汽车电动化浪潮势不可挡

编者按

作为一个有着逾百年历史的行业,汽车业被很多人认为是下一个要被颠覆的行业。为什么说汽车业即将要被颠覆?对这个行业产生影响的主要因素是什么?这个行业的未来趋势如何?谁会成为最后的赢家?针对这些问题,我们借由作者FrdricFilloux对曾在Tsla就职过的法国工程师PhilippChain的采访,从中一窥汽车业的未来走向。

翻译:神译局boxi

整理:XCENTRE原文标题:《Thcar,rinvntd.Fromscratch》

百年汽车重新出发

划重点:

监管压力、成本与性能、驾驶乐趣是推动汽车变革的三大因素

汽车本身成为家与居家者的延伸,能够享受界面带来的相同体验

未来汽车=滑板(skatboard)+车上体

汽车行业将会被撕裂

从现在起的十年之内,大家不会再像现在这样购买或租赁汽车

没有一个行业背负的历史负担会比汽车行业还要多的。同样在适应设计、制造、营销等实践方面,也没有一个行业比汽车行业更慢。其主要原因是僵化的文化以及推出一款新车型所需要的资金量。我曾经做了近三年的奥迪-Tron是大众奥迪汽车公司对电动汽车(EV)进行的亿欧元投资的一部分。尽管如此,这辆车虽然是由三台电动引擎提供的动力,但里面仍配置了很多的技术文物,比方说机械差速器、机械转向柱、12伏电池以及我最喜欢的CAN总线数据网络(年的发明,用来数据网络实现不同型号之间的通信)。-Tron在商业上仍然要通过平常的经销店出售,模式一般还是完全所有权,起步价为美元。

在二十年前,发布新车一般可归结为尽可能多地利用现有的“平台”去设计新车,选择合适的营销诱因诱导购买过程,并最终将赌注押在成千上万经销商的销售技巧上。在跟Frdric讨论本系列时,他提供了以下的简要介绍:

“假设你在一家公司的新部门,而这家公司打算涉足汽车行业。现在,布置给你的任务是通过部署最先进的技术和创新的经济模式来对汽车进行彻底改造。你要从一张白纸开始,去设想汽车的设计、制造过程、生命周期、环境影响,以及新颖的分销和所有权体系。比方说你是在苹果工作,手头有有数十亿美元可供支出,可以利用庞大的工程人才库来创造出真正的新东西——并且是能够赚钱的那种”。

在Tsla,我进行过很多利用新方法来制造高级汽车的尝试,而如今,我的一些客户也心怀大志,希望重塑汽车行业。让我们将问题分解为五个不同的部分(每个部分将构成本系列的一个篇章):

推进与动力总成

数字架构

物理架构

经济与制造业

分销、所有权及服务

推进与动力总成这方面我们只讨论电动汽车。这是汽车业发展的唯一途径。对氢能下重注的汽车制造商,如丰田也屈服了,原因很明显:EV(电动汽车)的制造成本更低,性能更好,而且不需要维护(这会改变移动性的经济性,我们会在第5部分谈到)。EV的基础设施已经有了而且扩展起来很容易。混合动力车在自己所在的那个时代很有趣(丰田普锐斯是一辆很棒的车),但是它……终究是混合动力,是在新旧世界之间徘徊的那种,所以不是一个好的解决方案。三股力量会加速电动汽车的普及。第一股力量来自政府和地区当局的监管压力,要求极大减少排放。最好的例子是欧盟的CO2法规。该条例强制要求从年起,所有的销售车辆的平均碳排放水平必须低于95g/公里,然后到年进一步降至81g/公里,以及年的59g/公里。除了大量销售纯电动汽车以外,没有其他办法可以实现这一目标。此外,一些城市已经宣布在不久的将来要禁止使用非电动汽车,比方说巴黎的时限是年。很快我们就将看到其预期效果:视用途不同,今天愿意买新车且有意保留5年的客户,现在就得考虑所在城市新的监管要求和限制了。换句话说,如果你有意开到或英里的里程的话,也许就已经没有动力去购买昂贵的内燃机汽车了,因为到时候整合玩意儿都被禁止了。电动汽车的采用率可能因地而异,但我们会研究不同市场里面电动汽车份额可能的演变情况。第二股基本力量是成本与性能方面。电动机马力的成本大概是美元,相比之下,内燃机的成本在0至美元之间。不过算上电池成本的话,活塞发动机仍更具优势:目前电池组的成本在至美元之间。但是还有两个因素需要考虑。一是效率:内燃机的能量转换效率仅有30%左右,而电动机几乎可达95%。二是电池的成本正在迅速下降:经过了过去十年,电池的成本已降到原来的1/10。我们将会看到,欧洲各地的制造(规模和技术)以及能量密度的提高,会如何进一步改善每千瓦时的成本。随着成本的迅速下降,以及随着我们沿着这条学习曲线的不断发展令电动汽车的其他成本也在下降,开电动车很快就会成为越来越多的人的一个经济合理的决定。第三个因素是驾驶的乐趣,开起来无噪音,加速又像赛车一样。当然,这一点未必人人都同意。后面我会讲讲跟意大利北部一家著名跑车制造商的会面情况。尽管他们并不情愿,但我敢打赌,这个著名品牌最终会在未来五年之内造出一流的电动超级跑车。对于绝大多数用户而言,跟汽车相关的认知期望会发生变化。咆哮的发动机的轰鸣不再是一种刺激,车辆在高速路上快速、安静并且流畅地滑行才会带来兴奋。即便安静不是你喝杯茶的声音,但驾驶电动汽车整体带来的卓越体验,也会让绝大多数开过的人发誓永远也不会回到内燃机时代。同时,他们还会带动其他的需求,比方说在任何停车点都可以随时充电,不需要进加油站……数字架构简而言之:跟我们的数字生活日常相比,今天的汽车提供的体验很糟糕。苹果的Titan项目的关键目标之一就是:让汽车本身成为家与居家者的延伸,能够享受界面带来的相同体验。未来的汽车(不到五年即可实现)会拥有iPhon一样的便利性和用户体验,以及可连接到个人云的数据中心的能力。这种车会有一个操作系统,以及一个可以应对任何情况的app生态体系。到达机场后,汽车就会下载一张精确到厘米的地图,然后更新建筑工程、可用的停车位等信息。一旦卸下乘客和行李,汽车就会自行停放好(或者提供给其他人使用)。当然,这需要对前述的CAN总线等技术进行大修。CAN总线已有40年的历史了,每辆汽车都要使用这个东西(不管你信不信,Tsla里面也有这玩意儿)。我们会探讨这东西会如何发展,以及谁会成为这一必不可少的组件的守门人(提示:未必是传统的汽车制造商)。物理架构我们将介绍两个概念:滑板(skatboard)与车上体。顾名思义,第一个指的是汽车的底座:我们不再用“底盘”来描述(那是19世纪的术语),而是指一个装有所有基本要素的结构:推进、动力总成、悬架、制动器总成(每个回转轮一个)、线控转向系统、制动电路、防撞保护装置、电子网络、电源管理以及电池。最重要的是,车上体的形状和大小会根据需求而定:可以是运动型或家用型轿车、商用车等。预期类似的滑板会有广泛的用途:从豪华SUV、食品送货车、在机场航站楼之间往返的自动驾驶机场摆渡车到小型的自动驾驶的城市货轮等。经济学与制造业上述模块化结构会改变一切。这将深刻影响着汽车行业在全球的制造与运营。从某种程度上来说,汽车行业会被撕裂。首先,滑板和车上体可以分开建造。也许可以不在同一个地方(少数滑板完全适合于放在集装箱内,可以在千里之外完成建造)。其次,它将为一个庞大的,覆盖了广泛用途和价格范围的第三方车上体制造商铺平道路。梅赛德斯可以制造自己的一体化组合,并推出自己的品牌(和定价),但是它的母公司戴姆勒股也可以像博世可以向几十个品牌推出自己的组件一样,向南非的某家移动性品牌提供滑板。随着汽车制造在开发、适配和反应性方面向消费电子领域汲取灵感,汽车的产品周期将会加快。年我还在Tsla的时候,就在ModlS推出之后,我见证了这款车只用几周的时间就做出了调整,而在奥迪或雷诺光开会就要好几个月。汽车行业将会变得像手机制造商一样敏捷。分销、所有权及服务从现在起的十年之内,大家不会再像现在这样购买或租赁汽车。其中有一个很好的理由是:大家讨厌整个过程。在Tsla期间,我们所有的调查都集中在两件事上:最好的购买体验是苹果商店,而最糟糕的体验是任何一家汽车经销商,无论哪个品牌都一样。基于此,埃隆·马斯克决定,Tsla将不再依赖经销商,因为他们的推销员形象就像漫画里面的讽刺人物,因为他们的店铺位于偏僻乏味的地方。小型展示室会设在城市的中心,在线上完成订单。就这样。汽车的所有权不再需要。由于乘用车95%的时间都处于闲置状态,所以存在有很多的其他选择。尤其是对于几乎不需要维护的车辆而言。选择性/社区汽车共享,分布式的所有权,短期/长期租赁等等,这些会带来一个关键优势:城市将不那么拥挤,以及更好、更高效的机动性。

