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汽車整合化和去整合化的博弈|技術流

由 autocarweekly 發表于 動漫2023-02-06
簡介晶片的整合化程度越來越高,算力越來越大,是智慧汽車向集中式架構發展的基礎相關預測顯示,汽車主控晶片在未來幾年十分火熱,其中高效能控制晶片和SoC將成為主要的市場增長點

掃地機是什麼時候發明的

文|七號-宋

大家有沒有發現,最近很多有關的汽車領先科技新聞,都不約而同地提到了“整合化”這個詞。

比如日前,哪吒汽車釋出了浩智高效三合一增程器,具備了體積小、成本優、效率高、靜謐性好的優點;特斯拉的後車架一體化設計也有“多米諾效應”,比如在今年,蔚來ES7已開始應用一體化壓鑄新技術;小鵬汽車則表示,未來將在武漢工廠建立新的一體化壓鑄工藝車間,同時引入超大型壓鑄島及自動化生產線。

但與此同時,縱觀汽車歷史發展,也有不少零部件是從一個整體逐漸拆分為多個子部件。比如近幾年大火的“滑板底盤+可拆分車身”概念,就旨在變革傳統的車身模式,給到大家更全新的用車體驗。

汽車到底是要拆解還是整合,這個決策讓人難以抉擇。

汽車整合化和去整合化的博弈|技術流

“化零為整”會是行業大趨勢

“化零為整”的專業術語是「整合化」,它的目的是將許多零散的部分化為一個整體。

大家生活中已經遇到它了。

新時代房屋和傢俱正在走整合化路線,它可以為我們帶來更低成本支出、更少的搭建時間和更多的使用空間。

比如模組化房屋已經有起頭之勢。它是將房屋按功能模組進行拆解,先在工廠內完成加工,然後運到現場組裝即可。以往數月才能完成的房屋,眨眼被壓縮到數天。

汽車整合化和去整合化的博弈|技術流

汽車也是如此,就連汽車上極為龐大又複雜的零件——白車身,特斯拉也在想辦法進行整合化。最早採用一體化壓鑄技術的車型是特斯拉旗下的Model Y,它的後車架本應該由70多個零部件由焊接方式拼接,但有了6000噸級意德拉Giga Press壓鑄機,後車架一氣呵成,直接整合為一個超大零件,製造工序和時間被大大縮短。

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主流汽車工廠焊裝車間要配200~300名工人,一體式壓鑄車間只需要20-30名工人。特斯拉官方稱一體化壓鑄技術將給Model Y節省約20%製造成本

現在最新的電池包系統也在考慮使用CTP

(Cell To PACK)

,它是將電池直接整合到電池包中,從而省去中間模組架構,簡化電池包結構,提高空間利用率。手機產品也是類似趨勢,現在基本都是電池機身一體化,能讓電池和主機板的貼合度更高。

特斯拉CTC方案異曲同工,只不過它是將車身地板作為電池包的上蓋。這番操作下,MIT版4680 CTC Model Y的電池包

(80kWh

+中控臺+座椅+地毯總重僅544kg,要知道某款知名傳統豪華純電SUV,單80kWh電池包重量就達到了650kg。

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總之,汽車行業也好,建築行業也好,整合化設計可簡化裝配程式,提高產品合格率,還可以達到輕量化、節約成本等目的。

在汽車上,整合化在特殊部件上還能發揮特殊功效。

電驅動系統的整合化設計可以實現驅動系統的輕量化和提升空間利用率。

比亞迪整合化後的驅動總成、高壓總成就比e平臺1。0版的分散式結構減重了40kg,節省了一個大容量行李箱的空間

(37L)

而且將驅動電機與逆變器整合一體,逆變器配置在驅動電機旁,連線電機與逆變器的線束就可以縮短或者置換,也能減少線束因發熱產生的電耗,妥妥的細節控。

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“化整為零”,去整合化也大有可為

既然“化零為整”好處多,為什麼還要做“化整為零”呢?這是因為人類並不是以追求最高效率作為唯一目的,還要考慮現實需求。整合化和去整合化就像太極八卦的陰陽兩極,形成平衡才好。

