用上了与星舰一样的钢板,特斯拉Cybertruck都有哪些“黑科技”

跳票许久,特斯拉电动皮卡Cybertruck,最近终于迎来首批交付。

他将Cybertruck的生产困境比喻成Model3当年所遇到的产能地狱,马斯克甚至开玩笑说:“我们用Cybertruck给自己挖了坟墓。”

Cybertruck看起来非常炫酷,充满了科幻感,当然也充满了“黑科技”。它的外观设计灵感来自于电影《回到未来》;全车外骨骼采用了30X不锈钢,厚重的钢板可以抵御冲锋枪扫射;野兽版的零百加速达到2.6秒,是全世界最快的皮卡;Cybertruck可以配备车顶光伏,还有涉水模式;Cybertruck也有更底层的技术革新:48V电气架构,以及采用了线控转向,后轮也有转向功能……

当然这些优点也同样带来问题,首当其冲的就是“产能地狱”,并且因为一些激进创新,也使其走向全球市场充满障碍。

1

特斯拉Cybertruck有哪些“黑科技”?

综合券商、媒体、测评机构等各方观点来看,Cybertruck的“黑科技”主要体现在如下几个方面:1)全新的30X不锈钢车身;2)全世界加速最快的皮卡;3)48V电气架构;4)线控转向;5)车顶光伏;6)涉水模式。

1、全新的30X不锈钢车身

不锈钢车身可以说是Cybertruck最亮眼的特征,但也有可能是最糟糕的缺点。

这个材料被称为“30X冷轧不锈钢”,是由300系列不锈钢发展而来的合金变体,其实在保温杯等产品中,已经得到过应用。但特斯拉用了一种“冷轧工艺”,来提高金属硬度。

这种材料也应用在SpaceX的星舰表面,所以有人开玩笑说Cybertruck是在帮SpaceX清理“库存边角料”,颇有一种LV用小皮料制作口红包和钥匙扣的感觉。

这种材料到底有多坚硬?下面这个爆火的截图已经说明了一切。Cybertruck能防弹,在“暴力防弹测试”中,没有任何一颗子弹穿透车门,无论是汤普森冲锋枪、MP5还是9mm手枪,都被结结实实的挡住了。

特斯拉擎天柱人形机器人,测试Cybertruck防弹的模拟视频。虽然这个视频是电脑做的,但马斯克说明年就可能让这个视频成真。

除此之外,在16英里的侧翻测试、35英里的正面撞击测试、38英里的侧面碰撞测试中,Cybertruck表现仍然坚挺,都无法破坏或者打翻30X不锈钢的车身。

依靠车身外骨骼本身的坚硬,也极大程度地弥补承载车身抗扭不足的缺点,使车身抗变形、碰撞的能力大幅加强,也能在发生碰撞时分散过大的冲量,保护车内的人。

Cybertruck也不需要喷漆或是车衣,依靠在不锈钢材料中添加18%的铬元素,能在车辆表面形成一层氧化铬膜,以此隔绝氧气和水的直接接触,因此Cybertruck天生就能阻止金属氧化生锈,无需车漆。

这种外骨骼结构还带来了一个节省空间的好处。在传统汽车结构中,车身骨架是夹在外层的“钣金皮肤”+内饰的“塑料件”中间,形成了一个三层结构,其实很占空间。所以有些车的外观看起来很大,但真正坐进去之后,发现内饰空间并没有想象中的大。

而这种外骨骼结构的直接结果,就是车内空间利用率大大提高了。Cybertruck的前排可以横向坐3个人,整车可以坐6个人,装载空间达到1000立方英尺。相比之下,与Cybertruck外观尺寸几乎一样大的福特F150猛禽,其装载空间只有不到500立方英尺。

以上说的都是优点,下面我们来说说风险。自20世纪60年代以来,汽车制造商已经尝试过将这种不锈钢材料用于车身。在20世纪60年代,福特曾在两款车型中使用了302不锈钢合金,以及在20世纪80年代,德劳瑞恩(Delorean)生产了DMC-12,其车身是由304不锈钢合金制成,但这些尝试都以失败告终。

