百年寶馬品牌 其實還造了半個世紀電動車
【太平洋汽車網 文化頻道】坐鎮巴伐利亞古王國中心的慕尼黑向來都是各方文化交融之處,源于捷克、奧地利、瑞士、法國甚至意大利的風潮都很容易吹到此處。當巴伐利亞的工業化進程提升到了前所未有的高度,它就演變成向各方傳播價值觀的歷史主導者。
植根于此的寶馬汽車品牌,就是這樣一位引領風潮的角色。
從上世紀70年代初開始,寶馬便投入到鉆研電驅動可能性的前沿事業當中。在那個技術非常不成熟的年代,作為先驅者發起電驅攻勢,在旁人眼中不免留下了蹣跚學步的觀瞻。然而就是這種敢為人先的勇氣與魄力,鑄造了寶馬百年品牌的不凡。
求索之路,舍我其誰?
1972慕尼黑奧運會,是千年奧運會進入現代進程以來最為盛大的一屆。為了向全球觀眾展示巴伐利亞工業的前瞻視角與環保意識,寶馬品牌首次“觸電”,打造出一款純電驅動的轎車協助賽事組委會日常工作。
輕量化車身設計的寶馬02系列成為最佳的“油改電”平臺,12組12V電壓平臺的瓦爾塔鉛蓄電池被引入車內,動力單元改為博世32 kW直流電動機,這個動力組合足以讓寶馬1602 Electric電動車完成全程馬拉松的引導工作——實際上它也這么做了,且順利完成。
從筆者此前撰寫的《電池簡史》一文中便可得知,鉛蓄電池的能量密度顯然是難以服眾的,它就如超人迪迦的能量槽一樣,才跟小怪獸來了一套軍體拳就開始亮燈警告能量告急。
1981年開始,寶馬開啟了引入新型電池的項目,并在1987年將一臺E30世代的3系(也即是二代3系)改造成325iX電動車。
寶馬325iX電動版搭載ABB提供的鈉硫電池,22kWh電池容量很有競爭力,續航達到150km,相當于我國2012年前后所造電動車的平均水平,而寶馬領先了二十多年。
誠然,以上都是先期的技術探索,要造一臺真正能量產并實現實用化的電動車,必須從零開始設計車體結構。因為汽柴油汽車的車體結構,其輕量化潛力非常有限,況且汽柴油車的動力布局與電動車是完成不同的,機械結構上的不兼容是無法在后期完美解決,在當時的動力電池技術歷史背景下,汽柴油車改電動車沒前途。
改變游戲規則的是寶馬技術公司(BMW Technik GmbH),這個1985年成立的神秘部門研發了數不盡的開腦洞設計,比如專為電驅系統打造的Z11(E1)純電動車、鋁合金車身的的Z13、越野敞篷設計的Z18、開輪設計的Z21、采用碳纖維車身的Z22等等。
筆者隨便放一張照片讓大家掉掉下巴,這是20年前由神秘部門設計的寶馬內飾。
這篇長文,筆者并不想浪費篇幅給大家念太多數據,很多新老車的數據動動手就能查到,筆者更想從造車思維的層面去解讀這些車在歷史上有哪些技術和思維上的貢獻。
回到E1。
眼尖的朋友或許已經發現了,1991年的寶馬E1與2013年的寶馬i3怎么有點相像?
實際上,它們都為了解決一個問題,就是“電池應該放在哪里的問題”。
內燃機技術比動力電池技術成熟很多,一大大馬力2.0T-3.0T汽油機可以降低到200kg以內,但動力電池很難做到如此。把動力電池放到哪里呢?
