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是什么成就了 Tesla ?

成就 Tesla 背后的那些最基礎最本質的行事原則與精神是什么

*本文來自 42HOW 社群成員李波(微信號:Rover23),主機廠從業人員

本文試圖去全面解析 Tesla 這些年最主要的一些成就,和成就 Tesla 背后的那些最基礎最本質的行事原則與精神。全文 1 萬 4 千字左右,可能得先收藏一下。

一直以來都很想要寫這篇文章,不僅僅是因為崇拜 Musk 和 Tesla 這些年的所為,更是因為作為一名汽車人,一名產品人,想要以自己看到的和理解的來盡量闡述是什么成就了今天的 Tesla,是什么讓 Tesla 一路引領了整個行業,也震動著整個行業。從而也讓我們能夠真正靜下心來,看清事實,認清差距,同時也來反思我們到底想要什么?我們該做什么?怎么才能成就我們自己的「Tesla」?當然我們也必須看到 Tesla 已經是一家近 16 年的企業了,方才有了現在的樣子,對于我們也必須任重而道遠。

同時它也是《我們需要一輛怎樣的電動汽車?》的姊妹篇。

是什么成就了 Tesla?我想最重要的可以從兩方面來看: Tesla 做了什么? Tesla 和 Musk 堅持的那些原則、精神和工作文化,然后同時我們來講一下我們要怎么做。

Tesla 做了什么?

去年小鵬總說了一個觀點“造車是一件動車組效應的工程”,深以為然!造車真的是太 TM 難了,太難了!!造車這項「動車組效應工程」,主要包括:整車規劃及造型設計、電子電氣架構設計、三電研發、無人駕駛研發、車聯網及服務研發、整車內外飾設計研發、底盤研發及調教、整車制造級供應鏈工藝管理、市場銷售及售后服務,每一項都不能差,關鍵項上還要特別突出!其中電池系統的開發、無人駕駛開發、生產制造及供應鏈管理是造車領域的三大天坑!我們來看一下那個別人家的孩子 Tesla 是怎么做的:

·      全世界最領先的電池系統

·      全世界最高效的電驅系統

·      全球已量產的最高功率的充電樁

·      全世界已量產的最先進的電子電氣通信架構

·      全球已量產的最先進的無人駕駛輔助系統

·      酷炫時尚的造型設計

·      整車超高的集成度設計。

·      全球單體電池產量最高的超級工廠。

·      ……

如果你要說 Tesla 的工藝不行,那咱就真的沒法對話了,又不是不能開!

·      全世界最領先的電池系統

全世界最領先的電池系統,我想這個在業內是無法否認的,說的具體點就是——全世界已大批量量產的電池一致性最優,成本最低,電池組管理水平最優的電池系統。

我們來看一個極端的例子,幾乎是汽車所能面對的最嚴酷的情況。美國 Tesloop 一輛營運的 2015 款 Model S 90D,2015 年 7 月運行開始,目前里程 72.4 萬公里,月均 2.7 萬公里,日常以超充作為能量來源(免費),而且經常性的在快速放電后,然后立馬在低電量下快速充到 90% 左右。我們來分析一下,快充作為主要能源,經常性的快速放電,在低電量下又快速沖到 90% 左右的高電量,這幾乎不給電池喘息,而且都是會引起高溫,電池不可逆化學反應加快的情況,這幾乎對于鋰電池的穩定性是有極大危害的,當然它也已經免費換了兩次電池了(質保內)。

天地間最苦命的 Tesloop 的 Model S 運行情況

·      第一次里程 31 萬公里,電量損耗 6%,檢查出電池組內一致性問題,換電池。

·      第二塊電池里程 20.9 萬公里,電量損耗 22%,換電池。

·      第三塊電池目前跑了 20 萬公里,衰減曲線如圖,較前兩塊電池衰減有放緩。

當然我們可以看到就算這種極致的使用場景每次里程也都是在 20 萬公里以上,而且電池配方也在不斷優化,大量用戶的使用數據顯示 30 萬公里以上衰減通常在 10% 以內,所以對于一般用戶而言也是綽綽有余了,這一點我們也可以在 Tesla 的二手車交易價格上看到。


電池系統優良性最重要的兩個因素為:電池單體的一致性,電池管理系統的能力。

電池單體的一致性,主要表現為電池電化學性質一致性好,內阻的一致性好,內阻低。電池組為單體電池的串并聯設計(單體電池通常為 3.7 V 左右,電池組通常為 350 V ~ 400 V),串聯電池組內同電流,并聯電池組間同電壓,這樣會出現如果某單體電池出現提前衰減,在充放電時此已衰減電池實際上會更加的出力來達到和整體平衡,也因此該電池的衰減速度會更加快,直到此單體電池達到極限,導致本組電池組的整體報廢。也因此整車電池對于電池的一致性要求非常高。

同時對于電池組的管理需要做到精細化的組內監控和平衡,并通過液冷系統來及時的控制熱量均衡,并在一定程度上控制電化學反應的速度,從而保證電池組內電芯間的一致性,從而也能更好的降低電池衰減速度,這也是 Tesla 在電池管理方面最為領先的地方。

