硅谷走出的未来汽车 特斯拉全解析

2013-06-24 20:07:39来源: 网上车市

    TeslaMotors,特斯拉汽车,一个2003年创立于美国硅谷,至今不过10年的纯电动车企业。在传统巨头纷纷倒下的最艰难日子里,这个出奇制胜、名不见经传的小弟不仅挺了过来,而且发展得如日中天。目前特斯拉股价已经突破100美元大关,甚至直逼丰田汽车,成为美国股市里,仅有的两家股价突破100美元的汽车企业,甩开通用、福特将近3倍,超过戴姆勒也将近1倍,总市值甚至一度超越拥有法拉利汽车的菲亚特集团。特斯拉究竟凭什么在巨头林立的汽车工业里立足呢?

特斯拉·起源

    和来自美国东部汽车城底特律的传统巨头不同,特斯拉从一开始就将选址定在了美国西部的科技圣地硅谷,将自己定位为高科技公司而非传统意义的汽车企业。这种差异,恐怕也是造就特斯拉这个企业最为不同的一点。

    说起特斯拉就不能不提其联合创始人兼CEO——Elon Musk。关于Musk,有个广为流传的说法,称电影版《钢铁侠》导演就是以他为灵感,塑造了大家熟知的银幕版高富帅英雄史塔克。这个有史以来最年轻的亿万富翁,一直胸怀三个梦想,第一:改变互联网的使用方式,于是他和别人联合创立了X.com网站。当然这个网站未来会有个更响亮的名字叫PayPal,也就是支付宝的先祖。他随后将PayPal卖给eBay,也就是淘宝网的先祖。卖了15亿美元后,他转头去实现第二个愿景:将视线投入遥远的太空。他创立Space X私人航天器发射公司,连美国国家航空航天局NASA都找到Space X,依靠他们发射卫星,并为国际空间站运输补给。Space X也因此被美国媒体称为除了美俄中外,第四个掌握卫星发射和回收技术的“国家”。

    当然,他的最终愿景,还是能源产业。与一般大佬不同,这个做科技出身的富翁,看上的自然不是来钱快的石油天然气,而是带有理想性质的清洁能源。2003年,这位大佬与人合伙,靠此前攒下来的资本,创立了自己的纯电动汽车公司——Tesla特斯拉。他们试图用这个公司,将电动车带入全新领域。而特斯拉这个名字,则来自一位伟大的发明家。

    尼古拉·特斯拉(Никола Тесла,Nikola Tesla),1856年7月10日-1943年1月7日,塞尔维亚裔美国人。他是交流电、无线电、无线遥控、火花塞、X光乃至水电的重要创造者和推动者,公认为是电力商业化的鼻祖。他一生中最重要的贡献,就在于他主持设计了现代交流电系统。也因为这点,他的崇拜者视他为“发明了20世纪的人 (The Man who Invented the Twentieth Century)”。

    与传统汽车公司一般以创始人名字命名的惯例不同,Musk为了纪念这位电力先驱,特意使用了Tesla这个名字。从这点上也能看出,这家公司并非一家一般的汽车企业,而是技术驱动的高科技公司。这是创始人在向自己的偶像和先驱致敬,典型的极客做法。

特斯拉·发展

    特斯拉创立伊始就有着清晰的目标。公司希望通过三个阶段,将电动车这一概念普及到人人都可以接受的程度。不过当时可是2003年,丰田普锐斯第一代车型退役,混动车刚刚开始被人们接受,纯电动车在当时犹如天外来客。

    于是,特斯拉真的带来了一辆天外来客。熬过濒临破产的几年时间,公司于2008年开始对外销售Roadster纯电动敞篷跑车,或者说是路特斯Elise的电动版本。说他是天外来客,因为这辆车百公里加速最快3.7秒,官方宣称充电时间只需3.5小时,续航里程却达到了390多公里。别说是当时,就连现在这些数据都是相当出色的成绩,足以让很多传统汽车巨头推出的纯电动车汗颜。

    但这辆车有个巨大的缺陷,那就是价格昂贵。虽然Roadster超轻超有力,还附赠了环保先锋的美名,但高达10.9万美元的基础售价真的不是一般人能承受的。不过,这也是特斯拉的策略:2008年前后,混合动力车型在美国已经有了良好发展,公众对环保的热情空前高涨。于是特斯拉借助Roadster将自己推向市场,向公众、起码是高端车主证明电动车无论是性能还是续航能力都足够匹敌传统汽车,而非急于靠这款车盈利。在完成了3000台订单后(没错,哪怕高达10万美元也卖出了3000台,而路特斯品牌全年销量也不过1000多辆),Roadster已经正式停产,为公司实施第二步计划铺平了道路。

