汽车平台(Platform)或架构(Architecture)大家多少都有点耳闻,今天我们来缕一缕汽车平台化的前世今生。
一、 前世今生:从标准化到平台化
当卡尔本茨发明第一辆汽车的时候,大家造车并没有标准化的概念。那时候的汽车零部件不通用、定制程度高,如果想做大做强,就要面临如下挑战:
研发成本:每款车单独研发成本高,研发周期长。
采购成本:销量有限,零件成本无法规模化摊薄。
供应链管理:每款车零件不通用,供应链管理复杂,提升质量困难。
既然定制化会带来上述挑战,那么尽量追求标准化不就解决啦?
这个绝妙的点子,不是没人干过。事实上,第一个这么做的人还取得了巨大的成就,建立了福特汽车。他在标准化这件事情上做得有点绝 —— 不仅只有一个汽车平台,而且只有T型车一个型号,甚至只有一种黑色车漆。
这种标准化大规模制造的方法,降低了成本、提高了质量,帮助美国建立了现代汽车工业。
时代不一样了,消费者的需求趋于多样化,对外观、内饰、空间、底盘、动力的需求各不相同,这就要求车企提供足够丰富的产品组合才能赢得市场。特别是当下的中国市场正处于「第三消费世代」,消费者更加注重个性化、多元化、差异化[1]。
难道要回到定制化的老路子上去?那肯定不行。需要找到一个既具备标准化的成本质量优势,又能研发与制造多样化车型的方法,那就是「平台化」。
二、 平台化的意义 —— 车企视角
所谓「平台化」,就是先投入较多的成本、较长的时间开发出若干平台,将大部分通用零部件给确定下来,并留有一定的调整余地,未来3-5年在平台上进行类似「套娃」的设计开发,这样可以大大缩减开发工作量。
3-5年之后,老平台过时了,那就再开发新平台。有时候,有老平台基础上改一改,也就成新平台了。
举例说明,某车企有10款车,每款车有1000个零件。平台化之前零件复用率为10%,那么10款车有900*10+100=9100个不同的零件。平台化之后,零件复用率达到70%,那么10款车型有300*10+700=3700个不同的零件。
总零件数下降了60%,大大降低了供应商管理及制造过程的复杂度。由于复用的700个零件需求量增加了10倍,设计与采购成本会大大降低。
为什么特斯拉Model 3/Y能够将成本控制那么好?就是因为两个车型的零件复用率达到了76%,互相摊薄了成本,这也是一种相当极致的平台化思路。
综上,平台化设计就是为了应对多车型开发带来的挑战:
降低研发成本,缩短研发周期。换言之,同样的研发投入下,可以得到更高质量的设计。
降低零部件成本:增加零件复用率,提高单个零件的采购量。
降低供应链管理难度:增加零件复用率,减少总零件数量,降低制造复杂度。
历史上大名鼎鼎的汽车平台,相信大家也有所耳闻。例如通用汽车的平台体系:
Gama-小型车平台:爱唯欧,包括昂科拉、创酷都是这个平台
Delta-紧凑型车平台:包括了威朗、科鲁兹和昂科威
Epsilon-B级车平台:典型代表是双君一宝,注意凯迪拉克的XTS也是Epsilon平台的,本质就是君越贴个标
Alpha:凯迪拉克入门平台,
C平台:凯迪拉克的CT6,XT5
燃油车时代,大众汽车把平台化拓展到了极致,搞出了从小型车到中级车都能够覆盖的MQB平台,全面取代之前的PQ系列,据说可以复用70%~80%的零部件。大众MQB平台与丰田TNGA架构,帮助车企跨越产销千万辆的里程碑。
国内的自主品牌起步较晚,从2015年开始平台化,现在也做出了一些成绩:
三、 平台化的意义 —— 消费者视角
从车企视角来看,平台化满眼尽是好处;从消费者的视角,可能会有不同的理解。有些消费者不喜欢平台化,甚至产生一些片面的负面印象,例如:
降低成本 = 偷工减料:消费者一听降低成本这四个字,心里就不乐意了。好家伙,钱是省了,又没到自己兜里,都转化成黑心车企的利润了吧?
平台设计 = 同质严重:「套娃」的前脸与车身设计,说好听点就是品牌传承,说难听点就是设计不用心、毫无辨识度。
我并不认同这两种观点。汽车是一个充分竞争市场,降低成本短期可能会转化为企业利润,但长期来看都会转化成消费者利益。
外观设计方面,其实同平台也可以做出差异很大的车。至于「套娃」设计,那不是平台化的锅。例如上汽大众ID.4 X与Q5 e-tron都是MEB平台的车型,它们从外观到内饰可有相似之处?
随着汽车电动化、智能化的推进,平台化对消费者的意义更大,简单来说有如下4点:
纯电平台:所有车企都会否认自己「油改电」、说自己是「纯电平台」。只有把新平台拿出来详细剖析的,才能让消费者充分确认这是纯电平台。
新车速度:智能电动车发展很快,消费者都想尽量买到新车,这样相对来说不容易过时。只有平台化,才能保证新车速度推出够快。此外,买新车往往是一个吃螃蟹的冒险过程,如果是平台化车型,那风险就大大降低!