(1)去整合化,降低風險

整合化的優勢雖然多,但就像雞蛋放在一個籃子裡,承擔更高昂風險也更高。

比如現在行業內採用一體式鋁合金車體的新能源車型普遍保費會更高。與此同時,集中式帶來的故障風險也會更高,就像現在的智慧手機維修起來就困難得多。

關於化整為零,汽車行業也出現了一些聲音。這兩年大家對晶片行業肯定不陌生,晶片的算力就好比汽車的馬力,它是決定一臺車效能、智慧的關鍵。

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車規級晶片對其工作環境、質量可靠性和一致性有很高要求。特別是對抗干擾性能的要求較高,包括抗ESD靜電、EFT群脈衝、RS傳導輻射、EMC、EMI等。對晶片和元器件能夠正常工作的外部工作環境,如工作溫度、溼度、發黴、粉塵、鹽鹼自然環境、EMC、有害氣體侵蝕,高低溫交變、震動風擊以及高速移動等也有著更高要求。

汽車架構從分散式到域控制再到中央集中式的架構變革,會將原本數百顆晶片的算力集中在幾顆晶片中。這就像獨自承擔所有雞蛋的籃子,要更加註意安全防護,對應到汽車上,就是要求晶片功能安全等級更高。

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晶片的整合化程度越來越高,算力越來越大,是智慧汽車向集中式架構發展的基礎

相關預測顯示,汽車主控晶片在未來幾年十分火熱,其中高效能控制晶片和SoC將成為主要的市場增長點。但在如今晶片產量危機下,高效能晶片的量產壓力也很大,比如去年在手機行業就爆出晶片產能不足影響向三星供貨。雖然為了利潤,高通提出將優先保證高階SoC生產,但能搶到份額的也只有大廠,中小企業只能苦等。

中央集中式架構的優勢在未來,在當下看,這二者在使用者體驗上還未拉開明顯差距,所以這些綜合因素下,也有不少廠家猶豫切換架構。

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(2)去整合化提升舒適性和實用性

對比上世紀的車型,汽車前排座椅變化最為明顯。

早期多采用前排連通式的沙發座椅,現在則多是獨立式座椅。獨立座椅的包裹性更好,支撐更足,甚至還更安全。大家肯定有過這種感受,乘坐長途更喜歡坐副駕,後排座椅包裹性和支撐不足,容易累。

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它和現代沙發異曲同工,在10年前特別流行L型貴妃式沙發,但現在越來越多家庭覺得雞肋,還不如直排沙發+獨立沙發來得舒適和實用。

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除了座椅,現在還出現了更大膽的設想,分體式無人駕駛汽車被認為是一種很有前景的模式。賓士Vision Urbanetic概念車,採用了分體式無人駕駛汽車設計。它有一個獨立的“滑板底盤”,根據不同的設定,可以給它配備兩種不同的車身模組。

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(3)分體式又成新美學潮流

一體式燈組的好處在於造型簡潔大方,當時大嘴進氣格柵還沒街車化,前臉各部位比例合理,這套行頭下來,足足一個標準身材的西裝紳士。然而新能源汽車缺少了進氣格柵後,整個前臉顯得很素。

分體式大燈就像是在一張“畫板”上著了更多筆墨,會使得前臉更豐富。出於美觀角度,新能源汽車開始流行分體式大燈設計。蔚來ET7就是如此,整張前臉集合了美學需求和功能需求。前臉分體式的大燈,上部是扁平的日行燈,下部是大燈組。封閉式的中網,下包圍進氣格柵很小,如此可降低風阻。

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分體式前照燈組的典型排列模式是:轉向燈(外後視鏡上)+日間行車燈(貼近進氣格柵上沿)+遠近光一體(前保險槓中部)+霧燈(前保險槓下部或不一定有)

理想L9也採用了分體式前照燈組。理想ONE已經有將日間行車燈和大燈組分開設計的苗頭,到L9身上,這二者的距離被徹底拉開,貫穿式LED日間行車燈被保留,其他燈被移動到前臉中部。

汽車整合化和去整合化的博弈|技術流

總結

零和博弈的結果是一方獲利而另一方損失,且一方的所得正是另一方的所失,汽車整合化和去整合化還真有點像“零和博弈”。

大家當然更喜歡“雙贏”的局面,但對於車企來說,汽車太複雜,這麼龐大且集聚高科技的產品,要滿足不同需求,就必須做出取捨。好在從消費者角度看,整合化和去整合化一起存在就是“雙贏”,它綜合了成本、效率、時間、效能、體驗和美學需求。可以預見,這兩種特徵會同時存在於汽車中,直至汽車進化成最完美版本。