你的下一辆车是电动的

划重点:

大家对车型的最终选择主要还是主观上,买汽车与买智能手机的过程类似

EV的采用曲线跟其他技术及其著名的S曲线不会有什么区别大众想用电动车模块化平台拿到最大那份蛋糕续航里程和充电基础设施不会是电动车的发展障碍下面这句话听起来似乎是一个大胆的声明,但我愿意与MondayNot的大部分读者打个赌,在不到四年的时间内你们会开上一辆电动汽车。(当然他们会不会买一辆这件事是本系列另一篇文章的主题)。但是这里面的潜在趋势是不可阻挡的。在本期里面,我们要讨论以下这个问题:你为什么要买电动车?未来转变的工业部件是什么?基础设施能不能做出充分响应?为什么你需要一辆电动车?可能有一个(尤其是在美国的技术专家当中的)普遍的想法需要毙掉:事实上,对于大多数人来说,买车的理性依据在购买汽车的决策过程当中只扮演着边缘角色的作用。上至三家不同的汽车制造商,下至跟客户打交道的推销员,我盯了三十年的市场研究,在这个过程中,我了解到大家对车型的最终选择主要还是主观上的。你想要这辆车是因为喜欢它,而不是因为后备箱或者车内空间够宽尺寸。功能和特性在购买(或租赁)汽车时仅起到次要的作用。当然,那些长长的功能和选项目录还是要评估一下,但是你之所以想要这辆车,是因为它很酷炫,让人眼前一亮,因为驾驶的乐趣无穷。想想那些在加州想要拥有一辆SUV的人的动机是什么。你可能会想起上一次艰苦的太浩湖冬季之旅,但实际上,驾驶SUV确实很有趣——哪怕从实用、生态甚至经济的角度来看,开SUV实属荒唐之举。考虑到汽车是任何家庭会去购买的最昂贵的技术工具,这一点是很怪异的:在美国,汽车的平均价格约为3美元,欧洲汽车的价格在20欧元至4欧元之间,具体取决于你在哪里生活。在很大程度上,你可以在智能手机和汽车的购买过程之间找到相似之处。虽然华为手机或GooglPixl的性价比可能更好,但很多人依然更喜欢iPhon。这种机制是类似的。除了一小部分以外,动机绝对不会是理性。这纯粹就是绝对的渴望。类似地,大家会因为想要电动汽车而换成电动汽车。因此,EV的采用曲线跟其他技术及其著名的S曲线也不会有什么区别:就像我们从下表可以看到那样,EV的采用已接近临界点(只不过临界点往往是在出现之后很久大家才看出来的)。总体而言,专家们的意见是,在未来几年开始的下一阶段里,我们将看到一条指数曲线,由彭博汇编的所有关键指标均会出现惊人的发展:当电动汽车的决定性社会特征从权力和财富的象征变成更加负责任的自我,生态意识,变得跟千禧一代和Z世代要有一个更加清洁的地球的抱负更加同步时,电动汽车很快就会变成“拥有的感觉很酷”的东西。顺便说一句,同样是这批人会意识到,电动汽车不发出声音也能加速完全是酷毙了,并且英里的续航里程对于日常驾驶,或者当两个充电站之间的平均距离只有50英里时,根本不是问题。工业组件:大众想要在这个电动化的世界里拿到最大那份蛋糕就像智能手机的大规模采用是因为7年苹果通过iPhon触发的全球竞赛一样,大批的新型号会在电动汽车的采用当中发挥着关键作用。根据BloombrgNwEnrgyFinanc的数据,到年,全球将会出现种电动车型号。大众汽车集团的战略就是一个很好的例子。到年,这家德国汽车制造商预计将推出75款全电动车型。这相当于每六个星期就有一个新型号推出。为了实现这一空前的目标,大众汽车正在用其模块化电动车平台(ModularElctricDrivMatrix,MEB)来升级平台的概念,这玩意儿看起来是这样的:MEB已经越来越接近我们在上一篇文章里面提到的“滑板”的概念:同一个“套装”会有五到六个版本,可支持从运动型轿车到标志性的大众面包车的后代等数十种型号,里程范围从到公里不等。大众打算将这一概念应用到包括奥迪,SEAT和斯柯达在内的整个品牌系列。其高级品牌保时捷、宾利、布加迪、兰博基尼以及部分奥迪车型也会受益于类似的平台概念PPE(PrmiumPlatformElctric)。以下是用于其最受欢迎品牌的一些MEB例子:从宏观的角度来看,电动汽车行业到处都是投资。仅去年一年,在欧洲的投资就达到了亿欧元,包括注入大众汽车集团的亿欧元。欧洲正在迅速缩小与中国的差距:充电基础设施当我读到一篇受电动汽车怀疑论者启发的文章时,我看到反复出现的(而且往往记载不不详)对续航里程和充电基础设施的质疑。那我们就深入探讨一下这个问题吧。首先,电动汽车充电95%的情况下都是发生在家里或工作地点。在路上(在高速公路上或在街道上)充电的情况几乎可以忽略不计。当前关于充电基础设施需求的扭曲观点有两个要素,第一个是公共充电站的可见性,以及这些充电站之间的通信,市政当局渴望能站在这股生态交通浪潮的风头浪尖。