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苹果汽车能挑战特斯拉吗?

2021/02/05
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2021年2月3日,据韩国《东亚日报》消息,作为与起亚汽车合作生产电动汽车的一部分,苹果公司将向起亚投资 4 万亿韩元(约 36 亿美元)。

消息称,苹果将在美国佐治亚州的工厂与起亚合作,生产电动汽车。预计两家公司将在 2 月 17 日签署协议,不过具体时间可能发生变化,苹果汽车有望于2024年推出,预计年销售10万辆,甚至可达40万辆。Apple Car 底盘将采用 E-GMP 平台且现代集团将提供技术支持;现代摩比斯提供大部分零组件设计与生产;起亚将提供在美国的产线以生产 Apple Car。起亚汽车股价周三上涨14%,创 1997 年以来的最高水平。 

苹果公司向起亚投资的 4 万亿韩元,预计将用于建造苹果汽车生产和车辆开发的专用设施。这样的做法,苹果已行之有年。在促进 iPhone、iPad 等现有旗舰产品生产的同时,苹果已向 LGDisplay 投资了数万亿韩元,并提供专用设备生产 OLED 面板。苹果最快将在 2024年发布 Apple Car,定位“高端”车型。若与现代的合作模式进展顺利,后续苹果将可能与通用或PSA合作,开发其他Apple Car车型或进入其他市场。 

实际上现代使用E-GMP平台的第一辆电动车为IONIQ 5,已经于2021年1月31日前在海外开放预订,并于2021年6月底开始交付。IONIQ 5原本定于2021年2月2日正式全球发布,不过目前已经确定推迟到2月中旬。未来,苹果的工作会聚焦在外观造型、座舱和自动驾驶系统,其他方面估计不会投入太多精力。 

自动驾驶领域,苹果应该占优。2020年11月11日,苹果自研芯片M1正式亮相,这颗M1芯片是苹果从手机领域向手机以以外领域扩展的标志,这颗芯片稍作修改就可以用于汽车座舱和无人驾驶,苹果收购了英特尔基带团队,将来也能推出5G V2X芯片。

芯片方面,苹果相对特斯拉拥有绝对优势,苹果自研架构是目前单核算力最高的CPU架构,特斯拉只能采用公版的ARM架构,目前FSD是A72,下一代FSD(特斯拉称为HPC)很可能是A76,与英伟达的Orin的A78差距明显,与苹果的Firestorm差距更大。 

苹果出货量巨大,超过1亿片的出货量足以将成本摊到很低,同时苹果是台积电第一大客户,台积电肯定优先照顾苹果,在产能紧张的情况下,苹果会更早拿到芯片。至于下下一代的FSD采用三星的5纳米,众所周知,三星的5纳米还不及台积电的7纳米,而苹果目前已是台积电5纳米客户,2024年无疑是3纳米工艺。 苹果肯定会采用激光雷达,安全性可靠性远胜纯视觉的特斯拉,激光雷达对数据集几乎没有依赖,这让特斯拉的数据集优势荡然无存。 接下来就看车本身了,从IONIQ 5可以对未来的苹果汽车有一些大概印象。

IONIQ 5定位两厢轿跑车,低配价格预计不低于4.5万美元,高配价格估计5.5万美元,苹果估计对标Model S,价格估计在8万美元以上,顶配估计12万美元,苹果的定位是高端豪华车。IONIQ 5轴距很长,达到3000毫米,跟蔚来ET7的3060毫米差不多。车长很短,只有4460毫米,宽1890毫米,重1.8吨。IONIQ 5概念车采用对开门设计,座椅可旋转,座位可面面相对,可以在无人驾驶状态在车里开会,相当科幻。

E-GMP平台打造了最适合未来电动化移动出行的创新设计及空间性能。缩短前后悬(从车尾到车轮中心的距离)、拉长轴距(前轮和后轮轴之间的距离)实现了个性化设计风格;舒展的座舱设计(驾驶座的仪表盘配件模块)拓展了乘车空间。同时,这种长轴距设计有助于提升乘车感和行驶安全性。想必这也是打动苹果的地方。

IONIQ 5有两种电池包,低配容量58.0 kWh,WLTP续航450公里,折算国内的NEDC续航大约是520-540公里,高配73.0 kWh,WLTP续航大约510公里,折算国内的NEDC续航大约587-612公里,电池由SK提供,未来LG化学也会进入,电池最大容量推测可以达到90kWh,续航能达到NEDC标准的700公里以上。

毕竟这个车太短了,苹果肯定会适当加长,至少和Model S一样在4.9米以上。低配搭载313马力的230KW电机,高配双电机有600马力。低配版0-100公里加速5.2秒,高配3.5秒,最高速度260公里每小时。支持三种充电电压,分别是220、400、800伏,800伏下充电5分钟可行驶100公里,18分钟可充80%电量。

IONIQ 5座舱采用双12.3英寸屏悬浮设计,与概念车相差不大,与宝马的iX旗舰电动车类似。IONIQ 5还有44英寸大的AR-HUD

上图为宝马i4概念车内饰图。下图为E-GMP平台前驱动电机,包括了逆变器和单级变速。

相比传统电机所采用的圆形导线,扁线电机采用的是扁平导线。其优势在于电机体积更紧凑、更节约材料、功率更强劲。与扁线电机相对应的就是“圆线电机”,扁线、圆线的区别就在于电机中定子绕组所用的导线的形态不同。