    而这第二步,也就是多轮融资,并借助融资推出特斯拉的主力车型——Model S。经过了Roadster的培育,公众对特斯拉已经有了相当深刻的印象,甚至包括Google创始人谢尔盖·布林和拉里·佩奇都给特斯拉投资;而2009年5月,戴姆勒也投资五千万美元换取Tesla近9%的股份。可见科技企业和传统汽车行业都对特斯拉相当看好,此时特斯拉也基本摆脱了钱紧的状态,发展步入正轨。万事俱备只欠东风,2009年德国法兰克福国际车展,特斯拉正式为公众带来了Model S原型车,一款四门四座豪华运动轿车,当然还是纯电动。

特斯拉·产品

    与定位小众的Roadster完全不同,Model S已经进入了轿车行列,将自己定位为兼顾性能和舒适性的豪华中高级轿车,竞争对手锁定为宝马5系等。经过几年研发,这款车终于在2012年上市销售。Model S的长宽高尺寸达到了4976mm、1963mm和1435mm,轴距为2959mm,尺寸方面相当有优势。与Roadster不同的是,这款车的整体造型设计完全是特斯拉自行研发。

    外观设计上,我们仿佛看到了几分英伦风格,整体设计相当优雅,但又不失动感。特斯拉首席设计师弗朗茨·冯·霍兹豪森(Franz von Holzhausen)亲自主持设计了这款车。内饰方面,这款车最大的亮点当然来自其中控台。一块巨大的17英寸触摸屏,整合了操作一台车的绝大多数功能,操作直观而且界面非常炫目。虽然之前无数的汽车公司试图使用这种设计,但真正将其投入大规模量产并获得好评的,特斯拉应该算第一个。这点主要得益于几位创始人的IT背景,对网络时代的人机交互界面和用户体验有着更深刻的理解。

    无论在汽车业还是新能源领域,Model S都被不少行业媒体称为改变行业进程的产品。其中另一个重要原因,就在于Model S这款车再度突破了Roadster的行驶性能以及续航里程。虽然Model S尺寸接近豪华轿车,重量超过2.1吨(大部分重量来自电池),但其性能不亚于很多中高级性能车,甚至让一些跑车自叹不如。

特斯拉Model S详细参数

    从上面这个表格可以看出,Model S目前提供60kWh和85kWh两种容量的电池(此前还有40kWh型号,因需求过低已经退市)。另外,和很多电动车依然搭载变速箱不同,这款车彻底取消了这一结构,变成了单档位车型。Model S极速虽然不高,但加速性能并不差,续航里程更是逼近甚至超过一些汽油车型,实际续航能力已经得到美国环保署的认证。

    另外,这款车价格比Roadster降低了近一半,目前在售的60kWh版本起售价格62,400美元(约合38.27万人民币),85kWh版本要价72,400美元(约合44.4万人民币),85kWh性能版达到了87,400美元(约合53.6万人民币)。不过上面的价格都不包括全景天窗和大尺寸轮毂这些选装配置,如有需要还得额外付费。

    实际使用中,消费者更为关心的充电和电池维修保养问题,特斯拉给出了比较完备的解决方案。目前,特斯拉提供3种充电模式,第一种为普通民用电充电,接入美规120V家用电即可,充电效率约为每充电一小时可行驶31英里(50公里);另有特斯拉高效充电方案,在车主家的车库内进行改装,充电电压和充电效率均翻倍,而且改装费用据称还是由特斯拉承担。

    最后一种则是特斯拉建立在美国主要高速公路网的“Supercharger”超级充电站设施,只需一小时就可充满电。目前从洛杉矶到旧金山以及华盛顿特区到波士顿的沿线已经建好超级充电站,上表也能看出选择85kWh版本的车型免费使用,而60kWh版本还需要额外付费。当然,就算没有免费使用的超级充电站,Model S的平均费用,换算成人民币也仅有百公里9.2元左右,折合油耗仅为1L多一点(按国内电费0.48元/度,97#汽油7.97元/L计算,采用6月22日实时汇率)。

