知乎全面拆解特斯拉Model Y:高度集成碾压对手,省料连螺栓都不放过的降本狂魔

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知乎全面拆解特斯拉Model Y:高度集成碾压对手,省料连螺栓都不放过的降本狂魔

2024-07-16 18:23:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

克日,知乎汽车险些无死角地对特斯拉 Model Y 举行拆解,划分从车身工艺、内饰交互、三电系统、智能驾驶、电池平安等等方面临特斯拉举行了周全剖析,视频时长近百分钟。接下来,我会用图文的方式为人人逐一说明特斯拉车辆内部的隐秘。

Model Y 没有实现的那些“嘴炮”

嘴炮一:在 Model Y 被大卸八块之后,测试职员发现,Model Y 的车身并非专利提及的整体压铸车身,只是车死后三分之一的地板结构是一个伟大的铸铝件。

嘴炮二:之前媒体剖析 Model 3 和 Model Y 零件共用率高达 70%,但现实否则,从零件数目来看共用率 25%。虽然两部车的前副车架共用,但前悬架各个摆臂、转向节、制动零件的规格都差异。究其缘故原由,是由于 Model Y 的整车高度增添,转向节高度需要随之增高 20mm。另外,Model Y 比Model 3 轮距增添了 56mm,这远远跨越车轮自行调整的局限,以是 Model Y 的摆臂也得加长。

不外从零件重量而言,两部车的共用率到达了 65%,但这并不具备参考性,由于另外那 75% 数目的零部件需要重新开发。

嘴炮三:在 Model Y 上市之前,马斯克一直张扬这部车的线束长度将达百米以内来标榜其高度集成化,但现实拆解后证实,Model Y 还远未达这个水平。现在拆解的这辆顶配版本的 Mdoel Y 内部线束长达 1900 米,与 Model 3 险些无异。

不外对于削减线束长度,特斯拉并非没有解决方案,只是暂时还没有做到。要害部件是一个叫柔性电路板的器械,它的长度为 15cm,拥有 8 条传输通道。一个 15cm 柔性电路板可以相当于 1.2 米的通俗电线,能够通过机械臂容易安装到车内狭窄空间的指定位置。既能节约线束长度,又降低了装配的人力成本。一旦柔性电路板能够大规模投产到后续特斯拉车型上,把整车线束长度缩短到 200 米以内完全有可能。

马斯克属于提前吹牛。

特斯拉义无反顾使用“铸铝件”的底气

有一说一,虽然只有后地板是一体铸铝,但云云大要积的单个铸铝件,特斯拉已经异常领先业界了。通过该手艺,零件可以轻量化 10-20%,大大削减细碎零件的设计费和开发周期。

详细说明一下,一样平常车辆的后地板结构会有 60 个左右冲压钢板拼接而成,一体式压铸工艺把将一堆零件集成为了一个,原先毗邻点数目由 700-800 个削减到现在的 50 个,制造时间由原来 1-2 小时缩短到 3-5 分钟。

另外,得益于铸造件的高刚度和赶进度,悬架安装更容易,做悬架定位时的运动参数更有保证,更平整的底盘也会带来更低的行车噪音,总之利益一大堆。成本方面,虽然铝合金质料比冲压钢板高,铸造机也未廉价,但一体铸造削减了零件数目以及削减了大量钢板的焊接事情,以是最后算下来成本反倒没有增进。

固然,人人都知道一体铸铝很香,但为什么没有普及呢?

注释之前先简朴说明一下什么是一体铸铝:

将融化的铝合金溶液从一个端口注入到套筒中,然后活塞推动,快速并高压地将溶液注入模具中,待铝液充满整个套筒之后,快速将铝液压射到模具内,最后冷却形成零件结构。传统的压铸件质料需要经由两个阶段的热处置,才会形成稳固的性能。特斯拉通过质料优化,不需要热处置,铸态的零件质料就可以知足零件的性能要求。

一体式铸铝

成本这块,特斯拉一体铸铝质料成本高达 70%、工艺则占 30%,而传统铸铝正好一个相反,可见在铸铝这块,特斯拉对质料的看重。

至于为什么没有普及,首先,工艺庞大。

基于物理属性,铝合金和钢板是无法焊接的,需要自冲铆、流钻螺钉、拉铆、粘接等一系列手艺去把车身“拼集”起来。自冲铆是 Model Y 上普遍使用的工艺,它对精度控制异常严酷。