不锈钢没有被主流使用是有原因的,冷轧使材料非常坚固,但这样做会牺牲延展性和可成型性,从而限制了设计和制造的灵活性。所以Cybertruck也陷入了“产能地狱”,以及很多媒体报道过的瑕疵问题,比如车身的不同板块存在间隙/没对齐、表面处理问题等等。

其次,车身太重还会减少续航。在电动车中,车身轻量化才是主流,比如福特F150电动皮卡,采用了铝合金打造大部分车身,铝材用量占比约77%,这使得整车重量减轻约317.5kg,能有效提升能源运用效率,而不锈钢材料远远重于铝材。

2.全世界加速最快的皮卡

在Cybertruck的交付仪式上,特斯拉公布了一个与保时捷911的1/4英里加速赛。Cybertruck野兽版的零百公里加速,仅需2.6秒。这使得Cybertruck在拖着一辆保时捷911的前提下,依然在直线加速中跑赢了一辆保时捷911。

马斯克说,Cybertruck做到了“比卡车更实用,比跑车更速度”。

在动力挑战中,Cybertruck拉着超过十吨的重物,轻松胜过以柴油为动力的FordF350、F150Ligntning纯电、RivianR1T。这得益于Cybertruck具备超大容量的电池系统,能以120V和240V输出最高11500瓦的电力。

3.48V电气架构

Cybertruck彻底抛弃了以前的12V系统,采取了48V。

这里的48V,主要针对的是车内系统,是给车内设备供电的那块电池的输出电压,不是说给车辆提供动力的那块动力电池。

如今在高端电动车中,主动力电池基本都上了800V的高电压平台,Cybertruck也是如此,所以动力才很强劲。

但对于车内系统供电的电池,很多车型都还停留在12V,这造成了很多限制。比如接线和组件必须更大、更重,才能处理高电力负载。对于那些对功率要求更大的设备,比如照明、绞车、空气压缩机等等,12V可能不够用。

所以Cybertruck直接采用了48V电气架构,可以更好地适应高负载设备,采用更细、更少的车内线束,并为未来高算力芯片提供充足的电力保障。

从行业趋势来看,12V系统的承载能力很快会达到极限。面对电动车越来越多的智能化需求,一个更高的电气架构,是大势所趋。很多以前车内装不了的“黑科技”,在48V平台上会更容易实现,带来了更大的潜力空间。

4.线控转向

Cybertruck采取了线控转向系统(Steer-by-WireSystem),这是新一代的转向系统,其中转向盘和转向轮之间没有直接的机械连接,而是通过电子信号进行控制。

线控转向系统的优点在于灵活性高,操纵稳重,狭窄空间更易操控,能实时监测系统安全,转向效率也高。

有汽车测评媒体做了研究,在低速行驶时(40英里/小时以下),Cybertruck后轮可以朝相反方向最多旋转10°,使车辆在低速下更加灵活,尤其在停车场内转弯更加容易。

在40英里/小时以上的高速行驶时,后轮会在与前轮相同的方向上改变1到2度,提供更稳定的运动。这使得在车道之间变换时更加平稳,整体感觉就像是加长了轴距。

Cybertruck还配备了四轮转向技术,其基本原理是让车辆的前后轮以不同方向转向,从而实现更小的转弯半径。对于Cybertruck这样尺寸巨大的车型来说,这样的设计减少了在狭小空间内操作车辆时的不便,使其更灵活。

5.车顶光伏

开电动车经常会有里程焦虑,特别是对于皮卡这种车型。

对于Cybertruck来说,有一个新能源补能方案非常重要。马斯克给出的答案是:车顶光伏,即在车后顶安装一块光伏板,为Cybertruck的电池补能。车载太阳能电池板暴晒一天,可增加24公里的续航里程,特别是在应急条件下补能。

此外,由于Cybertruck本身还能作为一个大型“移动充电宝”,直接外送11.5kW的电量,给家庭用户带来额外电力保障。那么拥有车顶光伏的Cybertruck,就是一个“小型光伏电站”。

早在几年前,特斯拉就申请了Cybertruck专用的太阳能面板专利。当然,马斯克称这并非是将Cybertruck打造成一个纯太阳能汽车,光伏所发的电只是起到一个辅助作用,以减轻动力电池的负担。由于皮卡特殊的造型,这块选装的太阳能板面积很大,因此也拥有良好的发电功率。

