從全新平臺、鋁車身和碳纖維看純電動汽車的工藝革命丨科創新能源專題
【編者按】 11月20日，上海市委書記李強在關於“在上海證交所設立科創板並試點註冊”的調研中提到，要瞄準積體電路、人工智慧、生物醫藥、航天航空、新能源汽車等關鍵重點領域，讓那些具有新技術、新模式、新業態的“獨角獸”“隱形冠軍”企業真正脫穎而出。尤其是在新能源資料顯示，在新能源領域，2018年，全國新能源汽車銷量節節攀升，達到125.6萬輛。
億歐汽車此次搭建專題，目的是通過聚焦更細的產業方向，從多個角度對新能源汽車產業的上下游鏈條做出重點分析，為行業帶來趨勢性研究和預判。文章主題包括：1.鋰電池技術路線；2.電驅動方式；3.氫燃料電池車；4.新能源汽車的生產模式；5.能源補給方式；6.動力電池回收；7.充電網路運營；8.動力總成系統。
隨著時間進入2019年，各家汽車企業新一代的純電動車型將陸續上市。與過去普遍採用了燃油車平臺的“油改電”產品相比，新車型往往選擇強調其“純電動平臺”的特殊身份。不論是傳統車企還是造車新勢力，每家公司稱呼不同的平臺名稱一時間甚囂塵上，讓人不禁眼花繚亂。
那麼問題就來了：究竟以新平臺打造的新車型，相比較過去的油改電產品有哪些區別和優勢？圍繞著新平臺使用的全鋁車身、碳纖維等新工藝，為何又在近期成為了新的產業熱詞？
更大、更遠、更輕：純電動車型專屬平臺“一個都不能少”
在過去幾年，我國市面上銷售的純電動車型基本是基於現有燃油車平臺打造的。例如比亞迪的秦、宋，榮威的ERX5，以及啟辰的晨風、大眾的e-golf，都採用了類似的模式。
對於車企來說，平臺化是實現汽車規模化生產最高效的工藝，目前廣泛應用在車輛設計生產過程中。平臺化能有效降低車型開發成本、提高開發效率、縮短車型研發週期。同時，這還有助於實現不同品牌、車型之間的技術共享，滿足全球市場的不同需求。以大眾集團大名鼎鼎的MQB平臺為例，該平臺是一個共分為五個主要部分的靈活架構。除了位於駕駛員踏板到前軸車輪之間的核心部分外，其他尺寸根據車輛、品牌的設計理念不同，都可以變化。例如軸距、前後懸、輪距和座椅位置等，都可以調整。很多人可能都不知道，大眾途昂、高爾夫，奧迪Q3和斯柯達柯迪亞克都出自MQB平臺。
由於通過共用平臺嚐到了甜頭，傳統車企在打造新能源汽車的初期往往選擇基於現有平臺進行改裝。畢竟相比較自家每個月賣出幾萬輛的爆款車，一年都賣不出多少輛的純電動車型根本不值得被投入更多研發資源。更何況，消費者對於既有爆款車的喜愛，還能夠“愛屋及烏”地被投射到純電動車型上，顯然也是一件好事。這也就是為何寶馬3系也要推出純電動版。
但是，畢竟純電動汽車和燃油車有著截然不同動力總成，前者對於風阻、輕量化和電池空間有著更為苛刻的要求。因此從長遠來看，純電動汽車的專屬平臺必須“私人訂製”。於是乎，國內外各大主流車企在幾年前便紛紛宣佈了各自的純電動車型專屬平臺規劃。
相比較“油改電”車型，基於純電動打造的新一代電動車不僅能夠搭載更多電池，還可以更加省電。以人們耳熟能詳的特斯拉Model 3為例，這款軸距為2875mm的B級轎車塞進了80k·Wh的電池，充滿電能夠實現最高超過600公里的續駛里程（長續航後輪驅動版），百公里耗電量僅為15k·Wh。
此外，純電動平臺還可以提升車輛舒適性。 以法拉第未來的FF91和拜騰的M-Byte為例，這兩款車的前後懸相比較同級別燃油車要短得多，軸距則來的更長，這顯然能帶來更大的車內空間。這都是基於純電動平臺所開發車型的典型特徵。
