特斯拉48V架構馬斯克「免費放送」背後的陽謀
Cybertruck上首次搭載的48V電氣架構“火了”,馬斯克隨後的一波“操作”更是驚呆眾人。如果說,特斯拉最出名的流量車型是?那一定非歷經四年跳票無數次的Cybertruck莫屬了。
圖片來源:特斯拉官方
在前幾天Cybertruck的交付活動上,馬斯克也終於展現了這支皮卡車的更多細節。不鏽鋼外骨骼車身、強大的載貨能力、線性轉彎能力、零百公里加速2.7秒,甚至發表會上還有一段Cybertruck拖曳保時捷911的橋段。不得不說,整活這一塊,還要看馬斯克。
而熱度隨之發酵的,還有這次特斯拉為Cybertruck準備的各種黑科技。最近幾天,其中一項技術更是引起了業界外的廣泛討論,那就是在Cybertruck上首次搭載的48V電氣架構。
有趣的是,馬斯克也公佈了專利的系統設計圖,並且貼心地給各大車廠奉上一份「使用說明」。隨後,福特CEO吉姆·法利也就此向馬斯克表示了感謝,並高度評價該行為利好整個汽車產業。
一時之間,48V電氣架構成為車圈的熱搜頂流,極力追捧者有之,不明所以者亦有之。那麼,這項技術到底有何魅力,能讓許多業內人士發出了該技術將引領產業新趨勢的感嘆呢?
48V架構改變了什麼?
首先,這裡要明確一個概念,這裡提到的48V電氣架構,並非當下新能源車企時常談及的“800V高壓平台”,或者是其他與之類似的概念。
通俗來講,這裡出現的48V指的是給車內設備供電的那顆電池的輸出電壓,而不是驅動車輛的那塊主動力電池的電壓。
最早的時候,汽車剛出現時,其實是沒有電氣系統的,年紀大一點的車友應該對於老解放汽車那種手搖式啟動還留有印象。而直到1918年,人們才開始在汽車中加裝6V電氣系統,那時這6V也主要是為了給引擎點火用的。隨後在1950年代,該系統升級為12V,也就是以12V的車用電池為照明、車載娛樂、電子控制單元和其他小型功率電子設備供電。
直到今天,儘管電動車的主動力電池都已經升級了高壓系統,但是對於主動力電池系統之外的輔助電池系統很多還停留在12V。
也就是說,如果你想在車上燙火鍋,你要去找那個驅動車輛的主動力電池,它的外放功能可以支援戶外的電器用電。而比起傳統的12V架構,48V電氣架構提升的,更像是你筆記型電腦的電源選項,從節能變成了高效能。但再“高性能”,你也不可能用電腦的電量來燙火鍋。
要說在概念上,特斯拉的這個48V架構更貼近於許多傳統車企的48V輕混系統。以空調系統為例,雖然在48V輕混的邏輯下,12V低壓依舊同步存在,但像空調這樣的「用電大戶」可以單獨納入48V的工作範疇,使內燃機車型也能獲得「空調自由」。在類似的輕混結構試水中,賓士、寶馬、奧迪、豐田、本田以及部分中國品牌都陸續有所涉獵,而伴隨傳統主機廠動作的還有博世、大陸、法雷奧、舍弗勒等供應商大廠。
但隨著主動力電池的升級,像空調這樣的設備可以直接接入動力電池供電,也就不需要單獨為這類設備開設「專線」了。而這次特斯拉要做的就是把所有車上的電能“用戶”,都納入到48V的工作範疇之中。
而之所以這樣做,主要是因為在傳統12V架構中,接線和元件必須更大、更重才能處理高電力負載。而特斯拉的48V架構可以更有效地適應高負載,從而減少佈線的尺寸和重量,特別是對於低功耗組件,這意味著更好的車輛效率、操控和更低的能耗。
功率=電壓*電流,這個最簡單的公式足以道明一切。電壓不變,加大電流固然可以增加用電功率,但同時又會使線路發熱,帶來了更多能量損耗。所以就需要加大電壓,達到優化線路和降低能耗的目的,這和我們日常生活中高壓輸電的原理是一樣的。
特斯拉為什麼要搞48V架構?
其實從2021年開始,特斯拉就開始將12V鉛酸電池,改為12V鋰離子輔助電池,不僅更輕更小,重點是理論使用壽命上可以跟汽車一樣長。雖然目前一些大型車輛已經在使用24V系統,但48V系統在汽車中仍然是一種罕見的解決方案。
上文也介紹過了,整個汽車產業上一次升級低壓電池系統的電壓,都是70多年前的事了。也因為如此,汽車產業長期使用12V電氣系統,大多數現有的汽車電子設備、配件和系統都是為12V設計的,所以繼續使用12V系統可以確保與標準化組件和設備相容。
換言之,12V的電氣架構在過去70年間其實都是夠用的。既然如此,為什麼特斯拉要在Cybertruck上徹底拋棄12V,全面改用48V架構呢 ?