Cybertruck的车载太阳板是选配的,Cybertruck也是特斯拉首款具有太阳能选装配件的车型。

6.涉水模式

Cybertruck有一个名为“涉水模式”(WadeMode)的功能,主要是为了帮助车辆在水中行驶并避免损坏。

过去四年来,马斯克一直坚称Cybertruck将具备水陆两栖能力,甚至要让它成为有效的“水上交通工具”:“需要在拖车挂钩上安装一个电动螺旋桨,才能更快地行驶”。当然,特斯拉官方尚未提及螺旋桨,也没有在最近发布的Cybertruck配件页面上展示。

目前“涉水模式”的工作原理是,在涉水时提升车身高度,并对电池进行加压。当然,现在我们能看到的,仅是Cybertruck在海边的简单涉水测试,还不知道更高强度下的情况。目前的涉水模式,应该能够帮助Cybertruck应对台风或是暴雨期间的大量积水。

2

皮卡是一个怎样的市场?

皮卡是美国文化的重要组成部分,全世界最喜欢皮卡的是美国人。

皮卡占据了美国每年20%的轻型汽车总销量,而欧洲和中国仅为1%。

皮卡还是美国汽车制造商最赚钱的细分市场之一。按照福特的说法,皮卡是“按收入计算,仅次于iPhone的第二大最有价值的消费产品”。赢得皮卡市场,可能会对特斯拉产生重大推动作用,即使不是在利润上,至少在品牌吸引力方面也是如此。

不过皮卡这个细分市场集中度很高,长期以来一直由底特律三巨头(D3,福特、通用汽车、斯特兰蒂斯)主导,这三家占据了80%多的美国市场份额。而行业的第四名丰田,占据了10%-12%的市场份额。这四家强有力的竞争对手,似乎令新进入者举步维艰。

此外,皮卡并不一定适合纯电动车。HSBC曾分析过一种现象,即电动汽车普及率相对较高的州,对皮卡车的偏好较低,反之亦然。例如,电动汽车普及率最高的加利福尼亚州,是皮卡普及率最低的州之一,而皮卡销量最高的德克萨斯州,其电动汽车的普及率相当低。

当然,D3也都在拥抱电动化浪潮,比如福特推出了F-150Lightning。还有新兴竞争对手RivianR1T,也已经开始在美国道路上亮相,随着越来越多的竞争对手加入这一领域。

特斯拉强大的品牌号召力,与Cybertruck拉风的科幻设计,令其在初期就获得200万个订单,接下来特斯拉只需要专心解决最终交付,这不仅是对市场认可度的考验,也是对特斯拉的工程水平提出了更高要求。

另一方面,随着Cybertruck进入交付阶段,各大改装厂也开始摩拳擦掌,比如著名的改装配件大厂UnpluggedPerformance推出了一系列套件,专为Cybertruck车主量身定制。

其中,包括重型钢制保险杠和金属侧踏板岩石滑块,还有尖端的碳纤维车身面板和高输出LED灯条,以及巧妙设计的车床存储解决方案和MOLLE面板。除此之外,还有悬架升降套件、新的车轮设计和底盘装甲等。

3

用“工程交叉方法论”解决产能问题

当下,由于Cybertruck激进的创新,眼前最大的问题就是产能。

车身采用的不锈钢,容易弹回原来的形状,这意味着它不能像大多数汽车制造商,使用更柔韧的钢材那样,容易冲压成零部件,而Cybertruck需要特殊的制造技术。马斯克也在2019的发布会后向大众解释,这样坚硬的新材料,几乎会毁了冲压机。大量的制造挑战,导致了特斯拉在生产Cybertruck时比原计划落后了两年。

据外媒报道,特斯拉为了加工不锈钢材料,结合了两种方案:一是采用更强大的设备,特斯拉为Cybertruck定制了全球第一台8000吨压铸机。

二是“车型重组”。即使用上了最大吨位的机器,但毕竟30X不锈钢太坚硬了,因此传统的车辆曲线就不太可行。特斯拉通过类似“折纸飞机”的方式,先用激光切割,再弯折成型。

