熟悉“小明来电”的读者可能还记得,笔者在小明来电第二期的视频中曾提到过电动汽车的滑板底盘技术,提出的目的是将整车开发的周期缩短,节省开发成本。今天我们就来详细聊聊滑板底盘的发展。

1. 滑板底盘技术内核

汽车通常由发动机、底盘、车身及电气设备四大总成组成。在电动滑板底盘技术中,发动机已经被三电系统取代,而车身和底盘结构将发生设计和功能的重构。

“滑板底盘”主要集中在智能纯电动车型领域。从系统上讲,由传动系、行驶系、转向系、制动系、驱动系(包含三电系统)五部分组成。从功能上讲,包括驱动、供电、配电、制动、转向、驻车、通信、计算、感知类冗余(根据需求)等。滑板底盘有三个特点:车身和底盘分离、高度集成化,接口标准化。在滑板底盘的结构中,车架、悬挂、电池、电机、电控全部集成在了一个类似于滑板的地盘上,上面安装不同的车身和座舱。

电动化助力滑板底盘发展

1)电池

现阶段电池集成存在两种结构:MTP 和CTP。MTP 是传统的电池包形式,需要依次完成电芯、模组、电池包的集成,强度高、比能低。CTP 省去了中间的模组环节,电芯直接成组为Pack,分为大模组方案和无模组方案,分别以宁德时代和比亚迪“刀片电池”为代表,两者的CTP 技术已经在2021 年新能车销量TOP 10 中渗透了4 成,逐渐成为主流。CTC直接将电池装配在底盘,本质上是底盘平台化的思路。在MTP 到CTC 的演进过程中,逐渐实现了空间利用率提高、电池电量增加、零部件成本降低。

2)线控

为了实现上下分体式造车,滑板底盘必须采用全线控的方案,将制动、转向等以线控的方式集成在底盘上,这样才能实现车身和底盘的分离,上下车体的全面解耦。“线控技术”就是“电控技术”,用精确的电子传感器和电子执行元件代替传统的机械系统。“线控技术(X-by-Wire)”一词来源于NASA 的飞机控制系统——“线传飞控(Fly-by-Wire)”,这种控制方式引入到汽车驾驶上,就成为汽车线控技术。“线控技术(X-by-Wire)”中“X”代替制动(Brake)就有线控制动(Brake-by-Wire),“X”代替转向(Steer)就有线控转向(Steer-by-Wire)

3)非承载式车身

车身总成安装在底盘的车架上,用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物,分为非承载式车身和承载式车身两种。滑板底盘造车通常会采用非承载车身的概念,但两者并不完全等同,非承载式车身、承载式底盘可以视为滑板底盘的重要实现形式。

滑板底盘虽然不等于非承载车身,但是存在一些相似性。首先,两者在生产制造上都实现了上下车体解耦,底盘通用性高;其次,两者都具备刚性,生产制造耗费钢材比承载式车身更多;最后,两者都实现了动力系统+转向系统+制动系统的集成。滑板底盘优于非承载车身的方面在于:第一,滑板底盘地板结构重心更低,稳定性更强;第二,滑板底盘实现了电池、电机与电控三电系统的集成和通信软件智能解耦开发。

2. 滑板底盘玩家

1)滑板底盘供应商

Canoo 开发出一块专利底盘,把电动马达、控制器、电池等核心功能,都浓缩整合在这块被称作滑板的底盘。目前推出了三款车型,分别是主打生活方式的 Canoo Lifestyle Vehicle、多用途物流车 Muti-Purpose Delivery Vehicle、Pickup Truck 皮卡,规划里还有一款主打运动的车型,这些产品均基于同一个滑板底盘开发。并计划在2022 年陆续上市。Canoo的车型都基于同一平台打造,也就是其所称的“滑板式底盘电动汽车平台”。滑板式底盘是一种专门为电动车设计的一体化底盘架构,基于此,Canoo 可以根据市场需求快速打造不同车型,还可以将其开放授权给第三方使用。

2)整车厂

创立于2009 年的Rivian,总部位于加州埃尔文。2019 年亚马逊向Rivian 订购了10 万台电动送货车并进行了投资。Rivian 的滑板底盘简单来说就是把所有关于汽车驱动及行走的部分集成在地盘上,包括车架、悬挂、电池、电机、电控全部集成在了一个类似于滑板的地盘上,上面安装不同的车身和座舱即可。

Rivian 要做的就是将标准化和个性化的部分彻底剥离,用滑板式底盘实现上下车体的解耦,下车体极致标准化,上车体极致个性化。上车体可以是皮卡、SUV,这种极致的模块化会让消费者的买车诉求从需要什么车转换为需要什么场景。这也是造车新势力和传统车企对产品理解的最本质区别。传统车企要造的是出行代步工具,新势力要造的是可移动的出行空间。