但其实真正能满足充电点需求的是家里或者目的地(工作,商业停车场)的那些充电插头。很多城市其实已经采用了促进建立充电站的住房法规。私人住宅以及商业房地产都会像与大多数地区部署光纤那样稳步地部署充电站(而且电气装置更容易升级)。尽管如此,仍会有一些人住在大城市的大型多层住宅里,是没有专用停车位的。对于那些人来说,电动汽车(或其他汽车)可能不是最简单的选择,除非他们摒弃了完全所有权的模式来适应这种生活方式。扭曲的第二个要素是要有加油站这种心智模式仍有残留:我要开到加油站,给油箱加满油,然后用上好几天。电动汽车提供的是不同的模式,那种充电方式其实跟笔记本电脑或手机的充电方式差不多:只要有可能就给你充电让你不至于耗尽电池电量。在家中给电动汽车充电就像每天早上开着加满油的汽车出门,然后下班时油箱又是满满的(在停车场又开始充电了)。但是,所谓的“里程焦虑”仍然很难搞定。研究表明,可怕的电量为空告警在大多数用户拿到电动汽车后不久就消失了。再次地:根据使用情况数据,这是个伪命题。商用EV时代是从续航里程公里的小型车开始的。尽管这已经是平均单次行程距离的两倍,但消费者还是不买账。当续航里程达到-公里时,他们开始考虑了。而现在续航里程已经达到公里以上,他们开始行动。但是,作为一名工程师以及前EV设计师,我对很多市场的通勤数据都有所了解,我的看法是,续航到公里就有点过分了,因为光电池就达半吨重了。公里的续航里程似乎是恰当的平衡。但是,从理性上来看,我还是希望看到大家在买过第一辆电动汽车之后,部分会考虑转向续航里程低一点、便宜一点但更加优化的新车。尽管如此,长途旅行的问题还是得解决。超级充电站这个概念就是这么来的。这个名词是Tsla在决定建立自己的充电站网络的时候创造的。目前,美国在0个地方共设有1个充电站。跟家用的充电系统相比,超级充电站可以将电动车的充电速度提高约40倍。特斯拉Modl3续航75英里仅需充电5分钟。怎么衡量充电性能?就是看看充电一小时可以跑的公里数。家庭车库的插头(主要在晚上使用)充电的数据为30km/hr。而高速公路的超级充电站的数据是-公里/小时。特斯拉最新一代的充电站甚至可以达到1km/h,但只能持续10分钟(充久了会出现发热问题,下一篇会进一步讨论)。特斯拉很快就做出决定,其超级充电站网络会是一笔营销开支,是用来消除进入壁垒的。据计算,这个超级充电站网络的成本最终约为每辆汽车0美元。对于一辆价值美元的汽车来说,花1%的钱来得到一个如此强大的市场刺激是完全合理的。为此,Tsla决定开出一个非可选的0美元的价格标签,让给车主可访问其充电网络,免费为ModlS充电30分钟左右。大众汽车集团稍微有点畏首畏脚,至今还没有找到抵消在欧洲建设超级充电站网络Ionity成本的方法。Ionity是由大众、宝马、福特以及梅赛德斯·奔驰联合设立的合资企业。跟Tsla的系统不同,这个网络不是免费的,而且相对昂贵,这有可能会吓退客户。Ionity还没有找到合适的方程式:该财团出售的汽车价格会是Tsla的一半或三分之一,所以要想把基础设施的成本转移给客户可能会更加困难。至少目前是这样的。这种不一样的商业模式最终可能也会走上Tsla的道路:Ionity联盟的部分品牌可能可以免费访问德国的充电网络。从驾驶员的角度来看,将会有一个可互操作且足够密集的超级充电站网络,从而满足所有人的需求。在美国,大众汽车集团的ElctrifyAmrica项目其实是非常精明的。这个刚刚建设的德国制造的超级充电站网络实际上是“柴油门”丑闻的直接结果。在跟美国司法部谈判当中,大众汽车得以将20亿美元的罚款变成对北美一个(相对)开放的快速充电站项目的投资。到目前为止,只有几百个充电站可供使用;但是它将很快成为一个旨在支撑美国电动汽车行业惊人增长的充电网络——而其中的很大一部分电动车应该都是大众汽车的。就像任何人都能看出那样,开电动车的任何人要想能够像开汽车一样随时可以加满油来一场穿越欧美的旅行,就需要先解决好随时可以充满电的问题。但是需要留意的是,形势的发展是很快的。建立标准或超快速的充电站网络不属于火箭科学(跟加注氢燃料箱不一样)。最终将会实现普遍的兼容性(比方说不到3年的时间)。在第三篇里,我们会讨论电池——电池的机制、行为——建设“超级工厂”的关键重要作用,谁掌握着主动权,谁出现失误了。我们会还会讨论建造数十亿电池(TslaModlS就有块电池)带来的环境影响问题,以及EV电池的生命周期与制造的地缘政治紧张问题。

为什么特斯拉是全球第一的汽车制造商?