产品质量:汽车电动化、智能化趋势下,车企的研发成本急剧升高。为了保证产品质量,必须要走平台化之路。如果一家车企没有平台化,那消费者有充分理由怀疑单个车型的技术成熟度。
持续迭代:软硬分离的大趋势下,零边际成本的软件对用户体验的影响越来越大。随着车型增多,车企OTA的工作任务越来越重。只有平台化才能保证消费者得到更多的软件服务、更及时的OTA。
四、 经典的纯电平台
知名的纯电平台包括大众MEB平台(Modular Electrification Toolkit)、通用奥特能平台、现代E-GMP平台、吉利浩瀚SEA平台、比亚迪e3.0平台、日产CFM-EV平台等等。
其中,要说影响力最广的、量产最早的莫过于大众MEB平台了。在我看来,MEB平台有以下特点:
最早的时候,大家讨论「油改电」与「纯电平台」的时候,并不能清晰地指出二者的空间。大众MEB平台则清晰地指出了纯电平台的空间设计优势,深刻影响了后续纯电平台的设计思路。
以燃油车MQB平台的e-Golf与纯电MEB平台的ID.3这两款相似车型为例进行对比,我们可以清晰地看到MEB纯电平台的空间设计优势:
小尺寸大轴距:前悬更短、轴距更长,乘员舱空间更大;同时,轮辋更大,可以达到20寸,更帅气一些。
鼓风机的位置:将空调鼓风机移动到发动机舱,释放更多车内空间,使仪表板更加纤薄。
无传动轴突起:为乘员舱释放更多空间。
MEB平台之后的现代E-GMP平台、沃尔沃纯电平台等,都可以看到类似的空间设计思路。在MEB平台清晰地定义了纯电平台的空间设计优势之后,消费者买电车一定会要求纯电平台,这就一点也不过分了。
不仅ID.3,MEB平台下的ID.4 X、ID.6 X、Q5 e-tron都实现了座舱空间比同尺寸燃油车大很多的效果。50年前,大众Golf就是凭借「车小好开空间大」的优势征服了世界,成为一代经典。现在,MEB纯电平台将这一精髓理念进一步发扬光大了。
曾经消费者有一个牢不可破的观念:传统车企的电动车续航里程比新势力短,因为电池能量密度太低了。
将这个观念第一个打破的正是大众MEB平台,从工信部《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录(第四十批)》可以查到[2],基于MEB打造的上汽大众ID.4 X、ID.6 X的电池容量84.8kWh、重量485kg,二者相除可算出能量密度高达175Wh/kg。
这个数据放在2022年也属于一流水平,可见MEB平台规划之初的前瞻性。目前行业还处于从CTM(Cell to Module)时代到CTC(Cell to Chassis)时代的过渡过程中[3],未来若干年的主流电动车型,依然以模组电池的CTM技术为主。
在CTM模组时代设计电池包时,权衡性能与安全因素之后的合理能量密度就是在140-180Wh/kg之间,再高也高不哪去了。从这个角度来讲,MEB平台的电池可以说达到了CTM时代的巅峰水平。
在讨论MEB平台的时候,大家很少关注它在电机设计方面的前瞻性。众所周知,电动车比较合理的双电机四驱配置是永磁同步电机+感应异步电机,这比双永磁、双感应电机的综合效率要高。
同样是永磁+感应的双电机组合,合理程度上也有区别,具体来说有两点:
前后之分:作为主电机,永磁电机放在后驱更为合理。这样平时是后驱车,急加速、爬坡或特殊路面时就是四驱车。
大小之分:大永磁+小感应的配置更好,这样单电机后驱版也会有不错的动力性能。当然,这也需要一定的技术实力,因为感应电机容易做成大功率,而永磁同步电机相对难一些。
观察新势力头部玩家可以发现,蔚来最早采用双感应,逐渐变成前永磁后感应,至最新的eT5车型才变成前小异步、后大永磁的最优设计。类似的,特斯拉的电机技术路线也呈现这样的进化特征。
规划时间很早的大众MEB平台,从一开始就采用了前小异步+后大永磁的四驱设计,由此可见MEB纯电平台在工程设计上的先进性和前瞻性。
当聊起大众MEB平台的时候,大家的印象是它在纯电平台中比较早,一般不会将它与新科技的率先应用这么先锋的事情联系起来。
这实际上也是大家的一种错觉。当你试驾ID.4 X等车型时,就会发现一些较为先锋的新科技提升了用户体验。
例如,大众MEB平台应用热泵空调是比较早的,比大部分新势力都要早[4]:
再如,MEB平台的ID.4 X与ID.6 X车型,在国内首次应用强虚拟现实抬头显示功能AR-HUD,用起来不仅令驾驶更轻松,也会带来一种未来科技感。
能用上AR-HUD,很大程度上与MEB平台系统集成度高息息相关 —— 否则,体积庞大的AR-HUD很难布置在前机舱里。相比之下,我目前持有的两款主打科技的新势力旗舰车型都没有配置HUD,对比之下让人感叹。
总结
随着汽车行业电动化、智能化趋势推进,汽车平台对车企与消费者的意义越来越大。特别是对消费者来说,纯电平台意味着空间优势明显、三电水平较高、产品质量更高、新车推出更快、后续OTA更有保障。
在这些纯电平台中,量产最早的大众MEB平台指出了纯电空间设计理念、示范了三电系统的配置方式、率先应用了热泵空调/AR-HUD等新科技,对后续各大车企的纯电平台设计影响深远。