3)电池厂

2022 年5 月5 日,宁德时代董事长曾毓群在业绩发布会上称,计划今年第二季度正式发布麒麟电池。麒麟电池为宁德时代的第三代CTP(高效成组)技术,在同样的电化学体系下,麒麟电池比大圆柱电池的能量密度高13%。宁德时代将在2025 年前后正式推出第四代高度集成化的CTC 电池技术,并于2028 年进一步升级为第五代智能化的CTC。根据规划,第二代平台化的CTP 电池系统计划于2022 年-2023 年投入市场应用。

与CTP 技术相比,CTC 要求电池制造商从更早的阶段就参与车辆设计,这意味着电池企业与主机厂在电池配套合作将得到进一步加深。2022 年2 月15 日,浙江新吉奥汽车与苏州时代新安能源(宁德时代持股54%的子公司)签署战略合作协议,该合作不仅局限于CTC底盘的开发,还有望实现CTC 底盘的合资生产,双方甚至探讨了未来“三电”围绕新吉奥新能源商用车板块布局属地化生产的可能性。

本次北京车展亮相的CIIC是宁德时代联合飞枢一同打造的第一代滑板底盘产品,期望以此助推产业升级,走向共赢。

4)汽车零部件厂

2020 年,博世与本特勒宣布合作开发模块化电动车平台,电动车制造商可以通过该款全新底盘适配不同种类的车身结构。除车身和内外饰外,该平台几乎包括了车辆行驶所需的所有部件。本特勒提供的是碰撞解决方案、底盘和电池系统,博世在驱动杆、刹车、转向和电子电器上面则拥有绝对的控制权。

3. 滑板底盘的优势和挑战

优势

1) 成本降低:当滑板底盘规模能达到五万辆的时候,可以实现包括研发费用在内的单车开发成本比传统平台低15%~20%。随着电动车普及度越来越高,需要性能好、开发周期少、适应性好的平台,底盘平台化是一个降本的重要方向。滑板底盘作为平台化3.0,可以从两个角度将成本摊薄。一方面,从滑板底盘自身的bom 成本看,由于零件、系统标准化,大规模量产能够降低成本,而且虽然一款滑板底盘的首辆车型成本必然会高,但是基于这个平台推出的第二、三款车型在模具、验证方面的成本是可以节省的;另一方面,滑板底盘作为标准化平台可以适配多个车身从而使成本降低,这意味着车身供应商可以针对不同场景、用户、任务在相同的底盘上做不同的上层车身设计,从而节省了购买多个底盘的成本。

2) 车身空间得到释放:不同于传统车的发动机前置造成前缘突出,滑板底盘的上表面做的十分平整,不会侵入到车身。整个车舱的内部实际可利用空间明显增大,以A 级车的轴距,实现C 级车甚至D 级车的腿部空间享受。

3) 需求场景明确:智能车新玩家:华为、小米、亚马逊、百度、滴滴(载人)、满帮(载物)。这一类企业,大部分是强科技或品牌属性。他们优势是具有大数据、软件、自动驾驶等技术能力,或者消费品牌影响力;缺失的是汽车大规模制造的机械化和工程化能力。而且,这些公司本身对造车没有历史包袱也不会被固有的思维模式限制,反而对电子类的硬件制造方式更熟悉。无人驾驶行业玩家:nuro(载货)、zoox、京东、阿里、美团、文远智行、轻舟智行。L4 级以上的无人驾驶车辆,由于是Ai 司机,相当一部分的人类驾驶员比较在意的主观驾乘体验的维度重要性下降。这一点更有利于去做底盘的通用性。亚马逊要采购的Rivian 的物流车,就是采用的通用“滑板底盘”。

挑战

1) 技术挑战:电芯一致性:采用CTP 和CTC 技术的电芯可以由几个较小的电芯一个接一个地串联起来,电芯由于充放电膨胀造成的形变和散热性能变差,强度和刚度系统设计都需系统性开发,如何监控并控制每个电芯的充放电状态对电池管理系统BMS 提出了更高的要求。线控安全性:线控技术将原本的机械结构以电子信号的形式取代,这要求电源系统必须保证绝对稳定,其次总线通信系统必须具备容错能力。

2) 传统车企大象转身难:从落地场景看,滑板底盘技术对于电气化转型困难的边缘小型传统燃油车企、产品矩阵较为单一的造车新势力、寻求跨界造车的万佳、无人驾驶相关的领域均有相应的吸引力;但对于主流大车企来说,机会相对较少。成规模的主机厂不愿意将底盘的生产外包,因为会对自身的研发体系有很大的干扰。底盘外包对于生产、物流是颠覆,传统主机厂会排斥这种削弱自身产业链地位的新模式。