划重点:

轶事:4天时间解决一个安全组件问题在Tsla需要开一次会和五天时间解决的事情,在雷诺或奥迪就得用六个月的时间才能搞定。Tsla并不遵守汽车行业的习惯规则为了追求速度,Tsla形成了一种更接近科技世界而不是重工业的方法年2月,一个寒冷的星期三早上,当时距离TslaModlS的发布还有四个月。这款车仍在开发当中。有关这款车会成为汽车行业游戏规则改变者的报道还很少。还需要进行大量的工作。Tsla在加州Frmont主厂区2楼的会议室坐了12个人:其中包括ModlS项目总监Jér?mGuilln,生产负责人GilbrtPassin,供应与采购负责人PtrCarlsson,还有作为质量和几名关键工程师的负责人的我。出于某种原因,这个工作组是匆忙组建的。几个小时前,我们收到了一份来自俄亥俄州的一家测试机构的初步报告,那是我们正在进行一些关键的安全测试的结果。消息不是很好,可能会让整个研发工作陷入停滞。伊隆·马斯克已获悉此事。他的反应很简洁“搞定它吧,伙计们”。在美国,汽车业采用的是自我认证体系。共包括25种强制性测试的清单是由美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)设定,由汽车制造商本身或第三方测试实验室执行的。俄亥俄州的工厂刚刚进行了第21号测试,内容是包括低速正面碰撞混凝土墙。其实汽车已经通过了测试。但是有一个问题。前面的碰撞吸能盒的变形超出了设计规格。碰撞吸能盒(crashbox)是一块金属,在发生正面碰撞时充当着一次性减震器的作用。这是一个至关重要的安全要素。当汽车正面与障碍物发生碰撞时,释放的动能可转化为用重力表示的骤然减速。在48公里/小时的速度下,体重72公斤的人在系好安全带时,通常要承受30g的减速,相当于身体受到了2.1吨的力。一般的看法是,减速超过60g就是致命的。因此,像防撞吸能盒这样能够分散冲击的可变形结构非常重要。汽车的每一侧都有一个吸能盒。这玩意儿是用钢制成的,并且经过了精心设计,实现了塌陷的优化:Tsla上的碰撞吸能盒:蓝色的方块像手风琴一样折叠,可吸收部分撞击:实际上,如果碰撞盒在低速下塌陷过度的话,则意味着汽车将无法以56km/h的速度进行下一次碰撞测试。我们原计划是下周一的下午2点在洛杉矶东北部的圣贝纳迪诺沙漠的测试实验室KarcoEnginring进行测试。也就是说我们只有四天的时间来解决这个问题,我们不能推迟测试,也不能报废太多的测试车。我们总共有11辆原型车计划用于碰撞测试。其中一些会被完全摧毁,而另一些要重新用于另一种撞车事故的测试(但大型的汽车制造商可能可能要废掉数十辆汽车)。再回到我们的战情室。负责碰撞吸能盒设计的工程师显然很沮丧,内疚和不理解的心情都有。我们不会浪费时间去指责谁了。我们需要的是快速的解决方案。最后的结论是我们不会改变碰撞盒的设计,但是我们必须使用强度更高的钢。采购经理联系了一位买家,把情况简单通报了一下,然后那个家伙开始到走廊上打电话。十分钟后他回来了:“OK了。北卡罗来纳州有可用的钢卷。要不要买?”当然!没有问题!在接下来的24小时之内,一千磅的卷材被运往美国中西部某处的特殊加工工厂,然后进行切割、成型和焊接,再制成防撞盒。但遵照墨菲定律的指示,当时美国中部发生了一场大雪暴,导致载有我们宝贵货物的航班停飞。这些装置最终在周六晚上到达Tsla的主工厂,然后放到烤炉内进行最后的硬化。但运气不好的是,设备出现了故障。修理工大半夜就被叫了过来,到了傍晚时分,需要几个小时的热炼终于开始了。此时,距离Karco测试还剩30小时。周日晚上,还暖着的部件装进了我的汽车后备箱。因为整晚没睡觉已经非常疲惫,我不想再开夜车,我的副手接过了方向盘,在危险的I-5高速公路上行驶了六个小时之后,我们终于抵达洛杉矶东北60英里处茫茫荒野之中的Adlanto,刚好及时地将两个碰撞盒安到车上。最后我们出色地通过了测试,TslaModlS最终被美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)授予五星评级,这是一辆车能够得到的最高评价了。在我看来,这则轶事很好地说明了Tsla为何比自己的直接竞争对手领先了好几年。我在其他地方也遇到过类似的情况,突发事件的出现阻碍了新车的整个设计过程。在Tsla这里需要开一次会和五天时间解决的事情,在雷诺或奥迪就得用六个月的时间才能搞定。那里的流程是先要进行彻底的调查,追溯出错误的根源,找到内部负责的人,还要调查供应商可能的失误等等。然后,再要展开一系列政治上颇为微妙的操作,召开一系列会议和研讨会来分析和解决问题。整个过程牵涉到组织架构的多个层面,有时候可能还要上升到最高层。这就是Tsla之道的关键:快速、价值驱动的过程,靠最大的授权来实施,用扁平的架构支撑的快速决策流程。这种思维意味着要接受一定程度的风险,这在其他地方是无法想象的。当然,这里不是指客户安全特性方面的风险(Tsla在这方面是毫不妥协的),而更多是有关开发的流程。另一个很好的例子是汽车的长期耐久性评估。当我在跟Elon进行讨论时,我告诉他,根据我们的工程师的计算,一款车型推出前至少要进行一百万英里的等效行驶——而发现潜在的缺陷并加以解决需要六个月的时间。就行业惯例而言,我的这个要求其实不算什么:对德国制造商的要求是0万公里,2年的时间。马斯克的回答一如既往的简洁:“好,那就去干吧。但是我们是不会因此推迟发布日期的……—但是我们可能会遇到需要对生产车型做出一些修改的问题……—是的,我知道,但是如果需要的话,我们会在稍后进行变更。—哪怕需要召回一些车辆?—是的。至于其他的话,我们会通过推送一些OTA升级来进行调整(Tsla的主要软件会像PC一样定期进行远程维护和升级)。Tsla并不遵守汽车行业的习惯规则。尽管有时候要冒风险,但这种做法在很大程度上提高了竞争优势。这家公司永远都不会为了神圣不可侵犯的过程——这是汽车行业的基本价值——而牺牲掉创新的步伐。比方说,传统的汽车制造商不会在汽车上制造过多的“间隙和面差”(车体外板之间的空间)。我们的车没法调整我们所谓的“车身几何”,这让我有一阵子非常难熬。好几个月,我们交付的车辆的间隙都要比平常大,而且第一批型号甚至需要用槌和泡沫来进行手动调节……这样的事情对于任何一家汽车制造商都会被视为是不可接受的,但埃隆·马斯克却不以为然,他相信,这是驾驶一辆真正具有创新性的汽车的用户体验将会超过最终将可以得到纠正的微小缺陷。就像该品牌的成功(以及市场研究)所表明的那样,伊隆的直觉是正确的。Tsla独特的DNA最明显的地方就在体现在招聘上。我在那里的时候,Tsla负责人力资源的副总裁是Googl前人事总监ArnnonGshuri,在他的领导下,公司的员工人数从2人增加到00多人。Elon再次给了他一张直截了当的路线图:a)只聘用所在领域的冠军;b)确保他们拥有适当的文化背景。其结果就是一群因自身的知识和专长,也因为所具备的创造力、自主性以及胆魄而被选中的问题解决者。相比之下,传统的汽车制造商(比方说德国的汽车制造商)也会寻求相同水平的核心竞争力,但要求的是不同的文化适应性:在他们那里,对工程师的要求是研究出好的解决方案,决策则要由层级更高的其他人基于此做出决定。这一原则导致了三个主要的差异:就像我们在前面的碰撞盒的例子里面所看到的那样,Tsla对速度十分痴迷——而且把这一点运用到每一项运营决策上面。第二,这导致组织架构更加扁平:在发布ModlS时,Elon的下面只有两个层级。后来,我加盟奥迪开发tron的时候,光是工程部门我就得应付四个层级,而且我上面还有两级。简而言之,我们讨论的是至少3:1的比率。其结果是,Tsla的行动速度比奥迪要快得多。如果Modl3需要3年的开发时间的话,那奥迪一般得要60个月的时间。第三,Tsla的工作强度特别大,导致高管和工程师的人员流动率更高。替换率达到了27%,甚至比Lyft等知名初创公司(23%)还要高。根据AlliancBrnstin技术分析师ToniSacconaghi的说法,埃隆·马斯克的直接下属的替换率达到了创纪录的44%。我们曾经说过,在Tsla呆一年相当于在其他地方呆七年,过的日子简直就是“狗年月”一样。为了追求速度,Tsla形成了一种更接近科技世界而不是重工业的方法。如果进行选择性收购(比方说软件)意味着节省时间的话,那么它会毫不犹豫地去收购,汽车制造商就不会违背“非由我属,不为我用”的原则。最最后,我会用一个我经常遇到的问题作为结束。Tsla能不能保持领先地位,还是说像大众汽车集团这样的汽车制造商最终会追上潮流?传统制造商无疑已经给自己的过程注入了敏捷方法。但是,它们的关键价值仍然是过程,遵循严格的规则和方法得出的运营经验的过程。要他们背弃这种文化可能需要很长的时间。虽然他们对加盟的年轻天才工程师用新的工作方式进行了培训,但很可能臃肿的技术架构会抑制他们的激情。与此同时,我非常相信Tsla会尽一切努力维持在软件、辅助驾驶功能(不是L5级的自动驾驶,后面我们会再作讨论)、性能、用户体验等关键领域的领先地位。它们之间的差距就在这里。这可以解释为什么Tsla的市值是亿美元,一举超越了丰田的亿美元,成为全球最有价值的汽车制造商。