    而电池维修保养方面,目前85kWh版本的电池8年无限公里保养,60kWh版本也有8年20余万公里的保修,基本就是一辆车的使用寿命了。对于没时间充电的消费者,特斯拉还刚刚推出了名为“Live Pack Swap”的电池包更换服务,更换整个电池包只需90秒,比加油还快两倍,而且车主全程无需下车。换一次电池包的费用同加满一箱油相当。这种电池更换站首先会在加州布置,未来会推广至所有的Tesla超级充电站。

    实用的四门轿车、不输汽油车的续航能力、方便的多种充电模式、超长的免费电池保修保养年限、更为入门的价格,这款车真的在市场上掀起了相当大的波澜。在最新一次北美地区中高级车销量统计上,今年第一季度特斯拉Model S销量已经超过了奔驰S级、宝马7系和奥迪A8,达到了4750辆。在传统汽车公司和很多新兴电动汽车公司夹击下,特斯拉能够活下来,甚至销量超过传统汽车,自然有其独门武器。

特斯拉·技术

    与转型造电动车的传统汽车企业不同,特斯拉创立之初就拥有科技公司背景,他们的核心竞争力在于对电池和电动机技术的把控,而非传统汽车的行驶机构。说起这个就不能不提到特斯拉的“秘密武器”——电池管理系统。一般的电动汽车通常就是把发动机舱掏空,换上电动机和大块的电池,但特斯拉却走了一条完全不同的路。他们把目光投向相对成熟且体积小巧的18650圆柱形电池。听着很陌生?其实一点也不,大多数笔记本等数码产品,用的正是这种直径18mm,高度65mm的钴酸锂电池

    相对于目前很多电动车和混动车的磷酸铁锂电池,特斯拉采用的18650钴酸锂电池技术较为成熟,功率高、能量密度大、且一致性较高。问题是安全系数较低,热特性和电特性较差,成本也相对较高。更为危险的是,18650电池外电压但凡低于2.7V或高于3.3V,都会出现过热的症状。如果电池组较大且温度梯度控制得不好,会存在很大起火风险。要驱动一辆汽车,无疑需要相当数量的18650电池,在特斯拉Model S上,这个数字达到了惊人的8000节。要知道诸如笔记本等电子设备,这一数字一般在4-6节,也就是常说的4芯、6芯,即便如此笔记本电池爆炸的消息也常见诸报端。当特斯拉决定使用这一技术时,整个业界都认为特斯拉注定失败。

    特斯拉究竟是如何解决安全问题的呢?首先,他们选择了松下提供的专用18650动力电池,容量据称在3100毫安时左右(松下曾在2010年向特斯拉投资3000万美元,2011年达成战略协议,将负责特斯拉今后5年全部车辆的电池供应)。这种电池循环性能相当惊人,容量和直流内阻在3000次充放电后都保持着相对稳定的水平,充电倍率和温度对电池的影响都不大。这些都是数码产品所用18650电池无法比拟的。

    其次,特斯拉真正的绝密技术是电池控制系统,说白了是软件。他们借鉴了网络控制领域用程序控制成百上千台服务器的模式,引入了分层管理的方法控制这些“活跃的圆柱体”。具体说来,特斯拉将小电池组成电池片、电池片再组成电池砖、电池砖又组成电池包的形式组合这些数量惊人的电池。仅仅有分级还不够,每个层级都要全面监控,特斯拉在每个电池片、电池砖和电池组中设计了监控单元和保险,电流过大或电池过热时立刻断开输出。当然这里面涉及特斯拉的机密,具体细节外人无从得知。凭借这些核心技术,特斯拉从开始销售以来并未出现任何电池带来的安全问题,反而是雪佛兰沃蓝达和菲斯克卡玛多次出现起火自燃问题。

    Model S另一大创新则是底盘与动力系统的改变。相比传统汽车,Model S的结构相当简单,主要部件包括电动机、变频器、车轮、减震与刹车系统,还有整个底板的电池组。没有了引擎、变速箱(没错特斯拉只有一个前进挡,车速全凭踩加速踏板的力度控制)、传动轴,特斯拉官方称Model S已经没有多少易损部件,真正的转动部分只有车轮和电机。保养也变得非常简单,不需要按公里数更换机油三滤,更不需要更换变速箱油、差速器油,只有常规的电路检查,以及给那个17寸“iPad”进行软件升级,带给Model S更多更稳定的性能。

