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從Project i 計劃的升級看寶馬電動化戰略的進階

德國車企中,寶馬在電氣化領域的發力最早,初期布局以革命性的方式實施蛙跳戰略。從Project i開始的總體布局和投入都不菲,但實際實施卻有些叫好不叫座,影響了整個集團的發展思路。隨著戴姆勒集團和大眾汽車集團電氣化戰略的大力執行,寶馬相對而言顯得較為慎重。

本篇研究將回顧寶馬Project i的過去、現在和變化,闡述其電氣化戰略執行過程中的技術和產業進展,試圖在寶馬身上找到車企的電氣化戰略從激進到調整務實的經驗。

本文重點研究兩個問題:

1.寶馬Project i 1.0 基於電池重量增加考慮,通過輕量化技術採用輕質碳纖維增強複合材料(CFRP)車身,這個技術在2018年來看比較超前,但由於CFRP成本昂貴且沒有下降趨勢,使得旗下產品銷售相對低迷,那麼這種「捆綁考慮」是否有必要?

2.寶馬 Project i 2.0 構建出i-Next、i-Vision,將很多技術打包,融合了自動駕駛、智能網聯等各種全新的技術,這固然超前,但對於品牌和技術發展是否是正確的?

基於這兩個問題,我們不妨延伸思考下電動汽車的定位和產品品質衡量的標杆是什麼?

圖1 從 Project i 1.0到Project i 2.0

寶馬提出到2025年集團旗下的新能源車型將增至25款,包括12款純電動汽車,覆蓋旗下所有品牌及車系,預計銷售佔比達到15%-25%。這樣的實際反差,難免使得我們陷入深思,新技術、多種方向融合和新能源汽車銷量目標,是否存在一致性上的分歧。

一、寶馬電氣化產品在全球市場的銷售情況

2017年,寶馬新能源汽車橫跨寶馬i系列,寶馬i performance和Mini三個產品線,全球銷量超過10萬台。過去幾年增長速度喜人。

2013年,寶馬 i3推出,在全球推廣

2014年,寶馬 i3和i8聯袂推出,總銷量約1萬台

2015年,年度銷售3.2萬台以上,總累計銷量超過5萬台

2016年,寶馬品牌上推出更多PHEV,年度銷量超過6.2萬台

2017年,寶馬本身品牌與i系列的銷量佔比分別是70%和30%(如下圖所示)

圖2 寶馬電氣化產品和市場圖譜

根據主要市場的統計數據,寶馬在歐洲的銷量是主力,涉及車型比較全,總數約在6-7萬台,其中i3為2萬台,其他PHEV車型銷量約為5000至10000台;在中國,根據進口和華晨寶華的數據估算,約為7000台。

圖3 寶馬 2017年全球新能源汽車銷售情況

值得關注的是,寶馬i系列,特別是i3有相當的一部分都是面向新消費者和新銷售模式走的,所以在美國的租賃比例冠絕所有車型,在所有電動汽車裡的租賃佔比最高,與平均租賃比相比差距更大。

圖4 寶馬i3在美國的租賃比例

2017年,寶馬向中國進口了2381台i3電動汽車,有相當部分是與各個分時租賃運營商合作,這些車是分時租賃高端車型的首選——

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不過,純電動汽車的擁有成本要面臨電池技術發展帶來的車輛折損,即使類似寶馬這樣採用了先進的電池系統管理技術、能在一定程度上減少電池的壽命損耗的企業,也要面對電池性能衰減的問題,這就使得短期內買i3做運營並且實現收益顯得較難了。

二、Project i 1.0

寶馬展開電氣化項目Project i 是在2007年,當時政府對於排放和油耗和要求和現在是有差異的。因此這個項目的開始和投入,更多的是寶馬管理層基於戰略考慮實施的。

「寶馬的技術開發團隊專註於內燃機已有近50年的歷史,管理層和開發人員都處於舒適區,電動汽車對開發團隊而言是全新的,基本沒有很多經驗;寶馬在內燃機方面的戰略優勢會給集團電動汽車的發展帶來相當大的風險,寶馬集團董事會創建了一個完全獨立的業務部門,稱為Project i。日產和通用汽車也各自宣布了自己的電動汽車計劃,不同於其他車企在原有車型平台改裝電動汽車,寶馬集團創建了一個全新平台,從零開始開發電動汽車」。該項目耗時7年,在2013年寶馬i3量產前,整個項目投資數十億美元。

