在特斯拉的产品序列中,Cybertruck)显然与Model 3)和Model Y)不同,它的设计和定位自成一体。但就内在的技术和工程应用而言,不管是防弹车身、线吨的压铸技术,Cybertruck都在揭下特斯拉的下一个技术时代。本期《爱卡独角SHOW》,我们详细聊聊这台“来自火星”的皮卡,到底有哪些黑科技。
不锈钢车身能够说是Cybertruck最亮眼的特征,但也有一定的可能是最糟糕的缺点。“30X冷轧不锈钢”是由300系列不锈钢发展而来的合金变体,其实在保温杯等产品中,已得到过应用。但特斯拉用了一种“冷轧工艺”,来提高金属硬度。
该材料也应用在SpaceX的星舰表面,所以有人开玩笑说Cybertruck是在帮SpaceX清理“库存边角料”,颇有一种LV用小皮料制作口红包和钥匙扣的感觉。依靠车身外骨骼本身的坚硬,也极大程度地弥补承载车身抗扭不足的缺点,使车身抗变形、碰撞的能力大幅加强,也能在发生碰撞时分散过大的冲量,保护车内的人。Cybertruck也不需要喷漆或是车衣,依靠在不锈钢材料中添加18%的铬元素,能在车辆表明产生一层氧化铬膜,以此隔绝氧气和水的直接接触,因此Cybertruck天生就能阻止金属氧化生锈,无需车漆。
这种外骨骼结构还带来了一个节约空间的好处。在传统汽车结构中,车身骨架是夹在外层的“钣金皮肤”+内饰的“塑料件”中间,形成了一个三层结构,其实很占空间。所以有些车的外观看起来很大,但真正坐进去之后,发现内饰空间并没有想象中的大。而这种外骨骼结构的直接结果,就是车内空间利用率大幅度提高。Cybertruck的前排可以横向坐3个人,整车可以坐6个人,装载空间达到1000立方英尺。相比之下,与Cybertruck外观尺寸几乎一样大的福特F150猛禽,其装载空间只有不到500立方英尺。
在Cybertruck的交付仪式上,特斯拉公布了一个与保时捷911)的1/4英里加速赛。Cybertruck野兽版的零百公里加速,仅需2.6秒。这使得Cybertruck在拖着一辆保时捷911的前提下,依然在直线加速中跑赢了一辆保时捷911。马斯克说,Cybertruck做到了“比卡车更实用,比跑车更速度”。
Cybertruck彻底抛弃了以前的12V电气系统,采用了48V。如今在高端电动车中,主动力电池基本都上了800V的高电压平台,Cybertruck也是如此,但对于车内系统供电的电池,很多车型都还停留在12V,这造成了很多限制。比如接线和组件必须更大、更重,才能处理高电力负载。对那些对功率要求更大的设备,比如照明、绞车、空气压缩机等等,12V可能不够用。
所以Cybertruck直接采用了48V电气架构,可以更好地适应高负载设备,采用更细、更少的车内线束,并为未来高算力芯片提供充足的电力保障。从行业趋势来看,12V系统的承载能力很快会达到极限。面对电动车慢慢的变多的智能化需求,一个更高的电气架构,是大势所趋。很多以前车内装不了的“黑科技”,在48V平台上会更易实现,带来了更大的潜力空间。
Cybertruck采取了线控转向系统(Steer-by-Wire System) ,这是新一代的转向系统,其中转向盘和转向轮之间没有直接的机械连接,而是通过电子信号来控制。 线控转向系统的优点是灵活性高,操纵稳重,狭窄空间更易操控,能实时监测系统安全,转向效率也高。
国外汽车测评媒体做了研究,在低速行驶时(40英里/小时以下),Cybertruck后轮可以朝相反方向最多旋转10,使车辆在低速下灵活性更好,尤其在停车场内转弯更容易。在40英里/小时之后的高速行驶时,后轮会在与前轮相同的方向上改变1到2度,提供更稳定的运动。这使得在车道之间变换时更加平稳,整体感觉就像是加长了轴距。
Cybertruck还配备了四轮转向技术,其基础原理是让车辆的前后轮以不同方向转向,以此来实现更小的转弯半径。对于Cybertruck这样尺寸巨大的车型来说,这样的设计减少了在狭窄拥挤的空间内操作车辆时的不便,使其更灵活。
Cybertruck有一个名为“涉水模式”(Wade Mode)的功能,主要是为帮助车辆在水中行驶并避免损坏。过去四年来,马斯克一直坚称Cybertruck将具备水陆两栖能力,甚至要让它成为有效的“水上交通工具”:“需要在拖车挂钩上安装一个电动螺旋桨,才能更快地行驶”。当然,特斯拉官方尚未提及螺旋桨,也没有在最近发布的Cybertruck配件页面上展示。
目前“涉水模式”的工作原理是,在涉水时提升车身高度,并对电池进行加压。当然,现在我们能看到的,仅是Cybertruck 在海边的简单涉水测试,还不知道更高强度下的情况。目前的涉水模式,应该可以帮助Cybertruck应对台风或是暴雨期间的大量积水。