當然這還包含電池組的預熱,Model 3 就做了兩件酷到沒朋友的的事情,初次了解時都會大為驚訝,原來還有這種騷操作:電機堵轉過載和電控過載來提前預熱電池進行超高功率充電。

·      全世界最高效的電驅系統

對于電動車目前最為擔心的問題:續航不足,電池衰減太厲害,充電不方便,電動車貴(今年下半年補貼退坡后會遇到,補貼退到一兩萬區間)。

影響續航的因素有很多,如:風阻、滾阻、重量、電池量、電驅效率、空調加熱等,其中最需要技術提升的就是電驅效率,其他的都可以通過更好的設計,更大的電池,熱泵空調等來克服,電驅效率卻很考驗整個團隊的研發設計能力和供應商能力。

Model 3 的電驅系統兼顧高性能和高效率。注意看上兩圖,Model 3 的百公里加速,最低 3.5 萬美金的版本是 5.6s,雙電機性能版是 3.4s,這個數據幾乎是地表最強之一(包含所有性能跑車,其實也沒幾款能超這個數據的超跑,但它卻只是一輛高性能的家庭四門轎跑)。還有續航,百公里左右時速時的能耗大概在 15 kWh /百公里,續航 490 km 左右,15 kWh /百公里,大部分用戶春夏秋季,跑進 13 kWh /百公里以內也是很正常的,那么也就是說大部分用戶的真實續航會超過五百公里。

電驅系統包括:電控(作用為高壓直流變交流)+ 電機,目前 Model 3 的電控功率半導體采用 ST 意法半導體的 SiC 基 MOSFET,也是目前行業內第一個已量產使用的(嗯,最近大眾戰略投了意法的此部分),可以支持更高溫度的工作環境和更高的轉化效率,將 Model 3 的電控效率最高提到了 96% 以上,而行業目前通常使用的 Si 基 IGBT 整體效率會低很多,如下圖。

是什么成就了 Tesla ?

 Si 基 IGBT 和 SiC 基 MOSFET 能耗對比(我覺得我不該坑大眾讀者)

電機方面,Model 3 的電機采用了改良優化的新一代永磁電機,可以更好的兼顧性能、效率和體積,新款的 Model S & X,卡車 Semi 也將全面替換為此款電機。更多Tesla電機信息可以看康總的這篇:《那個特斯拉電機背后的男人 Konstantinos Laskaris》

·      全球已量產的最高功率充電樁之一

充電的方便程度直接影響了用戶購買電動車欲望,其中充電的速度尤為重要,要么就是一輛永遠也不敢開出城的車,只能作為家里的第二輛車——日常代步和買菜使用,但是這個定位到底對嗎?如果不是因為牌照真心愿意接受純電動汽車的用戶量到底有多少呢?

我們來看一下 Tesla Supercharger V3 充電情況。

「從 20% 一直到 50% 保持在 120kW 左右,用時 14 分鐘;從 20% - 80% 一共用時 23 分鐘」可以看到在 10% ~ 16% 之間功率爬升到了最高 250 kW,基本上只需要 1.2 分鐘左右就可以充 4.83 kWh 電量,按照 V3 的實際充電速度,基本上可以做到在 20 分鐘內在服務區上個廁所和休息的時間就能獲取到下一個 2 小時所需要的續航電量,就算遠行也不會再有里程焦慮,這也是我們一直追求的理想方向。

同時還有充電樁的大力布局,此處引用了 Tesla 的美國覆蓋數據,并不是為了說外國的月亮更圓,只是因為美國的分布看起來更加理想,是我們追尋的方向,基本上在任何地點方圓 200 公里左右就能找到合適的充電樁,可以做到保證在美全境隨便跑而不至于擔心無法充上電的情況發生。

當然這些大部分還都是 V2 120 kW 超充樁,Tesla 后期會逐漸升級到 V3 250 kW 超充樁,同時在發布 V3 的那天,Tesla 對 V2 的超充樁進行了 OTA 升級,將功率最高值直接提升到了 150 kW,令人目瞪口呆的操作,還有上面講到的通過電驅系統對電池進行提前預熱來支持超充(更適宜的溫度來支持更快速的電化學反應),講真 3 月 15 日那天的發布會把我打擊到了!(最近這次是 5 月 19 號,國內開始內測 NOA)

·      全世界已量產的最先進的電子電氣通信架構

推動本次汽車行業進入新世代最重要的兩個原因:一個是大家所熟悉的汽車的電動化;另一個就是汽車通信架構的變革。當然這個一般沒人說,因為太專業角度了。

汽車通信網絡架構(EEA)的變革對于汽車如此重要,是因為通過對汽車各功能模塊進行電子信息化的升級改造,通過大帶寬通信網絡的連接,同過通過對各功能模塊間更加集中式的控制管理,我們將傳統以機械式連接操控和低速 CAN 線連接為主的汽車徹底電子信息化了。同時由于電子信息化,我們將汽車的各硬件功能模塊高度抽象化、軟件化了,使汽車的設計研發更多的變成了對軟件的功能開發,這樣我們就可以在后期對汽車進行不間斷的升級更新,為汽車的未來創造了無限的可能。汽車變成了一個大的電子信息產品,而不再僅僅是傳統上的工業產品,汽車行業也從傳統工業變為了科技行業。