有人郁闷结构胶粘接的强度,但完全没需要。虽然结构胶的结构强度 7-15Mpa 相比通俗钢板的 300-400Mpa 差距很远,但要知道,结构胶面积远远大于焊点面积,是焊点(10cm)的 20-30 倍,以是两种工艺的强度相当,再配合螺接和自冲铆,完全不用郁闷特斯拉的车身毗邻的强度。 

需要弥补的是,在 Model Y 上尚有铸铝件和铝板的焊接工艺,所处位置是后地板一体铸铝件和轮包上部铝板,两者由焊接拼连,而且焊点直径显著大于通俗钢板的焊点。

另外一个没有大规模普及的缘故原由是铸铝质料自己的缺陷,铸铝件虽然结构可塑性对照高,但机械性能相对钢制车身抗拉和屈服强度都偏低,工程师往往会在结构设计中通过种种增强筋来实现差异区域的强度要求。

尚有在压铸历程中,铝液填充模具腔体时,在远离浇铸口的地方容易泛起气孔松散等质量缺陷。这就需要较大吨位的压机来战胜这个问题,但这样加速铝液流动后,铝液会冲蚀模具,影响模具寿命。

结构增强筋

特斯拉之以是义无反顾地使用铸铝,是基于自家整车开发的两个理念:1.不停追求整车的集成效率;2.小步快跑,快速迭代;有小道新闻称,特斯拉正在开发一体式前舱结构,接下来就是一体式中舱结构。

人人都知道,铝合金件质料费很贵,但关于维修成本,消费者暂时还不用郁闷。

整车设计一样平常会分为低速碰撞区和高速碰撞区。低速碰撞区主要指前后防撞梁,这些部件都是可以直接替换的。而高速碰撞区,无论何种车身结构在面临高速碰撞后维修成本都不低,而且也许率会整车报废,以是没需要思量维修成本。

退一步讲,一切交给保险,维修成本这事儿就甭费心了。

大开脑洞的热泵设计和独出机杼的电机类型

Model Y 虽有有一个前备箱,但前舱依然内在乾坤。打开前备箱外壳,里头是满满当当的零件,最引人注目的是热泵空调,它用手就可以直接晃动,悬置的利益是尽可能地削减震惊,但为耐久性藏下隐患。 

简朴来说,热泵空调的原理就是冬天把车外的热量搬运到车内。Model Y 的这套热泵会网络电池电机的废热来为电池和座舱加热,甚至冬天车里被晒得很热的时刻,把车内热量储存起来。

相比竞争对手的热泵,特斯拉的差异之处在于一个叫八通阀的设计。通过八通阀,整车包罗动力系统、电池、座舱等等所有的热量都可以被网络起来,智能的热治理系统再把这些热量统一治理。

上一代 Model 3 则是接纳四通阀,它可以将电池和电驱电控的热治理系统整合,甚至行使电机堵转降低效率的方式来加热电池,但座舱依然需要 PTC 加热。

Model Y 把两个四通阀叠加组成八通阀,将空和谐三电整合起来,阀门可以改变九根管路的毗邻方式,实现十二种制热和三种制冷。因此,前舱散热器从两个削减到了一个,完全依赖庞大的控制计谋来实现热量的合理分配。

更牛逼的是,Model Y 作废 PTC 加热改用热泵之后,还加入了一个压缩机,它也可以直接发生热量。压缩机的原理好比冬天打开冰箱门来取温和,外面上冰箱在制冷,着实压缩机做功会释放的热量。Model Y 搭载的压缩机功率 5-6 千瓦,险些和主流 PTC 相当,以是可提供足够的制热功率。

关于电机部署,Model Y 前桥接纳了一部交流感应电机,后桥则是一部永磁同步电机。

交流电机的特征是功率容易做大,而且恒定输出效率高,但庞大交变工况和小负荷工况效率低,对照适合工业或者美国工况下长距离高速行驶。

永磁同步电机的则能够填补交流电机的庞大工况下的不足,但其自身也不是一点偏差没有,若是前后都是永磁同步电机,那么低负荷下前轮电机就会空转,定子在电机内空转就会发生反向电动势。