Cybertruck)之后的交付也会是一道难关。毕竟,无论是不锈钢车身,还是自研自产的4680电池,都能够说是大规模量产的险滩。据了解,4680电池里面的良品率还只有80%多,特斯拉也在寻找外部供应商,但这项新技术在全球的产能,都还相当贫瘠。特斯拉需要一面推进交付,一面带领行业攻克4680大圆柱电池量产的关卡。而一旦成功,特斯拉无疑将开启自身技术版图的新篇章。
马斯克很清楚Cybertruck产能不足问题,在今年第三季度财务报表发布后的沟通会上,他坦承:“要想实现Cybertruck的量产,并以人们能承受的价格实现正向现金流,这要求我们做大量工作。我只是想降低人们对Cybertruck的期望值。”
目前,特斯拉的得州工厂每年可生产12.5万辆Cybertruck,马斯克预计到2025年,特斯拉才能每年出售25万辆Cybertruck。但现在Cybertruck的订单已超越了200万辆,如果这些订单全部交付的线年。
Cybertruck很特殊,由于使用了ULTRA-HARD 30X冷轧不锈钢,车身制造变得十分艰难。虽然整车基本上没有圆弧,但Cybertruck仍需将不锈钢板折弯来制造车身线条,同时由于不会进行喷漆,折弯后的不锈钢板材必须仍然光滑平整,折弯处也不能出现裂纹或其他缺陷,才可能正真的保证车体外观和防锈、耐腐蚀能力。
不锈钢板几乎不会使用在汽车覆盖件(覆盖发动机、底盘,构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件)当中。由于其硬度很高,材料延展率低,不锈钢在进行形变加工时所需要的加工力较大,同时还有很强的回弹倾向,这让不锈钢板的加工精度普遍不高。
汽车制造一共有四大工艺:冲压、焊接、涂装、总装,特斯拉用超硬不锈钢来造车,在冲压环节就遇到了巨大困难。特斯拉为了能让不锈钢顺利进入生产线,采用了气弯技术(气体折弯,air bending),即在冲压折弯板材时,将冲头与工件、工件和模具之间利用高压气体进行分隔,使得工具与工件之间并不存在实质性接触,达到保护工件表面的目的。
特斯拉车辆工程副总裁拉斯莫拉维(Lars Moravy)曾提到过特斯拉的这种技术,但即使采用气弯技术,冲头和模具肩部仍会与工件形成至少三个位置的接触,同样可能使工件表面产生损伤。特斯拉的气弯技术有何不同,要不要进行了优化和创新等,目前业内和特斯拉官方都没有更进一步的消息。但能明确的是,这种工艺在汽车制造业当中并不常见,上汽通用五菱长城汽车等多个国内车企的冲压技术人员均表示“不清楚这种工艺”“在汽车产线上还没有研究过”。
马斯克曾在2019年Cybertruck的发布会后向大众解释“这样坚硬的新材料,几乎会毁了冲压机。”目前来看,特斯拉已经实现了一定的技术突破,但工艺和设备上的不成熟仍会拖累Cybertruck的量产进度,参数的不断调试优化、设备的不断研发都需要时间。
另外,不锈钢的车身还会引发一系列的市场问题。例如欧洲的汽车安全要求规定,车身所有外部凸起必须有至少3.2毫米的圆角,以防行人撞击时发生严重伤害。但这是Cybertruck不具备的,拉斯莫拉维声称,这一要求无法通过特斯拉的生产方法实现。不锈钢车身还会让后期改装变得困难。
除了车身,4680电池也在给Cybertruck产能拖后腿,特斯拉也没有宣布Cybertruck可能会搭载其他型号电池的计划。今年10月12日,特斯拉宣布其在得克萨斯州超级工厂已经下线电池,距离官宣下线天,如果以这段生产周期的数据来计算的线日,美国环保署(EPA)公开的特斯拉Cybertruck官方文件中显示,该车电池组的总电压为816V、电池能量容量为150Ah、单位体积内的包含的能量为170Wh/kg,也就是说Cybertruck的电池容量约为122.4kWh。而有消息称特斯新一代的4680电池单体容量约为118Wh,这在某种程度上预示着一辆Cybertruck需要搭载至少1000颗4680电池。
根据2025年Cybertruck年产25万辆的目标计算,这些车每年需要用掉2.5亿颗4680电池,对比庞大的需求,特斯拉目前每年3120万颗的电池量产能力可以说极其落后。如果搭载4680电池Model Y)已经在面临产能不足带来的威胁了,那么搭载4680电池且使用不锈钢打造车身的Cybertruck,可谓是驶入了“产能地狱”。
耗时四年,特斯拉Cybertruck终于开始交付了,但迟到的Cybertruck还是让特斯拉驶入了“产能地狱”。特斯拉需要一面推进交付,一面带领行业攻克4680大圆柱电池量产的关卡。而一旦成功,特斯拉无疑将开启自身技术版图的新篇章。理想中的Cybertruck会带人在火星上驰骋,但现实中的Cybertruck却不得不经历市场和产能的考验。