电池供应的全球竞赛

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电池供应是电动车发展的阿喀琉斯之踵预计到年对电池的需求会增长14倍,相当于40到60座Tsla的超级工厂中国是电池供应全球竞赛的领跑者目前,建设一个庞大的超级工厂网络要严重依赖于污染最严重的发电方式电池供应是电动汽车的致命弱点。至少目前是这样的。解决这一问题,以及支持公众接受电动汽车的方法,是对电池生产设施进行数十亿美元的投资。当前电动汽车约占新车销量的4%左右(比方说年上半年欧洲的情况)。预测显示,这一比例到年会跃升至10%,而到年会进一步提高到28%至30%,到年,这个数字会跃升至58%至60%。尽管不同地区之间的差异仍然会很大,但是中国和欧洲的转型会更快。前者是出于对清洁空气的基本关切所驱动,后者则是由于监管和公众压力。在最终跟上之前,美国可能要落后一段时间。以下是BloombrgNwEnrgyFinanc做出的一些预测(预测值包括电池EV+充电式EV):随着这些图表的数字在增加,对电池的需求也在增加。调整电池供应需要大力推动产业发展,因为预计到年对电池的需求会增长14倍,达到约1GWh的年产能。这大概是什么水平呢?像Tsla在内华达州沙漠运营规模的那种设施要40到60个。这么庞大的增长需求会让我们面临两个迫在眉睫的紧张局势:全球电池生产的不平衡以及关键矿物的获取。目前,中国是这场竞赛的领先者就原始而言,到年,72%的电动汽车都将销往欧洲和中国。与此同时,届时计划投产的座大型工厂里面,有88座会设在中国。一些声音已经在发出警报,比方说研究公司BnchmarkMinralIntllignc的价格评估主管CasparRawls。

“尽管中国仍然是动力之源,但欧洲汽车工业对于能不能大规模提供高质量的一级锂离子电池组仍然感到担忧,担心这回成为电动汽车加速发展的主要障碍。”