除了业内常用的给前桥叫机械离合器的做法,特斯拉的计谋是中低负荷下使用后电机,作为后驱车;而高负荷下,前电机介入事情,作为一部四驱车。

没有激光雷达隐患多,“傻子”可能是马斯克自己

众所周知,特斯拉的自动驾驶是一套以视觉为主,超声波雷达为辅解决方案。现在水平在 L2 级往上,马斯克的目的是实现 L5。

传感器设置这块,Model Y 接纳一个前视三目摄像头,最大距离划分是 60m、150m、250m;

两侧 B 柱尚有两颗 80m 的摄像头,两侧翼子板上用于侦测后方的 100m 摄像头,车尾是一颗 50m 的摄像头,车头正面一枚毫米波雷达。另外,车头车尾还共有 12 颗超声波雷达。

摄像头将采集到的图像交给神经网络,盘算时机对这些物体举行识别,但难以制止长尾问题,许多不常见的物体就无法被准确识别。好比去年的台湾特斯拉事故,由于盘算机没有识别过货车白色车顶这样的“奇葩物体”,以是直接撞上了。

为了下次不再撞上类似的物体,特斯拉的影子模式会将当初没有识其余数据举行单元测试,未通过的数据回炉重造继续打标签、训练成为 2.0 版的数据,直到笼罩了所有长尾场景。另外,影子模式还会纪录人类的驾驶状态,当车端操作和人类一致时,对所有的长尾场景的处置能够像人类一样,这也就意味着真正意义上的自动驾驶了。

不外直至现在为止,高速下的静态物体识别仍然是辅助驾驶的一大 BUG。

针对 Model Y 的驾驶辅助的性能,知乎划分对 AP 和 AEB 举行了详细的测试。

首先是静态物体的识别,成就如下表:

简朴归纳, AEB 在 40km/h 一下能够躲开动态和静态的行人和小孩,但车速 50km/h 以上就不行了,而对儿童鬼探头这样的场景是无法处置的,而面临静态白墙是完全“抓瞎”。

面临静态的假车,AP 模式下,车辆能够提前制动,顺遂刹停,而关掉 AP 之后,AEB 则需要在 60km/h 时才会介入,且是紧要制动。

实验说明,AP 和 AEB 不是统一套系统,AP 更追求平安性和恬静性,能够提前且平缓地刹车。AEB 则是以人类驾驶为主,万分紧要时刻才会介入刹停,体感不佳,是驾驶平安的最后一道保障。

除了 100% 的车身碰撞,在面临 50% 的车身时,Model Y 的 AEB 也能够准确刹停;但当假车斜 45°摆放时,即即是以 10km/h 的速率,特斯拉的 AEB 也难免碰撞,而打开 AP 则可以制止,AP 在远距离避障这块照样对照靠谱的。

需要指出的是,在面临盖着车衣的假车时,AEB 的检测性能会大幅下降,速率跨越 30km/h 的情形下就发生了碰撞。

《捷豹I-Pace印度售价相当于两辆Model 3》–壹车志汽车网推荐阅读 文章关键词:捷豹印度,捷豹I-Pace 

由于特斯拉毫米波雷达的自身缺陷,在隧道光线明暗转变极大的情形下,AEB 在面临假车无动于衷,在 20km/h 的速率下稳稳撞上。

话说回到静态目的,在面临生涯中常见的牢固物体时,AP 基本都是铩羽而归。现在的 AP 仅能避自行车、三轮车等牢固物体。诡异的是,在面临锥桶、垃圾桶时,中控显示 AP 显著识别到了物体,而且事先有刹停动作,但短暂刹车之后又加速撞上,而且完全没有触发 AEB,控制逻辑应该存在问题。

在模拟雨雾环境测试中,知乎发现,效果和晴天一致,天气并没有影响特斯拉传感器的检测精度。

除了众所周知的自研 FSD 芯片,通过拆解显示,特斯拉的毫米波雷达照样大陆第四代产物,公布于 5 年前,已经十分老旧,而且这代毫米波有个先天缺陷,它只能测距测速,但不能丈量目的的高度。

对于静态物体的识别一直都是驾驶辅助头疼的事情, 尤其是在隧道和地库,毫米波雷达的信号会多次反射,以是车厂的通例做法索性就是过滤掉静态目的,把识别静态物体的义务完全交给摄像头,若是摄像头不给力,那么这个目的就算漏检了,也许率要发生碰撞。