    必须承认整个电池组让Model S的体重大幅增加,就算车身有95%以上采用铝材,但整车重量依然达到2.1吨。好在由于电池组和电动机都位于车底,车辆重心离地只有44厘米,依然能够牢牢地束缚在路面上。除了全新平台和全铝车身,特斯拉Model S还有另一大特色:具有前、后备箱。前面的几张图已经显示了,Model S的电池、电动机都在底盘上,因此给前后都空出了相当大的空间,当然特斯拉也没有浪费这些空间。据称车头的前备厢能挤进去一个成年人,而后备箱大到能放下两个儿童座椅,虽然这样设计安全性值得考虑,但确实说明Model S很能装。

    就算特斯拉独立解决了电池和电动机难题,还顺便捣鼓出了“前后备箱”这么个新奇的概念,但不代表这些硅谷技术控们很擅长悬挂底盘这些行驶部件。特斯拉深知几十、上百年历史的汽车企业在这方面更有发言权,而这些传统巨头也急需特斯拉的电池技术,于是特斯拉、戴姆勒和丰田一拍即合,前者为后两者开发smart、B级和RAV4的纯电动版,回报自然是后两者在传统汽车技术方面的支持,以及数千万乃至上亿美元的投资。

特斯拉·前景

    谈到特斯拉的未来之前,我们不妨先来回顾一下它的发展:创建于硅谷,联合创始人兼CEO有诸多高科技创业背景,凭借两款产品就能打响市场,在软件上胜人一筹(电池控制系统和体验出色的中控),却将硬件部分交给合作伙伴(电池原件和底盘等)。无论如何,这都不是汽车企业的发展轨迹,这种模式更类似于苹果,很多人也因此称特斯拉为汽车界的苹果。

    起码目前阶段,这一发展模式是比较成功的。作为特斯拉三步计划中的第二步,特斯拉Model S已经达到甚至超过了预期,且对特斯拉唱盛之声要多过唱衰。Model S不久前获得了美国杂志《Motor Trend》的2013年度车型,这是首次将年度车称号颁发给新能源车;美国《消费者报告》在满分100分的评价中,将这款车评为99分,是史上评分最高的车型。而5月初特斯拉公布一季度财报显示,特斯拉上个财年收入从去年同期的3010万美元暴增至5.6亿美元,而且10年来首度盈利1120万美元,并提前9年还清政府贷款,特斯拉股价也一度突破110美元,市值达到120亿美元。

    不过目前也不乏看衰特斯拉的财经机构,他们的质疑主要来自两点:Model S究竟能卖多少,主要盈利并非来自主营业务,以及电池技术及其成本能否再有突破。虽然一季度销量惊人,但不少机构怀疑其只是提前透支了未来的交付量,最近特斯拉拒绝再公布预定量的做法也加深了这种怀疑。而特斯拉的收入中,将碳排放量销售给其它公司占了6800多万美元,主营业务其实处于亏损状态。另外,刚才我们介绍过的电池系统,据称其整体造价超过2万美元,如果不能有效控制成本,特斯拉实施其三步计划的第三步将会更加艰难。

    计划2016年前后推出的Model C紧凑级轿车,将是特斯拉三步计划的最后一步

    说到特斯拉的第三步,自然是推出价格更加低廉,尺寸更小的家用车,以达到普及电动车的目的,同时让公司通过卖车和新能源相关业务赚钱。据海外媒体称,特斯拉将在2016年前后推出这款车型,售价有望低于4万美元(约合24.53万人民币),且这款入门车型很可能被命名为MODEL C。这款车同样将采用电力驱动,其最大续航里程将超过322km。新车尺寸更小也就意味着放电池的地方更小,对特斯拉压缩成本、提高电池容量提出了更高要求。

    此外,未来特斯拉还将推出一款都市SUV车型,此前这款车已经以Model X原型车的身份亮相。特斯拉本计划今年底将其投入量产,不过最新消息显示这款车的量产计划已经推迟到2014年底。据特斯拉官方透露,这主要是因为目前Model S需求量很大而且尚有上升空间,因此适度放缓新车的投产量。

    总结:说了这么多,似乎还没有提到中国市场。中国自然是特斯拉最想进入的市场之一,不过由于种种原因其在中国大陆建店的计划一再推迟,反而是香港地区已经有经销商进入。从目前发展来看,特斯拉依然将重点放在了市场更成熟的北美地区,或许等未来Model X投产后,中国大陆将成为特斯拉下一个目标。

关键字:硅谷  走出  未来  汽车

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0624/article_7384.html
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