就复杂性和范围而言,制造用于电动汽车的电池与制造电动机无关。尽管全世界的汽车制造商均已经掌握了电动机的制造并内化,但电池需要的工厂和装配线的规模是独一无二的。“Gigafactory(超级工厂)”这个词是马斯克创造出来的。Giga表示千兆瓦时(十亿瓦特小时),也暗示了工厂规模的“巨大”。在ModlS推出不到一年后的年,这位Tsla的创始人兼CEO就向自己的经理讲了以下这番运算:鉴于公司目标是本个十年末之前实现000辆汽车的年产能,假设每辆汽车的电池容量为KWh的话,马斯克发现,全世界的电池产量可能都会被Tsla给消化掉。讲话结束时,他向负责电池供应的工程师求助,问什么样的工厂才能实现自给自足。工程人员回答:“那会是一个巨大的设施。”不出所料,马斯克很喜欢这个主意。他下令进行全面研究,后来决定与当时最大的锂离子电池供应商松下联合建立一个规模创纪录的工厂,并承担50亿美元投资的一半。以下这段话来自马斯克年对传记作家AshlVanc说的话:

“竞争对手对Gigafactory各种的嘲讽。他们认为这个主意很愚蠢,像这样的东西应该由电池供应商去制造。但是我可以告诉你,据我所知,所有的供应商都不喜欢要给电池工厂投入数十亿美元的想法。

你遇到了一个鸡生蛋还是蛋生鸡的问题,车企不会大量投入资金,因为他们不确定自己能不能卖掉足够的电动汽车。所以,我知道,除非我们自己把这座血汗工厂给造出来,否则就没法拿到足够的锂离子电池,而且我知道没有人造这个玩意儿。第一座不是Tsla做的超级工厂什么时候会建成?我想起码要到六年后。大型车企太过畏首畏脚了。

他们希望在批准这种项目并继续推进之前先看看别人能不能做成。我看他们可能要落后我们七年。但我希望我是错的。”

在行业对Gigafactory概念的响应时机方面,马斯克的预测还是稍微有点错误。在他做出预测的六年后,乐金化学(韩国)、宁德时代(中国)、比亚迪(中国)以及松下(日本)等电池制造商的运营设施已经可与Tsla的媲美。关于电池组的规模,马斯克的预测也有些偏离。Tsla这里,目前的均值为接近60KWh(而不是他估算的KWh),庞然大物Cybrtruck的电池组是KWh——但这是极端情况。但他在其余方面的预测是正确的:事实证明,超级工厂对于确保汽车制造商的自给自足至关重要。Tsla今年似乎有望生产000辆汽车,而超级工厂的产能有望达到54GWh,也就是相当于每天生产约万个电池。至于第一家超级工厂,的确是超级巨大:这座工厂位于内华达州Rno市以东,整个建筑物长米,占地平方米,是美国最大的单屋顶设施之一。在全世界也只有飞机装配厂能够超越它的规模。目前,全球汽车电池供应的天平明显向亚洲倾斜,尤其是中国,后者控制着全球70%以上的产能:资料来源:BnchmarkMinralIntllignc但是,随着欧洲正在酝酿多个工厂项目,产业的版图正在快速发展。在斯堪的纳维亚半岛,一家叫做Northvolt的瑞典公司计划于明年开始为包括大众汽车和宝马公司在内的客户设立一家大型工厂,另外一家工厂则计划到年在德国建成。其他的项目甚至更加野心勃勃,比方说中国制造商宁德时代打算在德国建设GWh的产能。这张图说明了一件事,欧洲目前的项目令人不安。欧洲拟建的超级工厂,资料来源:BnchmarkMinralIntllignc与MondayNot在欧洲计划的14个项目里面,其中有10个要靠碳排放密集型的电力生产,项目地点分别在德国,匈牙利和波兰。主要靠58个核反应堆制造88%的无碳电力的法国,到目前为止筹建的工厂只有一个。但凡牵涉到要对工业设施进行数十亿欧元的投资时,德国由于其所具备的工业知识总会更具吸引力。至于法国,虽然我不愿这么说,但我怀疑法国的劳资关系,其一连串引人注目的社会冲突,正在对投资者起到威慑的作用。除非法国做出路线调整,否则可能会带来可怕的社会影响:与内燃机和动力总成制造相关的数千个工作岗位将会消失,需要通过在电池制造领域创造数千个工作岗位来抵消影响。为了公平,我应该提一下FrnchACC(ACC代表汽车电池公司),这是传统电池制造商Saft(现属于道达尔所有)和法国汽车制造商PSA联合设立的合资企业(各占50/50),该公司计划在法国北部建立一家电池工厂。第二家将设在德国。法国政府最近要求雷诺也加入该项目。大规模制造电池的工序对电的消耗很大。这里有一些数字可以说明问题:生产一千瓦时的电池容量需要大约60千瓦时的裸电量;容量为45GWh的超级工厂每年要消耗2.7万亿瓦时。这相当于一个容量为1MW的核反应堆的四分之一!因此,尽量减少对生态的影响是建设大型工厂的重要组成部分。埃隆·马斯克对其“内华达州超级工厂”的设想是,利用一切可用的技术,比方说大规模部署太阳能电池板、风力涡轮机和热交换器,利用沙漠的温度变化为建筑物和设备降温,从而实现碳中和。欧洲绝大多数的超级工厂项目不太可能那么绿色环保。这是一个不幸的矛盾冲突,欧洲会大规模推广电动汽车,但建设一个庞大的超级工厂网络却要严重依赖于污染最严重的发电方式。这一点令人错愕,因为会让转型电动汽车带来的大部分环境效益失效。所以,要以负责任的方式去获取矿物在深入探讨之前,请允许我先介绍一下电池的制造过程。电池是由各种材料一层层卷绕起来然后装进比标准AA电池稍大的容器里面的:资料来源:Tsla电池造好之后,要压进一个坚固的铝制外壳里面封装好。这个铝壳一般位于汽车底板下方以降低重心。根据型号不同,一辆Tsla大概包含有0到个这样的电池。整个电池组大概有–公斤重。其他汽车制造商可能会采用不同的电池形式,一般是棱柱形或“袋状”电池,尺寸要比Tsla的大得多,电池的数量是数百个而不是数千个。但是大家的制造过程都是很相似的。此图是根据悉尼科技大学的研究论文制作出来的,展示了电池不同层的制造工艺流程的分解,并且突出展示了部分关键矿物的重要性:跟普遍的假设相反的是,其实还有大量的锂资源未被开发出来。不过其他的主要矿物质,无论是用于原材料生产还是精炼,情况就不一样了。比方说,60%的钴来自刚果民主共和国,但大部分都是在中国精炼的。再次地,得益于分布广泛的自然资源和强大的工业生产能力,中国有望在一段时间内控制住电池行业,就像下面这张地图所示那样,大多数的生产线都集中在中国。这种情况在某种程度上跟年代的能源形势有些相似,当时极度需要石油的西方国家对中东原油形成了依赖,被迫要忍受各种破坏性的禁运和危机。除了供应链的不确定性之外,任何一个国家也绕不开贵重矿物开采地的情况。而且情况并不好,在非洲、拉丁美洲或东南亚,生产环境和自然环境都很不好。参与者必定面临供应链这一部分必须以某种形式加以改善的巨大压力。最后,我们再来谈谈另一个与电动汽车相关的错误观念:回收利用。简而言之,处理报废的电动汽车电池再也不是问题。首先,以下是各种矿物质成分的可回收性状况:资料来源:悉尼科技大学可再生能源矿物质来源就像我们所看到的那样,尽管还有工作要做,但那只涉及到组件的一小部分。这个问题等到它出现的时候会得到解决的,那会是十年以后的事了。届时,收集废旧电池的渠道将会就位,由于严格的环境法规,对这些组件进行分离和再利所需要的湿法冶金等技术应该已经具备得到广泛采用了。我们现在已经进入到这样一个时代,那就是政治和公众均已认识到,环境的紧迫性不再被视为对经济发展的障碍,而是经济发展的根本基础所在。在十年之内,可持续行驶数十万英里而几乎不需要维护的电动汽车将会成为常态。这一切之所以变得可能都是因为电池,随着电力生产以不同的借组过渡到低碳化,电池也会变得更加绿色。在这一点上,并不缺少让我们持乐观态度的论据。