我們來看一下 Tesla 做了什么?如下是 Model 3 的電氣通信架構圖。

我們可以看到 Model 3 相當于 1 個主功能主中心和 2 個副功能中心組成「中心域 + 左車身控制器 + 右車身控制器」,外圍看起來都是一些 sensor、天線和直接的功能執行模塊。同時車身上的各功能模塊又被劃分給了左右車身控制器進行管理,然后通過總線接入到了中心控制域,中心控制域也同時負責信息娛樂域和輔助駕駛域的運算和管理。

我們可以看到一種趨勢,車身各獨立功能模塊的運算能力都被集中化了,各功能模塊的運算能力甚至消失(除非那種實時性要求特別高的仍保留本地能力,如 ESP),各功能模塊主要保留執行能力,通過驅動指令接口和中心域模塊連接,由中心控制域來進行統一的管理控制(有沒有點像我們智能手機的模塊化組成?)。當然這種三中心的方案是我沒有想到的,還要花好長時間來做深入了解。

可以說 Tesla 的這種電氣通信架構是目前市面上你能見到的已量產的最先進方案,甚至是一些國際上最主流的供應商大廠也要到 2025,甚至更遠才能達到這樣的階段,同時對于傳統廠商又是何其的難啊,不是因為技術難度,要做也肯定能做到,而是因為觀念慣性和歷史的掣肘。

想要了解進一步的深度信息,可參見微博:冷酷而邪惡的冬西瓜(他起這名我猜是因為酷)的博文:特斯拉電子電氣架構的演變

·      全球已量產的最先進的自動輔助駕駛系統——Autopilot

Autopilot 的相關信息報道太多了,我們就不再做過多累述,但是可以肯定是 Tesla 的自動輔助駕駛能力的確是行業目前已量產的體驗效果最優的,包括通常的自適應車道保持和自動緊急制動,大彎道的車道自保持能力,高速自動變道和并線,危險交通情況預防(包括其他第三方間的),自動駕駛啟停的平穩性等,還有 Elon 說的 2020 年上線的自動過十字路口,自主停車(和自動停車的區別是,一個是需要人在現場看著停車,一個是到停車場附近就可以下車走開,車自己找停車位停車)及召喚自來等功能,可以說和絕大部分廠商都拉開了幾年的差距,隨著遠領先于業內的 AP3.0 運算算力的加入和真實的大量實車數據的實際驗證優化(當然無人駕駛能力的優秀和算力沒有絕對的關系,是算法和算力的綜合,相對較小的算力,算法優化的好,照樣賊溜),Tesla 與眾多廠商的差距會越拉越大。

本次我們來探討兩個話題。

·      Tesla 的 8 目 + 1 毫米波點云雷達布局方案分析。

·      激光雷達是無人駕駛的必要條件嗎?

無人駕駛主要包括:感知識別和預測,感知融合及決策規劃,執行控制。

感知識別和預測。包含對于周圍環境的感知,通常使用視覺攝像頭、毫米波雷達、激光雷達,同時結合定位信息等對周圍環境進行識別,并對于環境內的相關物體目標進行接下來的動態行為預測。

感知融合及決策規劃。包含對感知識別后的環境信息,多傳感器獲取的目標信息,交通信號信息,定位信息,高清地圖,目的地等進行綜合的疊加并進行決策規劃。實際上可以說決策規劃是目前各無人駕駛參與方最大的壁壘,決策規劃需要兼顧太多的場景和多傳感器數據,同時要保證汽車和駕駛行為人,行人和周圍環境的安全,對自動駕駛廠商的挑戰非常大。

執行控制。主要為將決策規劃后的操縱信息在底盤域進行執行,十分考驗底盤域與駕駛策略的調教配合能力,以及底盤域各功能模塊線控能力的穩定性。

我們回到 Tesla 的感知方案。

·      前向視覺:(1 近距廣角 60 m + 1 中距 150 m + 1 長距 250 m)+(2 前側視 80 m)

·      前向毫米波:1 毫米波點云雷達 160 m

·      后向視覺:1 近距廣角 50 m + 2 中距后側視 100 m

·      周圍環繞:12 超聲波雷達 8 m

Tesla 主要以視覺方案為主,從上面可以看到視覺范圍是完全把車輛包圍住的,就算兩前側方也有 80 m 范圍的視覺覆蓋,在算法方面目前可知的信息:視頻幀進行動態圖像處理做環境目標識別,同時也能通過視覺做深度信息獲取,和進行多目標運動預測;前毫米波點云雷達做多目標的精確深度和運動信息。以上理論上基本保證了 Tesla 可以做到對于周圍環境及目標(車、人、物)和交通信號信息等的實時探測感知,當然這是理論上,到底靠不靠譜我們接下來說。

再說各感知模塊的利弊。

·      視覺

優勢:高分辨率,高解析,可還原顏色,是目前感知能力的主力;

劣勢:對光照度情況敏感(暗光,夜晚,強逆光),大霧,雨雪天氣都會影響到視覺感知,同時視覺很難做深度信息,特別是對于單個攝像頭畫面是沒有深度的,多目做出來誤差也較大。