從技術本身來看,電壓由12V升級到48V,理論上通過的電流就會更小,能夠減少傳遞過程中的損耗,並降低溫度,同時還能減少對線材直徑的需求,允許使用更細的電線以節省重量和成本。
而從整個造車產業的趨勢來看,12V系統承載能力目前已經幾乎達到極限,需要建構電壓更高的電氣平台,才能滿足車載系統上不斷增加的智慧化和舒適化的體驗需求。
所以,無論從降本增效或是智慧化發展的角度出發,48V架構都是未來的大趨勢。
就例如當下大火的智慧輔助駕駛系統,就需要更高的算力支援和更敏銳的感知系統,再加上4G/5G變速箱也需要可靠的功率。此外,自動輔助駕駛執行部件,線控轉向和線控煞車需要冗餘的功率來確保。而時下流行的「超大螢幕」、高功率音響等娛樂系統更需要足夠的功率。
除此之外,特斯拉還有一些自己的「小盤算」。此前,有業內人士在投資者日與特斯拉高層進行了交談,他表示,特斯拉擁有自己的「秘密」配件團隊,致力於開發專門針對48V架構的產品,例如照明、絞車和空氣壓縮機等。
這些產品旨在與CyberTruck 系統無縫協作,為客戶提供根據車輛功能量身定制的各種高品質配件。而這種為48V架構的“私人訂製”,也讓特斯拉未來的產品,在配件和附加組件方面具有更顯著的優勢。
簡單來說,有了足夠的功率支撐,以前車內裝不上的“黑科技”,特斯拉在上線48V架構之後可以更加“肆無忌憚”了。
現階段有必要上48V嗎?
既然如此,過去70年汽車廠商為什麼不去做48V電氣架構,是因為有技術難關尚未突破嗎?
其實,不是大家不想做,或者說有技術難關,畢竟原理就「功率=電壓*電流」而已,又能困難到哪裡?究其根本還是沒有必要,既然12V夠用就先用著,誰也不想為了升級電氣架構承擔額外的成本,並且還得升級配套部件。
而且,對於之前的燃油車來說,想要一口氣將低壓系統拔升至48V:如果繼續堅持鉛酸體系,那麼對空間的侵占是毋庸置疑的;而如果替換鋰電,發動機艙的高溫工作環境,又會出現相應的安全問題,綜合來看就更加沒有必要。
因此,儘管48V電壓系統一直被視為汽車行業的未來,但目前使用該系統的車型仍然較少。
就像近來人們普遍關注的800V高壓平台一樣,能夠更好地解決續航焦慮是它的優點。但隨之而來的製造、配套成本提升,也讓這場關於800V的「軍備競賽」更顯激烈。
而要改變汽車系統電壓這件事,可不是換電池這麼簡單。首先,48V系統需要更強的電池,尤其是鋰電池,以實現高性能、小體積和輕重量。其次,車載低壓設備需升級至48V,這涉及音響、車燈、喇叭、雨刷、車機、馬達、電磁閥、開關、ECU等一系列設備的升級改造,且需要考慮其電磁相容性。這些都是大部分車廠不太願意去做的客觀阻力。
畢竟,由於造車業普遍依賴第三方供應商,傳統汽車製造商在全面採用48V架構方面進展緩慢,而第三方供應商自然也不願意去生產新系統電壓的配套組件。
而特斯拉則截然不同,其垂直整合、製造能力以及公司結構,賦予其較高的「自由度」和敏捷性,能夠在內部設計和生產自己的高度整合組件,從而能夠快速過渡到48V系統。
至於說,馬斯克免費公佈設計專利圖意欲何為?
其目的固然有推動整個電動車生態加速發展的希望在其中。但更多的還是藉此「引誘」供應商入局48V架構的組件生產,從而降低自身的供應鏈成本,進而寄望於引領相關業態的技術標準。
日前,馬斯克在接受知名汽車專家Sandy Munro訪問時表示,在2025年之前,Cybertruck不會對特斯拉的財務產生重大影響,預料該車在2024年的總交付量僅佔一小部分。或許這也意味著,馬斯克並不看好48V架構短期內在行業的泛用性,更多的還是將Cybertruck的交付當成一種“拋磚引玉”,給未來的更多車型做好鋪墊。
而對於各大車企來說,現在有了特斯拉提供的“使用說明”,或許也會對48V架構動起心思。
至少現在積極響應的就有福特一家了,畢竟傳統車企大部分處於轉型的陣痛期,在接下來兩年開發全新一代的電動車,趁此機會重新調整技術路線跟零件,也不失為一個好選擇。