祝 晶 劉少兵 劉青掌
(中國人民解放軍蚌埠汽車士官學校,安徽 蚌埠 233011)
2003 年7 月,美國特斯拉汽車公司(TESLA)成立,取代了傳統的底特律工業生產模式,公司一開始就致力于用硅谷的方式生產特斯拉電動汽車,在車價油價較為低廉的美國,消費者似乎沒有充足的理由為電動汽車買單,公司的經營一度徘徊在生死邊緣。然而,經過10 年的不懈堅持與奮斗,終于在2013 年,特斯拉迎來轉機,不僅轉虧為盈,而且名揚四海、家喻戶曉。在如此“惡劣”的市場環境之下,特斯拉電動汽車為什么能成功顛覆傳統汽車制造業而生存下來,并且賦予電動汽車行業新的富有光輝前景的生命力,這個硅谷公司的迅速崛起不禁引發我們的思考。
特斯拉汽車以其卓越的汽車性能贏得了尊重,以Model S 為例,其電機最大功率310kW,最大扭矩600N·m,最高時速208km,續駛里程達426km。在啟動和加速性能方面,Model S 充分發揮了電動汽車的優勢,無須換擋,啟動時踩下加速踏板,即可提供峰值扭矩,工作電流可達幾百到上千安培,加速不到4.5s 即可到達100km/h,不拖泥帶水。從基本性能來看,Model S 完全可以與法拉利、保時捷等傳統超級跑車和寶馬5 系列以及奧迪A6、S6 等傳統豪車相媲美。
整車設計方面,特斯拉不同于傳統汽車的內燃機驅動和機械傳動系統,它主要依靠電機驅動,傳動系統和控制系統進行了整合,并將電機、電池組等核心零部件集成在底盤上。這樣一來,特斯拉電動汽車的車內空間優勢凸顯。
特斯拉還注重提供高端感受。特斯拉電動汽車內的17 英寸的觸摸控制面板,看起來更像一個大屏iPad,但它卻集成了車內所有的電子開關。12 項電動調節和前排座椅加熱的功能為消費者提供了豪車式舒適感,而高檔的內飾用料和精美的外觀為消費者提供了足夠的豪華感。更獨特的地方在于,當你走近汽車,特斯拉的車鑰匙會命令車門把手開鎖,只需輕輕一拍即可打開車門,不必從口袋掏出鑰匙,只要你坐到駕駛員座位上,扣好安全帶,汽車就會自動啟動。
特斯拉電動車的動力技術其實是在現有鋰電池的技術水平上,通過改進電池管理系統,從而實現了電動汽車的續航里程和安全性的飛躍。特斯拉電池采用工業化程度高、技術相對成熟的電池組單元。這種電池組件的優勢在于:一是動力性能卓越,續航里程最高可達480 公里,毫不遜色于汽油車;二是安全性較高,自燃或爆炸時可通過合理的打包技術使其影響不擴散,因此發生熱失控等故障時,危險性較低。
特斯拉使用的鋰電池支持多種充電模式,充電過程也非常方便。第一,只要在家使用一個特制的220V-70A 的插線口,充電大約3.5 小時就夠了。第二,如果駕駛途中沒電,還可以用一套手提式便捷充電器來供電,其一次使用的電池量也就相當于一臺普通筆記本電腦所需要的那么多。第三,特斯拉獨有的高壓充電技術,則充電峰值可以達到90kW/h,僅30 分鐘便能充到可行駛240km 的電量。
特斯拉將產品定位在高端市場,化解純電動汽車成本上的劣勢。目標客戶鎖定為那些有環保意識的高收入群體,特別是硅谷的青年才俊和好萊塢的明星。為此,特斯拉以跑車的理念設計電動汽車,性能瞄準高端品牌。車身97%用鋁材,減輕車重提高續航;車身多處細節采用減風阻設計;動力傳動機構很小,馬達就在車輪旁邊,沒有傳動軸,沒有油箱和變速箱;電池采用獨到的擺放結構,有效提高電能利用率;剎車可充電。