·      毫米波

是一種電磁波,天然對金屬敏感,對靜止物體,非金屬物體不敏感,同時由于波長在毫米級左右,天然可以穿透云雪雨霧等天氣情況,可以作為視覺很好的輔助。

我們說「but」,但是它監測的是一個動態的目標,而且目前的大部分的毫米波幾乎無畫面分辨率可言,而且對于非金屬物體的反射較弱,所以它不知道那個物體是什么,有多大,也有可能漏掉。Tesla 之前連著撞停在路邊消防 車就是這個原因(看起來和大路牌有什么差別?)。

所以現在發展出了毫米波點云方案,看 Musk 的 Twitter 信息我們有理由相信目前 Tesla 的新代使用的是點云方案,毫米波點云方案可以更好的還原環境情況,甚至可以用還原現場的圖像做識別,但是由于毫米電磁波的相互干涉作用并不能做到高清,理想情況下也只能形成幾萬點云數據,所以做視覺的輔助是較優的方案。

通過以上我們可以看出視覺和毫米波雷達都各有它們的利弊,可以說做到了絕大部分環境的覆蓋,但是無人駕駛從來就不是說對絕大部分場景進行了覆蓋就可以完成的,而是對那些 edge case 的考慮和覆蓋,但現實情況實在太復雜了。

我們來看一下激光雷達。

激光雷達。Musk和團隊是無比嫌棄的,因為非常貴且不穩定。激光雷達以其高精度,高還原度,同時由于其自發光,即使夜晚時對外界感知也不會失效,光線變化對其影響不是很大,因此受到了除 Tesla 外絕大多數自動駕駛廠商的歡迎。

但由于其還是光線,對于雪雨云霧等天氣無法穿透,再者也無法還原顏色信息,無法做到對交通信號燈的識別;同時成像效果方面完全受激光雷達線束的多少決定,目前 Velodyne 16 線激光雷達的價格在 3999 $,Waymo 16 年裝配的 Velodyne 64 線在 75,000 $,就算目前雖有降低,但仍然居高不下,也因此在整車裝配成本方面對于使用一般 1 + 4 方案(1 前主 + 2 側前 + 2 側后)和 Waymo 1 + 1 + 4 方案(1 長距 + 1 中距 + 4 短距)的廠商而言,配置激光雷達后其安裝成本會變得難以承受。再者由于其機械旋轉結構在汽車長期的顛簸和嚴酷環境下,老化耐久性方面會有一定的隱患。

那么激光雷達是必要的嗎?

就此方面多次請教過業內各廠商的多位專家,大家認為 Musk 說的有可能是對的,畢竟人類對周圍環境的感知也是通過視覺來進行,如果我們人類可以,那么隨著機器視覺的發展有可能未來完全是可以通過視覺來完成無人駕駛能力的,當然誰也不敢完全確定。畢竟今年 3 月 1 日又再次出現了 Autopilot 誤識別導致車輛橫穿貨車集裝箱致死事故,而且是相同的場景事故出現了第二次。

或許在固態激光雷達量產,同時成本也能有效降低到幾百美金后,Tesla 也或許會改變這種看法,但是誰又能說的好呢,誰知道等固態激光雷達量產時,Tesla 算法的持續升級是不是就有可能已經超越了激光雷達所帶來的效果,那時是不是就可以完全不用再考慮激光雷達了,Elon 那么篤定,我們很有理由來相信!

·      酷炫的設計

「美有千種,丑更萬般」雖然大家對美的感覺和定義不盡相同,但在這個世界真正能夠被我們稱為美,稱為性感,并令我們感到驚艷畢竟是少數,而同時又能真正經得起時間的考驗,能夠被稱為經典的更是少之又少,但我相信 Tesla 乘用車 SΞXY 系列,跑車 Roadster,卡車 Semi 就是屬于經典那一撥的,你看名字都起的那么浪(漫)。

關于 Tesla 的造型設計其實我自不用多講(其實我也講不清楚),但我相信第一眼看到就會驚艷,能夠讓人一路行注目禮,甚至跑過去環繞幾圈仔細觀摩的車自然不會差,當然 Tesla 的高科技成分也是吸引人去關注它的一個很重要原因。

Model S 從 12 年發布到現在造型方面沒有做過大的修改,但是就算到了今日造,型設計方面依然可以說是一款足夠前衛和個性的車型。

Model X 雖然是一款中大型三排 SUV,但是你卻很難用 SUV 來定義它,因為第一眼看到她時,根本就不是固有的那種 SUV 的方盒造型,更像寶馬 GT 的那種頂部加高(和 X 系比,Model X 從頭到尾的線條連續性更強),從機艙開始,到頂部,再到尾部一路流線型下來,有效降低了整車的風阻,再加上鷹翼門的設計,在 SUV 的造型設計上可謂一騎絕塵。

Model 3 一輛家用型四門轎跑,也是 Tesla 第一輛真正意義上面對普通大眾市場的車型,當然它還是一輛豪華車,在造型設計上也足夠的前衛,是目前市面上各方面最為均衡的一款智能電動汽車。

嗯,對了 Tesla 的首席設計師是——Musk,雖然我也覺得不是他,但是領導的品味和堅持是何等的重要啊。

我不擅長的,大家還是自己去看相關文章更好:

特斯拉背后的男人:首席設計師 Franz von Holzhausen

Model 3 背后的設計者

·      整車超高的集成設計

Model 3 開創了 Tesla 整車集成性的新高,其實也是整個汽車行業整車集成性的新高,Model 3 開始給行業定下了一次新的世代標準。

·      超高集成性的電動架構

·      超高集成性的中央控制域

·      電氣架構改革后的整車線材控制

·      超高集成性的電動架構

主要包含兩部分:超高集成性的電池 Pack 包及電池 Pack 和車身之間新的強度均衡設計。

Model 3 電池 Pack 中直接集成了高壓充配電部分:OBC(車載充電器),DC-DC(高壓直流轉低壓直流),PDU(電源分配管理單元) ,這是能夠看到的第一家做如此設計的廠商,基本上已經把電氣部分的集成度做到了極致。這也是一種未來的設計趨勢,我們可以看到的是比亞迪的新電動平臺也有類似的設計規劃,但是它的集成性還沒達到這種強度。

好吧,暗暗的推一篇自己的文章:2019 上海車展回觀-造型 & 內飾 & 三電& AD & 電氣架構

Model 3 將 Pack 中的結構強度加強件和車身強度件做了整合,在降低了整體 Pack 重量的同時,也有效保證了電池的安全,同時也降低了整車的重量。當然這在國內可能是不合規的,國內電池 Pack 要單獨過碰撞,跌落等試驗,如果這種結構無法通過,但你不能說它不合理,因為都是它自己一家進行高度集成做到的,就是有這個自信。

超高集成性的中央控制域 & 電氣架構改革后的整車線材控制。

Model 3 的中央控制域可謂又開了一個先河,如下圖。

Model 3 中央控制域模塊

Model 3 中央控制域模塊

Model 3 中央控制域模塊集成了車載多媒體計算中心(右上),輔助駕駛控制中心(左下),移動通訊中心(右下),然后進行堆疊布置到一個盒子里(右上)。

可以理解的概念是這一個盒子替代了我們傳統的:多媒體控制中心,輔助駕駛中心,T-box,360 及自動泊車控制中心,行車記錄儀控制中心等,同時還有大量車身各模塊被抽離的控制功能運算中心。這是一種多么天才的設計啊,除了實現了整車運算的中心化,進行整體的協同控制,管理和升級;同時在以往我們需要大量的線材來進行相互間的信息傳輸和供電連接,現在它們都在一個盒子里,相互間的通信變快,連接穩定性加強,整體體積實現了極大的縮小;同時極為重要的是通信和低壓供電線路的使用也極大的縮小。

再加上整車通信架構變革的助力,各功能模塊的運算能力大量抽離上移,基本只剩下執行和感知能力,然后通過總線結構和中心控制域、左右車身控制域連接,車身各功能模塊間的直接連接和跨區域連接減少,基本上只剩下到通訊總線的連接線和相應供電線路,整車的連接線路會變得縮減到極致。所以 Musk 說他要將把傳統整車三四公里甚至更長的線路控制到 100 米,其實我是愿意相信的,2018 年 Model 3 的生產地獄,最重要的一個原因就是線材連接的軟性性質機器人無法操作,導致更高自動化的生產無法繼續。

題外話:如果實現的話,之后整車總裝的生產就可以極大的自動化,而且本來另外整車四大工藝中的沖壓,焊接,涂裝都是高度自動化的,這樣之后的一個后果時,未來整車工廠里可能就真的沒有安裝工人了。

這一切的綜合使得 Model 3 作為一款純電動車在同級車型中車身重量非常有競爭力,同時擁有更強的整車控制及升級能力和更高的自動化生產能力(功能模塊少,線材短)。

·      全球電池產量最高的超級工廠 Gigafactory

說到 Tesla 就不得不提它的 Giga 工廠,其實就此工廠本身也是 Tesla 的一項偉大作品。

Tesla 位于內達華州斯帕克斯郊外的 Giga 1 工廠,完全建成后將成為全球最大單體建筑。

Tesla 在全球布局目前有四座工廠,其中硅谷的弗里蒙特工廠主要為整車的生產,內達華州斯帕克斯郊外的 Giga 1 就是我們所說的全球最大單體電池廠主要為電池和電驅系統的生產,紐約 Buffalo 的 Giga 2 主要為 SolarCity 太陽能及儲電業務和新的超充業務,還有就上海臨港正在建設的 Giga 3,更像弗里蒙特工廠和 Giga 1的結合體,負責 Model 3、Model Y 在中國的國產化及電池相關業務。

Giga 1 工廠電池規劃產能為 50 GWh,2018 年底實現年化產能 24 GWh,作為對比的是我國 2018 全年動力電池的裝機總量為 56.89 GWh。Tesla 為何要建立如此大規模的電池工廠?最重要的一個原因就是大規模批量生產可以極大的節省成本。「Gigafactory 通過規模經濟、創新制造、減少浪費和在簡單優化在同一場地的大部分生產流程,將大幅降低 Tesla 的電池組的生產成本。」Tesla 通過超大規模批量生產,不僅保證了電池成本的絕對優勢的同時,也更好的保證了單體電池的一致性,當然這和 Tesla - 松下聯盟在三元 NCA 電池上的絕對技術領先優勢也是息息相關的。