最行之有用的设施就是装一个激光雷达,但出于成本思量,马斯克完全听不进去,甚至骂用激光雷达的人是傻子。

电池平安是系统工程,特斯拉很牛逼

以 Model Y 为例,电池成本基本占到了整车 20%,是异常昂贵的零部件。

拆解发现,特斯拉电池包的上下壳体为了削减金属毗邻,用了许多结构胶,只能接纳暴力拆解,同样,电池模组集成度也很高,内部一旦泛起问题,特斯拉从里到外都不具备维修性。也就是说,即即是坏了一颗电芯,整个电池包就得替换了。

必须吐槽的是,电池包由螺栓牢固在车底,除了从下往上松开车底的螺栓,还需要拆掉所有座椅,从车内从上往下松开车内的螺栓,这样才气顺遂将电池包取下,以是一旦出问题,换电池的工时费会异常地高。

另外,电池包位于整车的最低点,离地间隙只有 140mm,且没有分外的护板和以及喷涂防护质料,走烂路异常容易托底。

拆开电池包,测试职员发现国产 Model  Y 作废了内置的隔振垫,电池包接纳大模组设计,和海内常用的“铜排”差异,特斯拉模组和模组之间使用铝制高压毗邻件,进一步的减重降本。模组电芯之间充斥着灌接密封胶,用于电芯紧固并防止电芯采样时高压铝丝断裂。

不外和上一代电池相比,模组间的灌封胶用量显著削减了,而且作废了模组塑料板。海内厂商为了模组稳固都是使用金属紧固件,而 Model Y 居然是塑料,而模组侧面原本十个螺纹孔也被简配了两个,甚至是与纵梁的两个牢固点也作废了,可以说了降低成本连螺栓都不放过。至于这样设计会不会对后期使用发生影响,还需要时间证实。

Model Y 整个电池包共有巨细四个模组,中央两个大模组有 1150 颗 LG 圆柱电芯,小模组则是 1058 颗,电芯正负极都是由铝丝键合。

Model Y 接纳了一种自动式保险丝,俗称烟火开关,这种开关以前主要用于车辆的低压系统,特斯拉率先用在了高压电池包上。

特斯拉卖力电池治理的 BMU 电路板设计得很先进,接纳高压转低压隔离 DC/DC,可以划分给高压系统以及 12V 电器供电,相比海内产物省点一个继电器和预充电阻,到达降本的效果。

固然,这块电池包也有良心的地方,好比最小管径的快插件由两爪酿成三爪,提升了接口可靠性;模组内部两个冷却板之间毗邻短管工艺也举行了升级。

为了验证特斯拉电池的平安性,知乎把镜头搬进了专业实验室,对电芯划分举行了针刺和挤压实验。

针刺实验中,随着针头刺进电芯,三元锂配方的圆柱电芯意料之中发生内短并迅速爆燃;挤压实验中,当挤压力到达 22.88千牛,电芯外壳变形 27.4% 时,电芯迅速爆燃。

看到这,你不必瑟瑟发抖。令人出乎意料的是,在整个模组测试中,用针头扎破单个电芯,电芯照常爆燃,但由于灌封胶的存在,火势并没有“殃及池鱼”,整个模组平安无事,甚至电压都没有发生转变,也就是说,即便特斯拉的某一颗电芯发生热失控,模组以及整个电池包都可以正常事情,车辆能够继续行驶。

以是这里必须说明一个看法:单体电芯的热失控不能代表整包级其余热失控性能,这是一个系统性的事情。

特斯拉电池包尚有一个亮点,就是两个防爆阀设计,特斯拉把泄压阀朝下设置,极限情形,电池包内部的火焰会从这里向下喷射,此时云母板会盖住火焰,制止直接喷射铝合金电池托盘,相比朝上的泄压阀设计,特斯拉不用专门留出防火通道,结构更简朴、可靠性也更高。

不外有一说一,相比入口版,特斯拉国产电池成本有所下降,结构平安性、系统平安性、底部撞击平安性确实也有所下降,整个性能显示有待时间磨练。

疯狂降本的的后头尚有对平安的“妥协”

年销量 13.7 万台,特斯拉位居 2020 年中国新能源车销量榜首。通过打折以价换量是特斯拉销量飙升的主要因素,疯狂降价的底气是特斯拉壮大的成本控制能力。

从 Model 3 改用极简内饰把车灯、后视镜、娱乐系统通通集成在中控触屏,特斯拉的物料成本就比竞争对手少了 1000-2000 元。以 12.3 英寸仪表为例,包罗控制器,该部件的成本就得 1000 元出头。