这里的“弯折”步骤也很有讲究,还是因为超高硬度的不锈钢很难被弯曲,因为当你弯折它的时候,能够在折痕上看到“橘皮效应”,而Cybertruck又没有油漆可以遮盖这些瑕疵。于是特斯拉又做了一项工程创新:气弯技术,他们让不锈钢“漂浮”在一个高压气垫工作台上,在弯曲它的时候,不接触到表面。

总之,Cybertruck在生产过程中,遇到了大量的工程挑战,而马斯克解决这些问题的工作理念是——“工程交叉方法论”。早在2017年,他就将特斯拉和SpaceX的核心技术部门进行打通,让“航空航天”与“汽车制造”的技术知识相互交换使用,当时在SpaceX科学家的帮助下,特斯拉工程师将Model3的制造工时降低了8个小时。

此次Cybertruck所使用的30X不锈钢材料,也是SpaceX的星舰材料,而SpaceX的材料工程副总裁查尔斯·库曼,也在特斯拉担任同样的职务。

所以Cybertruck就是马斯克“工程交叉方法论”下的又一个产物,因为SpaceX的存在,让特斯拉决心使用航天材料;又因为星舰的材料优势,让Cybertruck披上了星际旅行的外衣。

马斯克还为此总结了一个五步工作法:

4

挡在Cybertruck面前的“监管拦路虎”

除了产能,市场准入会是特斯拉未来将面临的问题,特别是当Cybertruck想进入美国之外市场的时候。

30X不锈钢也令Cybertruck不一定能适应很多国家的交通规则。主流车型的前部,一般都会用相对“软”的材料,因为要保证在发生极端交通事故时,为被撞击的路人存留一丝生还的可能。

但Cybertruck的车身太坚硬了、也太重了,虽然可以保证车内安全,但一旦有行人,或是其他轿车与它发生严重碰撞,造成的伤害也一定是致命的,犹如坦克碾过了玩具车。

在美国,国家公路交通安全管理局不会预先审批新的机动车辆,而是根据《车辆安全法》创建了一个自我认证合规系统,制造商可以在其中证明其产品符合适用标准。

然而,全球很多其他地方并不是如此,比如欧洲就需要地方当局的批准。欧洲的安全法规要求车辆采取某种方式,以尽量减少发生事故时对行人的影响。但由于Cybertruck的外骨路由不锈钢制成,这可能导致Cybertruck无法获得审批。

面前还不清楚,特斯拉是否会针对这一要求改变材料,但从目前来看,这会是Cybertruck走向全球市场的一大障碍。

“现在这里有一辆曾被认为是不可能实现的车,专家们都说它永远不会被制造出来。”马斯克在特斯拉得州超级工厂首批交付时说。

在演示机枪射击测试时,马斯克打趣地说:“世界末日随时可能到来,在特斯拉,我们拥有最先进的世界末日技术。”

如果换上35英寸的全地形轮胎,Cybertruck“可以行驶在任何星球表面”,Cybertruck还是SpaceX登陆火星之后的“唯一指定用车”。

Cybertruck也不是没有翻车过。在2019年的发布会上,特斯拉首席设计师弗朗茨·冯·霍尔茨豪森(FranzvonHolzhausen),拿起大号钢球,大力扔向了Cybertruck实车车窗,结果前门玻璃直接在全球观众的眼前碎了。

马斯克刚开始还以为是个意外,要求弗朗茨再将钢球扔向后门,结果……也碎了。

当然,4年后马斯克又把弗朗茨拉来,又扔了一次钢球,这次车窗玻璃完好无损。马斯克甚至还在特斯拉商城上架了一款奇葩周边,售价55美元的Cybertruck皮卡玻璃裂纹贴花,以纪念4年前的这起意外。

Cybertruck是一个不断改进,在遭遇困难时“兵来将挡水来土掩”的故事。我想用一个油管博主的话做结尾:

我喜欢Cybertruck的外观,我欣赏它对汽车设计传统的态度,竖起中指般的叛逆与挑衅,去激怒一些人,让其他人充满敬畏。Cybertruck没有通过张扬的尾翼、夸张的风刀和炫彩条纹来展示它的疯狂,而是一把火烧了以往的“约定俗成”,甚至还在灰烬上尿尿,它没有优美流畅的线条,取而代之的是极简到无情的风格。我们惊叹于它大胆创新的设计理念和巨大的商业风险,从任何一个角度看,它都令人困惑和感到激动。

References:

1.HSBC:Tesla:importanceofCybertruck

2.UBS:QuickThoughtsfromCybertruckDeliveryEvent

3.MorganStanley:TeslaIncBackUptheCybertruck?