1.項目第一階段段

2008年,寶馬制定了電動汽車發展計劃,逐步開展重要部件的自主研發。首個大規模純電汽車項目選擇了很受歡迎的 Mini Cooper, 改裝了600輛,稱為Mini-E。Mini-E電池組是AC Propulsion提供的,電池採用了18650鋰電池,5088個電芯分為48個電池組,容量是35度電;由於改裝後整車增重300公斤,允許最大載重量低至195kg。

測試得到了很多的結論:Mini-E 能滿足90%的旅行需要,在美國平均日行駛里程只有60公里,其他地區更少,所以不需要每天充電;載物空間小,比行駛里程有限的影響還大。

最重要的偏差是Mini-E是家庭的第二輛車,很多用戶是以嘗試心態來使用的;對於續航里程的調研需求,基於較小的租賃樣本考慮,也限制了整體發展。

2010年初,寶馬展示了電動車試驗項目第二階段樣車,選擇了寶馬1系的雙門三廂車型,改裝了1100輛,稱為寶馬 Active E。車身超重問題仍然嚴重,電動寶馬120i比基本型重了400kg,達到1815kg。但是對使用空間影響不大,只是後備箱被佔去了一小部分。

從這個階段寶馬得到的經驗是:電池很重。為此,Project i的車身需要考慮輕量化來平衡掉電池所帶來的重量增加。

圖5 寶馬i3之前項目的前半段

2、項目第二階段

項目第二階段是輕量化技術的實質性突破,寶馬把寶壓在了碳纖維上面。為了提升電動汽車的行使距離,必須大大降低汽車自重。CFRP技術的應用讓一輛標準車身自重降低了250公斤,現在僅重350公斤。

如下圖所示,基於控制整車整備質量的理念出發,圍繞CFRP技術,寶馬巨量的投資在Landshut 工廠和使萊比錫工廠,把電動汽車和創新輕質製造中心兩個事情合在一起。

圖6 寶馬 Project i的技術著重點

如下圖所示,CFRP和Life Drive Architecture是捆綁的,著重於整體的吸能和潰縮設計。

在正向碰撞中,衝擊能量通過驅動和Life模塊進行優化分配,高強度CFRP乘客艙幾乎沒有變形

後碰過程中,衝擊能量主要由驅動模塊吸收,耐衝擊的後端結構可保護高壓系統

側碰過程中,在門框中的蜂窩元件吸收衝擊能量並將其轉移到驅動模塊上, 高強度CFRP乘客艙可以大大減少碰撞的侵入,為乘員提供了良好的保護。

這種設計結合材質,對於輕量化的設計達到了一個階段性的頂峰。

圖7 寶馬的I3裡面的Life Drive Architecture設計

也正是這項選擇,使得整個整車組裝工藝和零部件選擇與傳統車型產生了很大的差異,根據公開報道,相關的費用是按照10億歐元左右投入的。

圖8 CFRP對於零部件和整車工藝的變化

3、項目第三階段

項目的第三階段是寶馬i3量產,應該說之後的產品(從上圖可以看到)有些叫好不叫座。這也確立了兩個主要體制基本沿用到現在,在丁格芬工廠生產核心的驅動模塊,然後再到其他工廠進行組裝。

1)  寶馬丁格芬工廠裝配電池系統組裝生產線(有關電池的組裝和技術,在下一篇裡面進行探討),還負責整個驅動單元的組裝

2)  寶馬Landshut工廠生產寶馬自行研發的驅動電機

圖9 寶馬Landshut工廠的電機產線

圖10 寶馬核心電氣部件的製造

二.Project i 2.0轉型

由於i品牌在銷量上相對停滯,寶馬在2016年3月推出了全新的i performance子品牌,基於i品牌的技術,i performance成為寶馬旗下插電式混動車型的專屬品牌,這個戰略也直接讓寶馬的新能源汽車銷量得到了快速增長。

在Project I 1.0的定位上,寶馬推出了自動駕駛發展計劃Project i 2.0,在未來將重點發展高精度數字地圖、感測器科技、雲科技、人工智慧等幾個關鍵的科技領域,以保證在自動駕駛領域的發展,2015年寶馬投資HERE地圖業務便是在高精度地圖方面的部署。

Project i 2.0實施的目的打造iNext系列汽車以及未來式無人駕駛汽車網路。寶馬宣稱將會率先進入無人駕駛汽車市場,並為無人駕駛汽車定製新的標準: EV技術,定位系統,感測系統,自主和連通性能。從2013年i3出來到2021年的i-Next戰略,這個跨度也基本宣告了寶馬在獨立品牌運作方面的大轉折。

圖11 Project i 2.0 是以i-Next承接的

參考文件:

1.      寶馬 i Story: Revolutionizing Sustainable Mobility in Korea

2.      Electrified – German manufacturer bet on e-mobility

作者:朱玉龍

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