虽然中控的成本省下了,但增添了用户的交互成本,牺牲了一定的平安性。

另外就是高度集成的电气架构,Model 3 和 Model  Y 以位置划分 左、前、右车身控制器、中央盘算单元,虽然控制器的单件成本上升,但由于削减了数目总体成本下降许多,据估测节约的物料成真相当于一部最新的智能手机。与此同时,还提升了装配效率。

这两年,特斯拉周全应用自研的自动驾驶芯片,一部车两枚芯片成本也就是 190 美元,英伟达供货则需要 280 美元。

和自动驾驶芯片差异,特斯拉的车机芯片依然照样采购,不外特斯拉接纳的是市面上并不太受迎接的 x86架构的英特尔 Atom A3950 芯片,从算力的角度来看,这款芯片性价比极高。致命瑕玷是 X86 架构下的生态左支右绌,但特斯拉并不 care,以至于特斯拉的车机应用一直要比国产物牌少许多。

正由于英特尔的车机芯片不受迎接,作为接盘侠的大客户,特斯拉自然也能拿到一个异常诱人的供货价。整体而言,Model Y 电气架构相比竞争对手同级车型能够节约一万多,反映到终端售价上就是 2-3 万。

特斯拉省成本这事儿还没完,现在的 Model 3 和 Model Y 的前排座椅是共用,但怎么解决轿车和 SUV 的坐姿高度差的问题呢?狡诈的特斯拉在车身和座椅之间加了一个支架作为“内增高”,用于抬高座椅。高度问题是解决了,但这又导致了滑轨对照高,而且中央没有封死,后排饮料有可能会滚到前排卡住刹车,有一定隐患。

更让人怨愤的是,Model Y 的座椅骨架居然没有整体电泳,只是对可见部门的滑轨和毗邻支架举行了处置,这在湿润环境就很容易生锈,对座椅强度和平安性发生影响。

省成本的地方尚有气氛灯单色不能调 、前大灯不带转向头灯、车门音箱接纳最廉价的织物包裹、车门储物槽接纳无纺布包裹等等,通通都对不起三十万的售价。

可能让许多强迫症不能忍的是车窗玻璃和车门洞之间原本应该的顶棚笼罩被简配成了低压注塑。对于特斯拉来说,成本、及格率以及安装便利性是上去了,但分缝异常影响外观,手感和恬静性都大打折扣,尤其是噪音这块,走烂路或者开久了很容易有异响。

值得注重的是,Model Y 的后排中央头枕现实丈量是要小于国标要求的 700mm,而且特斯拉连提醒头枕的平安位置的标签也省了,若是搭客不按尺度位置使用头枕则很容易在追尾中受伤,标签这事儿不知是出于内饰简约的思量照样特斯拉执意要省钱,全车五个气囊居然同样没有国标要求的 AIRBAG 标识…… 这险些在其他品牌车型上从来没见过的事情。

在一番无所不用其极的降本操作之下,据 Benchmark 测算, Model 3 硬件成本为 17-22 万,以此估算 Model Y 的硬件成本也许在 19-25 万。

不外有一说一,Model Y 的动力系统、智能网联、电气架组成本比例均要高于传统豪华品牌,而机械系统部门,Model Y 的成本比例很低。

客观地讲,这就是一部国产底盘+先进的智能电动系统的车。

AutoLab 概述

今后次知乎对特斯拉的拆车看来,特斯拉无疑是当下集成度最高的电动车,而且这家公司还在为进一步集成化不懈起劲。高度集成带来的成本下降已经让消费者在终端售价中尝到了甜头,特斯拉也通过以价换量的形式收割了大把的销量和利润,一定水平上可谓双赢。

然则,集成化头脑并不意味着无底线的节约成本,从某些方面来看,特斯拉省钱的方式有些“不择手段”,宁愿牺牲用户体验也要把钱省下来,甚至是罔顾用户的平安。尤其是自动驾驶的硬件问题,明知有缺陷还用着大陆陈旧的毫米波雷达,众多事故发生之后明知深度学习还无法 cover 许多长尾场景,却执意不用成本愈加低廉的激光雷达…..

内容和视频泉源:知乎拆车实验室

——   编辑整理:吴鹏飞

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