（拜騰M-Byte概念車）
不過相對於已經積累了多年整車正向開發經驗的大型跨國巨頭，國內傳統車企在平臺研發方面要補齊的短板還有很多。尤其是對於已經都喊出了“要打造純電專屬平臺”的造車新勢力來說，一款優秀平臺的開發難度要比單款車型要難得多。據億歐汽車瞭解，目前幾款已經上市的造車新勢力車型上雖然都號稱基於純電平臺打造，但開發人員依舊“借鑑”了不少燃油車的平臺技術。因此，儘管對於做平臺這件事的各家車企都提高了重視程度，但是究竟能有多少平臺可以達到大眾MQB曾經取得的輝煌成就，還是未知數。
碳纖維、全鋁車身：曾經的小眾，如今的標配？
如今，全鋁車身和碳纖維覆蓋件已經成為了與純電動專屬平臺同期亮相的熱詞。那麼問題來了，這兩種技術為何對於純電動汽車而言如此重要？
眾所周知，純電動汽車的行駛經濟性很大程度上由車輛重量決定，因此如何讓車在裝載更多電池的同時降低其他部分的重量，成為了大家要克服的難題。因此，過去高階車型才能擁有的碳纖維覆蓋件、全鋁車身便又成為了大家的參考因素。
在說全鋁車身之前，先要明確“車身”這個詞的含義。這個詞在車輛製造領域更多被稱為“白車身”，是指完成焊接但未塗裝之前的車身，不包括四門兩蓋等運動件。更不包括髮動機、變速箱和內飾等等部分。一般來說，白車身的重量大概是該車整備質量的30%到40%。
傳統汽車基於成本和技術成熟度的考慮，往往選擇採用合金鋼制車身。由於材料密度的問題，同體積的鋁合金重量僅為合金鋼的近1/3。 不過，鋁合金材料還存在加工難度大，維護成本高等問題，因此在很長一段時間內還只是被奧迪、捷豹路虎等品牌在其高階車型上使用。不過，該技術近期已經有了下探的趨勢。例如，福特公司就在其最新款的F-150皮卡上採用了全鋁車身，在保持了車輛售價不上浮過多的前提下，“瘦身”318千克。因此，這款車也一度在美國“賣斷了貨”。
目前，國內已經有蔚來、北汽新能源等企業的車型採用了全鋁車身的設計。相比之下，碳纖維技術在車上應用則要來的更遲一些。
（使用了29個碳纖維覆蓋件的前途K50）
作為一項全新技術，碳纖維材料打造的車身覆蓋件相比較目前常見的鈑金件在效能方面有著顯著優勢。尤其是在幫助車輛實現輕量化方面，碳纖維材料比鋼材輕50%，比鋁材輕30%。而在安全性方面，碳纖維材料不僅能夠吸收大量撞擊能，其冷熱膨脹係數相比金屬也更小，更適用於極端天氣。基於這些考慮，寶馬集團就在其多款車型上採用了碳纖維材料作為車身覆蓋件。該公司對於這項技術如此鍾愛，以至於其開發了全球首款採用了碳纖維材質做車身的純電動車型——i3。
不過，碳纖維材料在集萬千寵愛於一身的同時，也有著許多還未解決的痛點，首先便是價格太貴。一公斤碳纖維的價格是同樣重量鋼材的30倍，鋁材的15倍。同時，其加工過程太過複雜，耗時是金屬衝壓工藝的數倍。此外，該材料還無法回收利用，對於環境壓力過大。
不過，如今已經有多家車企在嘗試使用碳纖維技術打造新車型。除了寶馬外，我國造車新勢力前途汽車在其新車型——前途K50上使用了29個碳纖維覆蓋件，總重量僅為46.7千克。相信隨著更多工藝難題的攻克，全鋁車身和碳纖維技術會被越來越多純電動車型採用，成為新產品的標配。
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