传统电机采用的圆形导线,而扁线电机则采用了扁平的矩形导线。采用扁线可以大幅提高槽满率(指线圈放入槽内后占用槽内空间的比例),因为圆线之间存在着空隙,而扁线则更加紧密。通俗来讲,槽满率越高,就代表线圈中导线越多,产生的磁场会更强,电机的功率就会更大。

数据显示,在相同的空间内,扁线电机可以多填充20-30%的导线,从某种程度上可以理解成将电机功率提升了20-30%。

反过来说,在达到相同的功率密度的前提下,扁线电机的体积也会更加紧凑。扁线结构使得导线与导线间的接触面积大幅提高,因此散热能力会更强。又因为绕组体积更小,所以耗材就更少。电机,在电能转化为机械能的过程中是起着枢纽作用的关键部件。反映在整车上,扁线电机能提供更卓越的加速性能,并且噪音更小,大幅改善整车性能。 

扁线电机率先由国外车企发起应用,如丰田普锐斯、雪佛兰沃蓝达等。国内应用案例较少,车企尚未进行大规模采用。 和特斯拉Model S的电机一样,据说E-GMP电机转速最高达每分钟2万转,Model 3没必要追求那么高性能,转速最高为每分钟15500转,所以其最高时速只有225公里,不过这也足够用了。电机逆变器和特斯拉一样采用SiC MOSFET,能够提高电动机效率大约2-3%,提高续航大约5%。

E-GMP平台还将采用现代Wia开发的集成驱动桥(IDA)技术。这项技术将驱动轴与车轮轴承相结合,减少了传统结构的连接件以降低故障率。相比传统设计,IDA的刚度提升了55%,重量减轻了10%。同时现代Wia还希望将车轮轴承直径增加40%以上,从而改善驾乘舒适性和操控表现。

现代的800伏快充系统很可能是安波福提供的,安波福为保时捷、奥迪e-Tron GT和奔驰EQS都提供800伏系统,保时捷的已经上市,价格过高,现代的价格相对而言相当有竞争力。据说安波福800伏系统订单额已经近30亿美元。 

800伏的系统关键是SiC MOSFET,CREE是全球最大的SiC基板厂家,市场占有率超过60%,CREE与安波福合作开发了800伏系统,而特斯拉是采购意法半导体的SiC MOSFET管,不过是用在逆变器上。但CREE自己没有能力制造SiC MOSFET,据说是日本ROHM代工。此外ROHM提供了400伏和220伏充电系统。顺便说一句,雷诺、日产、三菱的下一代电动车也采用了意法半导体的SiC MOSFET管,用在OBC上。

E-GMP平台可以输出1-3相交流电,输出功率3.5千瓦。可以让一台中型空调和一台55英寸电视24小时运转。

首次搭载“减速器隔离开关”(EV Transmission Disconnector,动力分离装置),可根据行驶情况,将电机和驱动轴进行分离或连接。通过这种设计,车辆可在2WD和4WD驱动模式下自由转换,最大限度降低不必要的动力损耗。

车辆前方位置的撞击能量缓冲区,会引导车身和底盘等所有框架结构变形,从而吸收能量,缓解撞击力;在仪表盘前方位置的承重支撑区采用了避险结构,最大限度降低了PE模块和高电压电池的冲击力。此外,车身下端的高压电池保护区,采用了超高张力钢来确保碰撞时的安全性。 

作为乘客保护区的乘坐区域,采用了A柱承重分散结构来防止变形;在电池前端和周边位置大量使用了热冲压成形辅助材料;电池外壳的中央部分也牢固地连接到车体上,整体结构设计可有效缓冲撞击力。 车辆本身方面,苹果至少与特斯拉旗鼓相当。 不过苹果恐怕不会在中低端车领域耗费精力,特斯拉在中低端市场的优势恐怕是难以撼动的。而高端领域,苹果或许更具竞争力,此外那些传统豪华车如保时捷、奔驰、奥迪和宝马则会遭受比较大的打击。

大多结构安全特性都是为了保护高压蓄电池免受外部物理冲击。蓄电池内部的隔离膜是用于隔离阳极和阴极材料,它只允许锂离子通过小孔,还涂有薄薄的陶瓷进行电击保护。选择袋式蓄电池是为了保护蓄电池免受外部热量的影响,蓄电池两侧的侧密封用了减震材料加固。E-GMP电动汽车的蓄电池支持800V超快速充电,这种高电压本质上更容易出现危险。但由于其分离式冷却通道结构,即使在冷却剂意外泄漏的情况下,高压蓄电池系统也能时刻保持安全。

苹果

苹果

苹果公司(Apple Inc.),是美国的一家跨国科技公司,总部位于美国加州库比蒂诺硅谷,由史蒂夫·乔布斯和斯蒂夫·盖瑞·沃兹尼亚克共同创立。公司最初从事电脑设计与销售业务,后发展为包括设计和研发电脑、手机、穿戴设备等电子产品,提供计算机软件、在线服务等业务 。

苹果公司(Apple Inc.),是美国的一家跨国科技公司,总部位于美国加州库比蒂诺硅谷,由史蒂夫·乔布斯和斯蒂夫·盖瑞·沃兹尼亚克共同创立。公司最初从事电脑设计与销售业务,后发展为包括设计和研发电脑、手机、穿戴设备等电子产品,提供计算机软件、在线服务等业务 。收起

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