以上是关于滑板底盘技术的浅析,欢迎大家交流讨论。你认为滑板底盘会成为未来趋势吗?请在投票区告诉我。

小明来电⚡为你充电,我们下期再见,拜拜~

来源:小明来电
碰撞化学电源通用汽车电子新能源通信电机物流控制
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首次发布时间:2024-07-26
最近编辑:4月前
小明来电
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保时捷咨询:电池制造2030(3)

4. 电池市场海啸随着中国制造商快速前进并巩固其领先地位,欧洲和北美的竞争对手正在努力扩大规模,迎头赶上,并抓住他们的增长机会。为了取得成功并确保自己在这十年里建造和装备200多个新超级工厂的份额,它们必须以前所未有的速度竞争。那么,到2030年及以后,电池和设备制造商要及时参与,从第四次和第五次浪潮中受益,面临哪些机遇和挑战?竞争项目和签约合作伙伴的正确策略是什么?新领域的现实在建造电池工厂方面,规模很重要,其中65-95家将位于欧洲和北美。每个超级工厂都是一个跨越多个维度的超大规模项目,包括资本支出。由于工厂的最小规模在经济上是不可行的,因此与大规模制造商相比,较小的制造商在每个电池的成本上通常处于15-20%的劣势。虽然超级工厂的平均年产量为30-40吉瓦时,但工厂的规模因其个别特性而异。一些厂商甚至计划建造产能翻倍甚至更多的超级工厂。要让这样的超级工厂上线,每30-40吉瓦时的产能需要投资15-30亿欧元,其中机械投资7.5-15亿欧元,建筑和基础设施投资7.5-15亿欧元。运营一个30-40吉瓦时的工厂也需要大约2500-3500名员工。材料挑战首先,需要采购锂和其他新型稀有原料等原材料,并将其纳入物流框架,以满足所需的数量、地点和期限。获得正确的化学体系并不断开发是成功的关键。设备和制造集群中的所有参与者必须共同努力,以应对材料挑战。制造挑战制造商还需要管理设备的采购和安装,包括招聘和合格的足够大的劳动力的技能挑战。一旦设备到达现场,他们必须确保安装操作顺利进行,问题得到迅速解决,并在所有工艺步骤中改进整体设备效率(OEE),以确保在爬坡过程中增加产量,并逐年降低电池成本。系统挑战第三个挑战围绕着从电池到电池系统的价值链创新,以满足特定应用的客户需求,如充电和能量密度。对于模组和pack生产尤其如此,其规格和配置必须满足客户要求。交付和物流链需要得到良好的管理,以确保成品到达客户手中。模组和pack是集群中的一个部分,设备制造商已经开始迎接挑战,并作为总承包商提供解决方案。2030年前的主要机遇欧洲设备制造商有很多机会进入第四和第五波市场,主要是通过为超级工厂提供机械。以下是五个入场机会。1)与追赶者合作如果他们的目标是在大范围内竞争,他们可以与电池制造领域的新来者合作。一种可能的情况是战略性的“本地对本地联盟”,欧洲和北美的玩家更愿意从当地公司购买设备,以建立第二个集群。2)期待瓶颈出现当亚洲企业陷入困境或面临产能瓶颈,无法向所有欧洲和北美工厂供应机器时,由疯狂增长率驱动的第二种“机会主义情景”就会出现。然而,这种需求是否足以催生一个新的集群还值得怀疑。3)保护主义保护主义的选择将受益于公共政策,这些政策要么强制要求欧洲和北美的工厂使用欧洲和北美的设备,要么通过政治手段激励此类购买,以迫使建立一个新的电池集群。4)小联盟策略在大联盟之下,设备制造商可以选择为规模较小的细分市场提供机器。这个市场机会太小,不足以在亚洲以外建立第二个集群。除非在大型全球企业和追随者身上取得成功,否则这条道路将使设备制造商沦为纯粹的欧洲工程公司,高度专业化,但无法扩展。他们必须专注于有特殊需求的客户,而不是大众市场,为他们提供完整的解决方案。这一战略包括销售在生产和工艺方面具有特定优势的高度专业化技术,但这意味着放弃增长机会和市场份额;由于技术上的依赖,第二次集群不会出现。5)零件供应商最后,设备制造商可以选择成为亚洲、欧洲和北美其他公司的零部件供应商。这将使他们有机会参与该行业的整体增长,而无需承担大量的资本支出,也不会偏离现有的核心业务太远。但它不会导致第二个可行和相关的集群;此外,它还存在知识产权可能被竞争对手复 制的风险。(未完待续)来源:小明来电

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