我們來看一組數據,目前市面上較主流的幾款國產電動車和 Model 3 就電池成本占比的對比。

明顯可以看到,Model 3 電池成本占比在 21.6% 左右,國產車電池成本占比接近 40%,(整體數據以:Model 3 電池 Pack 價格以 135 $/kWh 記,匯率*7,Tesla AP 以 2500 $ 記,國產電池 Pack 以 1250 ¥/kWh 記,如果你是行業相關人員,你就會知道對于國產電池數據,其實我是寫的有比較含蓄的,雖然電池價格是一門玄學),當然你會覺得有點不公平,因為我在拿 A 級車和 B 級車比成本組成,但我想說的是,電池成本對電動車廠都是繞不開的,不管你什么級別,成本占比達到了百分之三四十,今明兩年補貼的完全退坡,對于整車廠將會是何等的壓力。

更多Tesla Giga 工廠信息,可以參考康總的《從 Giga 1 到 Giga 3,特斯拉超級工廠的高速迭代》

Musk 和 Tesla 所遵循的那些原則

我們說了這么多 Tesla 的成就,那些遠超同業的功能設計,我們也都在研究 Tesla,那么成就 Musk 和 Tesla 那些我們發現他們所遵循的原則是什么呢?我的理解如下:

·      第一性原則,從產品需求的本質出發,敢于打破常規,精英小團隊作戰,同時做到絕對的設計,決絕!

·      一切最核心最決定未來的方向的部分都要做到絕對的掌控。

第一性原則,從產品需求的本質出發,敢于打破常規。

「遵循第一性原理,從產品需求的本質出發」這是馬斯克說的,也是這兩年在產品設計中最為流行的一句話,但是又有多少人,多少公司真的做到了呢?我們總會說現在技術不成熟,市場不成熟,公司資源不足……其實這個世界又什么時候是條件完全成熟的呢!所以絕大時候,我們看到的產品都是妥協后的產物。當然我不是說不能妥協,但是太多時候我們的妥協,卻往往放棄了我們最應該去做的事情。

我們來看一下 Musk 做了什么。因為相信電動汽車的可行性,所以投資了 Tesla,然后一不小心投資投成為了最大股東,然后成為了董事長接管了 Tesla 的公司運營。

因為相信電動汽車未來可以普及化,但最大的制約就是電池的可靠性和成本,所以拉了全球電池技術最為領先的其中一家——松下,一起來制造全球最大的電池制造工廠,直至產量占到接近全球的一半左右,同時不斷的改良電化學性質和生成工藝,將 Tesla 的電池成本做到全球最低,工藝穩定性平衡各方面全球最優,電池 Pack 管理水平方面全球最優,整體和行業拉開近兩年差距。嗯,最近又收了 Maxwell,干電極技術和超級電容技術賊溜,又要再次拉開距離了(無敵,孤獨)。

因為相信充電基礎設施是電動車得以大量普及,用戶敢以像購買燃油車一樣購買電動車,四處溜達而不至于里程焦慮,因此在全球布局了 Tesla Supercharger 充電網絡,而且新的升級直接把功率拉到了 250 kW(意思是上個廁所休息的時間就可以充完適當的電量,和加油時間差距已經很小了)。

因為相信無人駕駛的未來,所以大力投資 Autopilot 硬軟件開發,聯合開發了 Autopilot 2.0,自己開發了全球「量產」算力最高的 Autopilot 3.0,8 目 + 1 毫米波方案(全球最接近可落地的方案)。對了 Tesla Autopilot 最新的首席工程師是—— Musk(我信了你的邪!!!)!

還有全球最優秀的電氣通信架構,全球能效最優的電驅系統……

其實我上面說了這么多,同一體系的相關產品供應商也都可以提供,但是如果特斯拉也采用這些供應商的產品,它頂多也就成為下一個類似 BBA 的汽車品牌,而不是現在這個讓全球汽車廠商為之殫精竭慮的存在。

敢于打破常規,從需求本質出發,什么是構成我們未來理想的基礎條件?行業有沒有?性能能不能達到我們想要的突破?如果不能我們可不可以自己做?如果符合第一性物理原理,做就好了!Musk 的另外一家公司 SpaceX 也基本遵循這些相似的原則方法。

你看我又要說 but 了,但是往往我們因為觀念慣性和歷史的掣肘寸步難行,我說的不僅僅是我們的國產廠商,還有歐美日韓系,要不 2000 年后,互聯網時代帶來現代社會突飛猛進的變化,但是我們的汽車產品仍然是巋然不動,真正的變化了什么嗎?哦,也有,好像造型和內外飾變漂亮了。然后也只是在 Tesla 和新造車勢力的雙重壓力下開始緩慢改變。

·      精英化小團隊作戰

小團隊作戰,團隊精英化,這也是 Tesla 團隊中最重要的特點之一。

相比于傳統車廠動輒上萬,甚至幾萬的研發團隊,在主流車廠中特斯拉的工程師團隊可能是最小的,2014 年初時在總人員達到 9000 人左右時,工程人員在 1000 人以下,此時上市了 Model S,Model X 也正在在研發中,還有一些超級充電站和電池相關項目。就算到了今天 Tesla 的研發團隊在人員總數中也是絕對的少數。