4.海通国际:特斯拉Cybertruck全解析:跨时代电动皮卡

5.Businessinsider:TeslaCybertruckdeliverydate:Whattoknowaboutthetruck'srelease,price,andspecs

6.Forbes:TeslaCybertruckIsLikeNothingElseOutThere,AndDriversWantThat

7.WIED:TheCybertruckMustBeHuge—orItWillDigTesla’sGrave

8.NYT:PickuporLunarLanderTesla’sCybertruckEntersaCrowdedMarket.

9.TheGuardian:Cybertruck:Teslaunveilsnewpickuptruckbutwindowsbreakduringdemo

10.Bloomberg:Tesla’sCybertruckIsGivingInvestorsRoadRage

THE END
1.用生锈的钢板制作刀机械加工手工自制用生锈的钢板制作刀2024-11-29 08:09:07 制造科技 陕西 举报 0 分享至 0:00 / 0:00 速度 洗脑循环 Error: Hls is not supported. 视频加载失败 制造科技 848粉丝 专注于机械视频机械动画分享 12:25 测试蒸汽链锯 #是时候展现真正的技术了 13:46 修复生锈手钻机 15:21 打造最疯狂的汽车 #...https://www.163.com/v/video/VXH7EMP49.html
2.2020年一级造价工程师《建设工程技术与计量(安装)》真题及答案4目前应用最多、最广的耐火隔热材料,具有气孔率高的特点,泛用于电力、冶金、机械化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种髙温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热部位该材料是( )。 A.硅藻土 B.硅酸铝耐火纤维 C.微孔硅酸钙 D.矿渣棉 ...http://m.huiyingedu.net/h-nd.html?id=1846
3.钢板除锈有什么好办法?技术文章一般的酸洗方法有普通酸洗和综合酸洗两种。钢酸洗后易被空气氧化,必须进行钝化处理,提高其防锈能力。 四、火焰除锈 钢板火焰除锈是指在火焰加热操作后,用钢丝刷清除加热后附着在钢板表面的铁锈。钢板表面除锈前,应先清除附着在钢板表面上比较厚的锈层,然后再用火焰加热除锈。使用此法,须注意不要让金属表面烧穿,以及...http://www.qdrovan.com/html/Newsin104.html
4.《钢结构设计标准》GB500172017直接考虑对结构稳定性和强度性能有显著影响的初始几何缺陷、残余应力、材料非线性、节点连接刚度等因素,以整个结构体系为对象进行二阶非线性分析的设计方法。 2.1.5 屈曲 buckling 结构、构件或板件达到受力临界状态时在其刚度较弱方向产生另一种较大变形的状态。 https://www.lanfanglian.com/gfxq/207
5.大口径直缝钢管除锈方法和生产工艺管道百科管道词条管道知识大口径直缝钢管除锈方法介绍: 1、清洗 利用溶剂、乳剂清洗大口径直缝钢管表面,以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物,但它不能去除大口径直缝钢管表面的锈、氧化皮、焊药等,因此在防腐生产中只作为辅助手段。 2、工具除锈 主要使用钢丝刷等工具对大口径直缝钢管表面进行打磨,可以去除松动或翘起的氧化皮、...https://www.chinapipe.net/baike/knowledge/13159.html