硅谷的软件文化写出“车轮上的代码”

划重点:

硅谷的软件文化对Tsla的影响巨大,包括汽车本身和创新组织

Tsla的敏捷性传统车企难以望其项背,在传统汽车制造商那里,任何新功能想要出头之前都必须经过一个乏味的过程

汽车的代码量超过你的想象,未来汽车会变成最复杂的互联网设备

汽车需要一个操作系统和应用商店

我加盟Tsla的时候,当时还没有意识到硅谷的软件文化对该公司的影响。我说的不仅仅是汽车本身,而且也包括整个创新过程的组织方式。

我跟软件经理CraigCarlson的第一次对话就是一个很好的例子。Craig当时是Tsla负责固件和机电一体化的副总裁。负责汽车的所有软件系统以及低压电子设备——从众多的固件到支撑中央显示屏,或者连接汽车的移动app和基于服务器的系统的硬件和软件设计。Craig的团队的规模跟Tsla的其余工程人员的对比一开始让我感到非常震惊:他管理着公司名工程师当中的将近一半。相比之下,年的时候,雷诺和大众还没有一名内部软件工程师。他们的代码都是由供应商处理的。

那一月,也就是年9月,作为负责ModlS质控的副总裁,我安排了一场跟Craig进行的会议,主题是探讨他是如何处理部门的质量的。至少据我所知,在汽车这一行,包括汽车在内的所有东西均是通过在汽车研发的早期阶段就定义的一组规范来进行管理的,而那些规范最终会在车型的每次重大迭代时进行修改。

Craig不知道我在说什么。来自Intuit的Craig是按照类似硅谷的软件工程师的视角来观察自己的工作的。因此,他对我的问题感到困惑。他惊讶地问道:“你是问我有关固件规范的问题吗?我们这里没有这种东西……”我意识到,传统的汽车行业事先会把每一行代码都刻在石头上,但Tsla不一样,这是一家纯粹的软件公司。就像Craig后来对我解释的那样,他的团队要依赖于一系列的功能和错误修正等。开发人员会根据优先级按图索骥:数字1用于车辆的决定性功能,比如动力管理、制动、转向、安全功能。数字2代表汽车的关键功能;3是辅助功能,比方说电动车窗或后视镜,4则用于其余功能。他们会定期将新版本通过空中推送(OTA)给汽车硬件,就像在智能手机上更新app一样。在Tsla项目计划的初期,他们的节奏是每两周发布一次。我很快得出结论,就软件质量而言,我别无选择,只能信任Craig和他的团队。

后来,我见证了作为一家软件公司的Tsla敏捷性的另一个例子。有一天在餐厅,我听到了测试工程师和他的同事之间的谈话。那是个非常资深的家伙,每天都可以开试生产的车。每天开车回到家后,他都必须手动调节空气悬架,以防止前扰流板刮擦到车道。他想这当然不是什么大麻烦,但我们应该可以做得更好。于是他问道:“为什么不让GPS跟汽车的悬挂系统‘对话’,然后当我驶入颠簸的车道时,它就会自动抬起汽车以防造成损坏呢?”一位软件工程师回答道:“说实话,这并不复杂,其实几行代码就能搞定”。第二天,他们就把这个想法交给了ModlS项目的负责人JromGuilln,然后将变更加入到了需求库中,很可能给它分配了一个比较低的优先级。但是这项功能的复杂度也不高,很快就在下一个版本中实现了。就这么搞定了。

我分享这则轶事的目的,是想说明特斯拉跟奥迪或雷诺等传统汽车制造商之间的差距就像大峡谷那么宽。如果某家传统公司里面的某个人有了一个开发某项功能的想法,但会牵涉到导航系统向汽车的重要功能(如悬架)发送指令的话,那么这种功能绝对是做不成的。

再次地,这是建立在体验的基础上的。在传统汽车制造商那里,任何新功能想要出头之前都必须经过一个乏味的过程。一旦功能被详细记录下来,项目要经过一系列会议的拷问,要问问销售和营销,这项功能会不会成为汽车的卖点。然后所有子系统的经理都要发表意见,要召唤供应商,接着是一系列的规范。假设这项功能在这一漫长的旅程中得以幸免于难,才有可能列入计划当中,在车型的下一次重大升级中实现,整个过程可能需要两年的时间。

实际上,这就解释了很多开车的人的感觉,他们不理解为什么导航系统或者汽车显示屏的界面跟智能手机、平板电脑或PC上的相比会显得如此的过时。因为设计其实很可能早在五年前就已定型。