為什么是精英化小團隊?嚴格來說還要加一個扁平化管理。因為扁平化的小團隊協作更易于團隊內部和團隊間的快速溝通協作,減少溝通成本(這個可能從互聯網公司轉到汽車行業的人員最有發言權),同時小團隊也更易于團隊內部人員對于公司和行業整體最新動向的及時掌握,也能夠更適應整體的發展趨勢,而不只是困在自己的狹窄領域中。當然這一切是建立在團隊人員在自己的領域足夠專業的前提下,如果不是,當我沒說,老老實實補基礎去。

我們來看一下 Tesla,Tesla 的產品運行方案真的是把互聯網行業中「小步快跑,快速迭代」的運行方式運用到了極致,基本上每月都有兩到三次更新,有時甚至更多,同時實時的匯集用戶的反饋做及時調整。很難想象如果不是這種扁平化的多業務部門的小團隊化協作,Tesla 如何來支撐這種這么快速的迭代反應。我想起了一句話,Elon 之前一次說“最重要的是創新的速度”,大概也只有他和 Tesla(還有 SpaceX)有這種霸氣,拖著整個行業一路狂奔,當你感覺近了的時候猛然才發現他又拉了我們幾條街。

我們再來說精英化,當然不是為了精英化而精英化,因為你要做的事情是要對未來三到五年,甚至更久產品的支持(就算多年之后我們的用戶仍然會因為的產品成為這條 gai 最靚的仔),這就需要在產品基礎構建上具有相當的預見性,基礎功能域能夠持續升級,架構基礎能夠持續支持,相應的工作人員方面要求的就不僅僅是專業技能上的絕對優秀,更是對于未來,對于行業整體的預見性,能提前進行預設和布置。在功能體驗上也要保持持續的領先性,能夠根據用戶的需求,技術的發展,實時環境場景等做快速及時的調整升級。這些都需要具有超強洞見力,甚至由于這些的提前布局,和大量的真實車輛及用戶數據優勢,能夠和競爭對手持續的拉開差距,造成未來長久的馬太效應。

對于特斯拉的精英化方面,不得不感嘆 Tesla 將團隊人員的專業水平推到了行業極致,Tesla 網羅了或者說吸引了全世界最優秀的一批專業人才,CTO JB Straubel 帶領的三電團隊,和他一手打造業界最領先的 BMS 系統;Jim Keller,整個電子信息產業界的 Chip God,一手帶領打造了業界已量產算力最領先的 AP 3.0;Andrej Karpathy,深度學習視覺識別領域的超級大神;還有 Pete Bannon,Tesla 新一代 AP 芯片負責人,還有我們上面說到的電機工程師 Konstantinos Laskaris,整車首席設計師 Franz von Holzhausen 等等。

當然我并不是說精英化就是一切,其實我更相信個人對于相關領域的絕對興趣和熱情,能夠持續的投入去深挖,與行業和我們大千的世界不斷的互動和碰撞,還有我下面要說的“決絕”,最后你會發現其實自己就是那個精英(完美)。

同時做到絕對的設計。

對于汽車產品——顏值即正義,我們為什么推崇寶馬 Mini,帕拉梅拉,911,除了他們有一個堅實的品牌之外,我想最重要的要屬它們絕對時尚,前衛和個性的造型設計,走在街上辨識度和回頭率絕對高,自己偶爾看時也能自我欣賞一下「嗯,真酷,真性感啊」。而 Model 系列「動感時尚并極具前瞻性的設計」就是鋼鐵直 男們對于這個世界的柔情,設計先行,絕不妥協。

決絕!

對,是「決絕」,我沒有說是堅持和絕不妥協,雖然這也是必須的。

造車真的太 TM 難了,連鋼鐵直 男 Musk 17 年底采訪時都說「所謂創業,就是嚼著玻璃凝視深淵」,「造汽車可比造火箭難多了(這句沒有找到原話,但是是這個意思)」;李想說好幾年沒怎么買過新衣服,造車實在太花錢。我想對于進入這個行業的人來說應該是更能感同身受的,特別是對于造車新勢力們。

造車主要包含:規劃設計,設計研發,工業生產及工藝管理,供應鏈關系及管理,市場與銷售,融資等等,其中任何一環扛不住可能就直接死翹翹了,很難想想如果沒有這種決絕的心態一家新車廠要如何走下去。

相對于手機行業 BOM 清單里一兩百項的物料組成,電動汽車中有一萬多項(這還是汽車電動化后從燃油車的 3 萬多個降下來的),而且絕大部分還是專車專用,也就是說假如整個過程中如果一處物料出現了問題,就會導致生產的巨大危機。而且還得是供應商愿意配合的情況下,但沒錢沒實力的廠商供應商們又如何愿意合作呢。而且還有生產工藝和質量的管理,特別是對于新車廠,如果出現質量問題再進行召回那簡直是災難性的。所以我前面才說“生產制造及供應鏈管理”是造車領域的三大天坑之一。