1.螺丝锈蚀的处理方法有哪些?这些方法在不同材质上有何不同?机械打磨法:使用砂纸、钢丝刷等工具,对锈蚀的螺丝进行打磨,去除表面的锈层。这种方法简单直接,但需要注意力度,避免过度打磨损伤螺丝。 化学除锈剂法:将除锈剂涂抹在锈蚀的螺丝上,让其与锈层发生化学反应,从而溶解锈迹。不过,使用化学除锈剂时要遵循产品说明,做好防护措施。 https://auto.hexun.com/2024-11-25/215772364.html
2.机械基础教学首先介绍下机械这个行业,人类从远古时代开始打磨石器石斧等简单的工具开始,到现在制造机器人高铁, 大型飞机,航天器,潜水器,这些都离不开机械的作用,即使在今天,我国依然保持着大量的机械加工厂, 传统制造业的产值依然每于其它行业,这行有着大量的从业者,我国目前虽然想着转型高端制造业,向无人工厂, 工业机器人转型,...https://blog.csdn.net/codercjw/article/details/132371949
3.简单钢结构施工方案(精选5篇)简单钢结构施工方案(精选5篇) 为了确保我们的努力取得实效,时常需要预先开展方案准备工作,方案是在案前得出的方法计划。那么我们该怎么去写方案呢?下面是小编精心整理的简单钢结构施工方案(精选5篇),仅供参考,大家一起来看看吧。 简单钢结构施工方案1 一、工程概况 ...https://www.ruiwen.com/fangan/5076654.html
4.铁皮瓦除锈有什么方法彩钢瓦生锈了怎么办使用方法:首先对生锈的彩钢瓦表面进行除锈处理,并且清理掉旧漆。 然后喷涂环氧树脂底漆,待底漆彻底干透后,再喷涂丙烯酸聚氨酯面漆。 环氧免除锈防锈底漆+丙烯酸聚氨酯面漆,这个方案更为简单便捷,不需要对生锈的彩钢瓦进行除锈处理,因为环氧免除除锈防锈底漆里面的转锈剂能转化铁锈,非常实用。 https://www.mmm119.com/newsinfo/3625369.html
5.汽车减震钢板做刀车友交流懂车帝提供汽车减震钢板做刀的车友交流详细内容,懂车帝是一个汽车资讯平台,懂车更懂你。我们提供最新汽车报价,汽车图片,汽车价格大全,行情、评测、导购等内容,看车选车买车就上懂车帝。https://www.dongchedi.com/tag/ugc/9969251
6.腐蚀机理(精雅篇)由此可以看出,镀锌钢板的锈层电阻Rr与界面电化学反应阻力Rct的变化规律很相似,都是先减小后增大,150 h时为最小值;而对于基材的锈层电阻Rr与界面的电化学反应阻力Rct,是先减小,到150 h时增到最大值,然后又逐渐减小;锈层电阻减小,电化学反应阻力就减小,所以腐蚀速度的快慢与锈层产生的厚度有关系。另外,镀锌钢板...https://www.360wenmi.com/f/cnkeylq6579g.html
7.生锈钢板怎么处理钢板有哪些品牌最简单的方法就是使用砂皮或者用钢丝刷子,在钢板表面用力的摩擦,直到将钢板锈去掉,最后再给钢板涂刷一层保护层就好了。这种方法只适合一些小的钢板器件。 2、 机械除锈 机械除锈有电动除锈、喷砂除锈、抛丸除锈等不同的方法,其中干喷砂除锈是运用最广泛的一种方法,它的效率也比较高,但是它对环境污染比较严重,对其...http://jiazhuangxiu.m.jia.com/zixun/article/589832.html
8.工程用钢材表面除锈的的各种方法介绍.doc工程用钢材表面除锈的的各种方法介绍.doc,钢材表面除锈 除锈防锈剂 本产品适用于金属表面除锈.并能起到防锈作用,工作原理是.因在本产品中加了缓蚀剂,络合剂等.在除锈过程中金属材料表面能形成具有保护性的磷化膜,从而起到 锈作用.经处理后的金属材料在室内大气中可经数月不https://max.book118.com/html/2017/1013/136940533.shtm
9.太原10mm厚Q235NH锈蚀耐候钢板阴刻价格价格厂家你好,能简单介绍一下售后服务吗?问商家 在线联系获取最低报价 天津意兴隆钢铁销售有限公司入驻平台 第6年 资质核验 真实性核验 联系人:姜先生 手机: 微信:微信交谈 所在地区:天津 主营产品:耐候钢板,锈钢板,锈蚀钢板,红锈钢板 ...https://www.china.cn/naihouban/4363348948.html