汽车软件跟计算机几乎没有什么关系。首先,对于汽车来说,并没有像PC或智能手机那样的集中式的操作系统。我们采用的术语叫做固件,那是一系列的指令,可以控制特定的硬件,比方说喷油器、动力传动系统、碰撞避免、车窗、雨刮器以及重要的安全元件(如碰撞功能)。比方说,如果电动汽车发生了撞击事件,则一套固件会激活皮带张紧器,触发安全气囊,发送求救信息,关闭电源以防止触电(保时捷Tycan配备的是伏的电池组,电压是Tsla的两倍,在发生重大事故时最好断开连接,以免乘客被电死)。

鉴于其复杂性,内燃机(ICE)汽车的固件实际上比电动汽车还要多:Tsla有50–60个不同的,由固件控制的电子控制单元(ECU),而奥迪则有一百个。汽车电子设备通过所谓的CAN(控域网)总线进行管理,微控制器和设备可以通过它来依次发送消息进行交互。这套聪明的系统是RobrtBoschGmBH在年发明,然后到年首次出现在梅赛德斯的车上。后来,CAN又扩展到了航空和各种自动化系统上,其中也包括……假肢。开发汽车OS的竞赛但奇怪的是,汽车工业还没发明自己的操作系统。鉴于所处的领先位置和敏捷性,Tsla很可能会首先撞线。一些汽车制造商开始意识到火车已经驶离车站。关于这一点,没有人能比大众汽车集团的CEOHrbrtDiss理解得过更加透彻。去年6月,Diss在一场管理层会议上表达了他的担忧:

“要想在竞争中脱颖而出,需要积累好多年的软件专业知识水平才行。(…)但哪怕是在今天,我们几乎也没有写过一行软件代码。”

关于大众面临的竞争,他补充说:

“其中一个令人不快的事实是,在中国,我们的市场主导不是自然法则。(…)在中国,电动汽车的领导者现在叫做Tsla。”

一年前,Diss在给金融界进行的一次演讲里面概要介绍了该汽车制造商的软件战略,它的名字叫做Car.softwar,其中明确提到了大众要开发类似于OS的技术栈,正如以下两张片子所示:

汽车的代码量超过你的想象

汽车会成为最复杂的互联网设备

虽说行数并不是衡量软件真实性能的最好办法,但就像麦肯锡在这篇文章中所指出的那样,代码行数提供了一个衡量其演变的指标。

“随着电子和软件的重要性在不断增加,复杂性也在增长。就以现代汽车所包含的爆发式性的软件代码行数(SLOC)为例吧。年的时候,部分车型的SLOC约为一千万行;到年时,这一数字增长了15倍,达到约1.5亿行。滚雪球般的复杂性正在导致与软件相关的重大质量问题,最近数百万次的汽车召回就证明了这一点。

实际上,要想做出一款真正的、健壮的汽车操作系统,不仅对汽车制造商,而且对想要参与竞争的整个技术行业来说都是一项巨大挑战:汽车业最可能发生的演变是传统汽车制造商与科技巨头之间的竞争(Tsla是特立独行的一个),看谁先想出将会为整个行业设定标准的汽车操作系统。

汽车操作系统还将为这一行的两个演进铺平道路:一是汽车价值会急剧变化,二是丰富的应用生态体系的建立。

关于第一点,不妨考虑以下这些事情。得益于可靠的电动机,更少的机械零件以及预测性的故障系统,电动汽车的寿命会更长,维护成本耿耿地。现在,甚至电池也可以达到百万英里的使用寿命。其结果是,电动汽车的贬值要比ICE汽车慢得多。而且现在已经可以看到:根据研究公司CarEdg的数据,年购入的TslaModlS至今仍能保留63%的价值,而梅赛德斯奔驰S级的保值率只有53%,奥迪A7则为48%。这在很大程度上归功于EV技术。但是,有价值的软件的更新潜能在新一代汽车的保值方面也起着至关重要的作用。

埃隆·马斯克曾经说过,L5级的Tsla所需的所有传感器均已集成到汽车里面(L5级是自动驾驶的最高级别,你不需要摸方向盘即可让车带你去任何地方)。时间会证明他是不是在吹牛,但是智能手机早就遵循了这一原则:每个重要的iOS或Android版本都会唤醒以前未使用过的硬件元素,比方说跟AI相关的芯片。汽车也是如此,尤其是考虑到汽车的价格,把最新的芯片组植入进去的成本几乎可以忽略不计。某些更新只会改善现有功能或用户界面,而有的更新可能是重要的付费功能,比方说辅助驾驶或续驶里程改进(年和年的飓风期间,Tsla只需要给迫切希望逃离风暴的佛州客户发送空中指令即可解锁8%至24%的续航里程)。我们可以预期,诸如自动驾驶仪的未来版本之类的昂贵功能也会遵循相同的路线。汽车应用商店但是,价值的终极跃升是应用生态体系的建立。届时,能限制它的只有应用开发者的想象力。比方说,机场运营商可能会开发app来管理汽车交通和客流。这里有一个用例:假设你在圣何塞机场的离港航班要一个小时内起飞。你的双app系统(一个在手机上,另一个在汽车里面)就会查看航班动态、登机口以及交通状况。它会通知你什么时候该出发去机场了。到达机场附近后,该app会引导你到离登机口最近的停车位。另一种方案也许更具未来感,那就是汽车开到航站楼把你放下,然后自动驾驶到几公里外的长期停车场(这很快就会成为现实,因为像机场这样的地方是可以做成地理围栏环境的,非常适合L4级的自动驾驶)。

再次,这意味着汽车软件目前的这种处理方式会发生重大变化。这些情况要求汽车和手机app能够无缝配合,并跟航空公司、机场、汽车导航系统、停车基础设施以及最终的自动驾驶仪实时交换数据。我们现在还没实现,但一旦实现,一切都将尘埃落定:要么汽车制造商开发出自己的操作系统,以及SDK,然后培育第三方应用的开发,要么就是和技术巨头一起或者后者占领市场,利用其在手机领域目前的市场地位来制定自己的规范。我一直认为苹果在为其Titan项目招聘大量工程师,并向加州机动车辆管理局提自动驾驶汽车申请时就考虑了一点。但现在我怀疑他们是不是已经完全放弃了这个想法:要在3万亿美元规模的汽车行业,复制他们在0亿美元规模的智能手机市场所取得的成就。

(神译局是36氪旗下编译团队,



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