對于需求和產品也同樣如此。如何才能打造一輛令用戶和消費者激動的產品(可能超綱了,就當是對 Tesla 說的吧)?如何能夠打造一輛能夠讓用戶和消費者滿意的產品,能夠滿足用戶的日常需求,也能夠給用戶帶來舒適感和駕乘樂趣,偶爾的也能夠讓用戶激動一下,車輛能夠持續成長,而不是買回來后就一成不變,體驗也持續貶值,同時又能夠有堅實的質量和滿意的服務,讓用戶能夠相信你的理念和用心,愿意主動去傳播,我想我們要的就是這樣一輛汽車吧!當然這個過程中,必然會遇到很多的困難,特別是在產品定位,時間,成本,技術可靠性等的整體平衡上,如何取舍,如何就算團隊有無數人告訴你這不可能,就算要付出巨大的成本,卻仍只能閉眼堅持。常常會聽到國產廠商朋友說“不是那么簡單,背后有很多你所看不到的博弈”雖然我很愿意去理解,但是卻真的無法認同。Tesla 和 Model 3 就在那里,雖是 32.8(加AP 35.58 起),但它背后看起來仍然還有 1 萬美金的降價區間,而且它是一輛 Tesla,還有它的國產加長版,還有下一款真正的殺手級產品 Model Y。

Tesla 在產品創新上已經給我們展示了一條很好的路線,只是我們有時候裝作看不見罷了!再說其實 Tesla 也不容易,對于產品和信念的堅持,Musk 甚至不得三個月用睡袋睡在工廠的會議室地板上,他個人和公司也數次接近于破產。

還有管理,同樣如此,越是處于科技行業快速變革的公司越是如此,媒體統計最近一年多特斯拉有五十多名高管離職,包括可能我們上面說的那些最重要的人,你必須帶領團隊朝著那個目標前進,其中必然會有一些犧牲,但必須持續前行,不管是對人,對產品,對市場,公司能夠持續成長活下去才是對社會、對辛苦跟隨的員工最大的價值,最近很火的關于湖畔大學里說的 「領導的殺性」也大概是這個意思吧。媒體對 Musk 母親有過一次采訪,在 17 年大家都在熱切期盼 Model 3 交付的時候,她自己都必須按照自己的號碼排隊等待。

還有融資,造車是一件超級燒錢的事情,而且必須是超大型的資本支持,對此我們必須看到要它已經是一家年近 16 歲的公司了,才有了今天的成就,而且過程中也已融了 216 億美金,其中只有三個財季有微弱盈利,其他全部虧損。這些都要求車企和它們的領導者必須要有超強的堅韌毅力和信念。

一切最核心最決定未來方向的部分都要做到絕對的掌控

Tesla 的確是這樣干的,一切最核心最決定未來方向的部分都要做到絕對的掌控。我們來看看 Tesla 做了什么:整車四大工藝生產自不用說,電池及 Pack,電機,超級充電網絡,SolarCity 系太陽能和 Powerwall 儲能體系,全套無人駕駛系統(感知識別規劃算法、算力、集成),整套車載信息服務及娛樂系統,自建直營體系,目前還制造座椅,還在自研毫米波雷達……其實看起來除了底盤、內飾、周邊件線材它沒有做外,其他好像都控制在自己手里,雖然不知是否正確!

我想這主要與 Musk 的性格和行業的整體狀況有關。看到的示例,Musk 之前對待一些團隊人員,如果遇到讓他不滿意的,會直接 fire 掉,然后自己直接來替代他的工作,對于一切,要求有超強的掌控。當然這也與行業的狀態有直接的關系,在特斯拉之前行業的確有太多年沒有大的變化了,而且整個供應鏈體系也無法滿足特斯拉對于功能和未來的持續期望,這其中最為突出的就是無人駕駛和電池供應體系,所以 Tesla 自建了無人駕駛相關團隊和體系,而且在已量產的相關功能和持續迭代能力上也做到了行業最強;電池技術和供應體系也同樣如此,做到全球統一單體產量最大且最具競爭優勢。一切最核心最決定未來方向的部分都要做到絕對的掌控,并在這些方向上持續的發力,做到行業最優的同時還有和整個行業拉開差距。

但是對不對和怎么做就是我們要考慮的了,必須承認事實,我們和 Tesla 之間的差距,在我們的相應優勢上做加強,比如本土化的理解與反應上;在關乎未來的核心競爭力上,無論再難也必須做持續投入。

推薦一本已經很知名,但真的值得通宵讀完的書:《硅谷鋼鐵俠》

我們要怎么辦?

上面說了很多,鑒于個人接觸到的和理解的深度有限,不再多言。放幾張覺得需要特別關注方面的 PPT:電池統一聯盟,充電網絡統一聯盟,高清地圖數據統一聯盟。

打造統一的電池聯盟(應該有兩到三個,競爭發展),統一技術,規格,標準和采購,做到對電池技術和成本更有利的管控,同時在向硅碳負極過渡的同時,加強在固態電池技術方面的投入,我想這并不只是電池廠商的事情,汽車廠商也應該更加主動。

打造充分覆蓋高速 & 城市主干道的超高功率快充網絡,讓用戶隨時隨地敢跑,有效緩解里程焦慮,這個是必須是企業先行先試,沒有此基礎網絡的支持,電動車就無法徹底發展起來。

未來無人駕駛的必要條件,特別是在 5G 網絡起來之后發展會更加迅猛,但這不是一家企業能夠完成的,需要整個行業的參與。

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