特斯拉的暢銷和扭虧給電動汽車產業帶來了曙光,有望與iPhone加速智能手機的推廣一樣,或將引領電動汽車革命。
特斯拉取得今天的成績絕非坦途,就在2012 年公司還虧損了近4 億美元。由于電動汽車成本較高,公司則將目標客戶向高端定位,營銷策略和服務向高品質看齊,而設計則是更多依靠成熟的技術和高質量的配套產品。這樣市場化的定位,最終使特斯拉終于迎來了盈利的一天。從成長曲線來看,特斯拉與我國國內新能源汽車企業驚人地相似。
特斯拉采用已規模化應用和生產的圓柱形電池,即最早成功應用于電池組的鋰電池,在筆記本電腦和其他手持設備里常用,此舉大大降低了制造成本。特斯拉的電池充電技術可謂方便快捷。為降低消費者的使用成本,特斯拉還著手提供免費充電服務。特斯拉創造性地建設了沿途依靠太陽能蓄電的“超級充電站”,為長途出行客戶提供快充服務。而我國電動汽車產業,糾纏于電池和充電技術等難題上,專用化的電池組成本高、盈利難。
特斯拉公司不僅享受政府購車補貼,還在2009 年接受了美國聯邦政府提供的4.65 億美元低息貸款,度過了資金難關;2012 年有6800 萬美元的收入來自于加拿大的“零排放”國家補貼;特斯拉還約有10%的收入來自碳排放額度交易等等。這些政策上的有利條件在某種程度上,把特斯拉電動汽車的概念不斷提升,最終引導了這場汽車工業的革命。
我國電動汽車企業應學習特斯拉,但不是一味模仿其“高端路線”,生產適合中國國情的電動汽車產品,才是適合我國電動汽車行業發展的必由之路。這就如同我們不生產iPhone,但是我們一樣可以做自己的小米、華為。從特斯拉的“成長經”來看,加快我國電動車產業發展,應當解決以下幾個方面問題:
由于三元鋰電池具有良好的能量密度比和低溫性能,使得它成為新能源汽車動力電池發展的重要方向,美國特斯拉以及日韓兩國主要電動汽車也都采用了三元鋰電池以及錳系鋰電池。目前,三元鋰電池的安全問題在國外已得到有效解決,因此我國應該把電動汽車用三元鋰電池作為重要的技術方向,加強理論研究,加大資金投入和支持,重視其在電動汽車領域的應用和研究。
技術創新才是真正的生產力,光Model S 就擁有超過250 項專利。我國在電池組領域的研究可謂“起步早,進展緩”,國家新能源汽車863 重大項目組特聘專家王秉所指出:“優化電池系統只是解決目前電池性能不高的一種途徑。中國的大容量電池技術并不落后,像比亞迪這樣從電池起家的企業目前的技術儲備或許已經高于特斯拉。”雖然我國至今沒有徹底量產與銷售的電動汽車,但是如果在解決電池技術和充電便捷性這些核心問題后,我國的電動汽車工業必將取得重大突破。
首先,要制定一個我國鋰電池安全標準,這將有助于提升電動汽車用鋰電池的安全性和一致性。其次還要強化鋰電池行業安全準入,并爭取盡快出臺準入條件和準入管理辦法,加快鋰電池產業向規范化、規模化、標準化方向發展。另外,還應加強車身輕量化結構及碳纖維、鋁合金等輕質材料在電動汽車的應用研究,提升我國汽車制造業水平,一方面汽車輕量化可有效延長鋰電池續航里
程,另一方面優質的零部件可以參與到全球供應鏈中。
[1]劉春娜.特斯拉汽車電池技術及策略[J].電源技術,2014,38(7).
[2]湯思佳.從特斯拉看我國的新能源汽車[J].電子制作,2014(16).