1、放到傳統發動機艙或者尾廂?不行,那是潰縮區,安全上不允許。
2、放到車底下?可以,但車內地臺會因此提升很多,這時候只能造一臺MPV或者SUV才能保證成員舒適性,不然就會像現在滿大街跑的滴滴那樣坐起來特別惡心,全程如蹲小板凳。
3、放在車底,且挖空前后排乘員的腳步置放處?可以,但不規則的電池很難布局,這種方案的目前仍有車企在探索。
4、放在傳統變速箱的位置(鞍座)?可以,后來的寶馬i8就是這樣子做的。
E1選擇了方案2,差不多三十年后的今天我們回看,會發現寶馬選擇了一種成功率最高的明智方案。
麻煩的是,動力電池的容積密度遠遠低于內燃機,而寶馬采用了小車身+小電池的策略,摒棄了多數廠商“面不夠加水、水不夠加面”的方式。E1的動力電池只有200kg,放在后排座椅下方的安全框架中,電動機與減速器集成在后橋,極速120km/h,續航里程為160kg,慢充6小時,快充2小時。
這些數據放到今天來看,已經能滿足基礎的城市通勤。
說了這么多電池,其實E1最大的技術突破點/理念突破點并非電池,而是專業的電驅用途車身。
中國作為一個初級汽車市場,前些年還有好些用戶認為車子應該越重越好,起碼越安全。其實只對了一半,我們的確需要堅硬的車身,但只有厲害的車企才可以把車子造得很輕巧。
寶馬E1的車身使用沖壓鋁制材料和可回收塑料打造,前者在90年底是非常前沿的材質,之前多數用在航空業;后者是理念極為領先的材質,同時奠定了i系列的環保基因。
到了1992年,寶馬基于E36世代的3系打造出一臺325i Coupe E-mobil,存世一臺,儀表盤很魔性。
電動版E36的動力電池放在哪里呢?筆者找到一張1995款E36電動版的剖面圖,發現寶馬已經根據E1的經驗把電池放在后排乘客臀點往后了,這是一個巨大的理念進步。
進入21世紀之后,寶馬集團的財報可謂捷報連連,現金流穩健得很,自然就有更多資金在技術領域開疆拓土。
2007年,寶馬啟動了Project i,著重研發新能源技術,開發足夠環保的城市電驅車型,滿足未來城市出行與環境可持續發展。請讀者注意筆者用了“環保”的定義,這個概念后面會著重聊到,請勿與“節能”混為一談,這是兩個完全不同的概念,目前已被那些國產土法油改電廠商給忽悠成一體了。
回到Project i上面來,這個項目分為三個階段:
1、MINI E
2、BMW Active E
3、BMW i3 / i8
第一階段的MINI E電動車是基于標準版MINI Hatch打造的,代號為R56的21世紀MINI Hatch二代硬頂版。2008年秋天在洛杉磯車展首發之后,MINI E一共造了600臺,投放在主流汽車市場供測試。
在中國、日本、美國西海岸、英國、德國、法國等國家,MINI E以租賃的形式向私人用戶開放使用,寶馬集團也利用這批電動車收集回來的數據進行Project i的下一步研發。
2010年,寶馬集團推出了兩款純電動概念車,一款叫MINI Scooter E,MINI品牌下的電動踏板車。
當然這可不是新鮮事,早在1997年,寶馬就發布了C1電動概念踏板車,長成下圖這樣:
另一款才是Project i第二階段的重頭戲,成品叫寶馬ActiveE概念車,基于第一代1系雙門轎跑版(E82)打造的。
為什么有了E1那樣的先進車體,寶馬還要針對現有車系進行電氣化改造測試呢?E1車體的成本根本hold不住啊,造出來貴上天就不現實了。
一共造了1000多輛測試用車的ActiveE概念車,天生就有輕巧車身的優勢,給動力系統預留的空間還算足夠。
筆者在上圖用中文標注了三電系統的安裝位置,大家可以看看鋰離子動力電池安放到哪里了。
很神奇吧?
整車最重的動力電池被分散成三塊,分別安裝在傳統發動機艙內的前軸后方、傳動軸與排氣管用到的鞍座位置、座椅臀點往后。
基于這種開腦洞的設計,寶馬Project i項目也隨之進入第三階段,i3與i8即將登場。
小寫的i,偉大的理想。
在講述i3與i8之前,我們必須先理清寶馬Project i(2007年)與寶馬i品牌誕生(2001年)的緣由。
讀者朋友請注意,這是本文最關鍵的一個章節,我盡量寫得短小精悍好理解一些。
第一步,筆者推薦大家詳細研讀一個非常嚴謹且頗具啟發性的學術專題,由我的前同事陳勝博老師制作《[大事件Vol.02]電動車是否真節能?》
基于這個學術專題的結論,我們可以獲知電動車的“油井到車輪效率”(Well-to-Wheel Efficieny)遠遠高于傳統內燃機汽車,“電動車是節能的”是毋庸置疑的定論。
第二步,推薦大家了解筆者劣作《電池研究院:如何處理半噸重的電動車電池?》
基于這篇長文,我們可以獲知電動車并沒有想象中那么環保,因此“節能”與“環保”不可混為一談。
第三步,寶馬Project i與寶馬i品牌究竟為何而來?
為減負而來。
為汽車制造減負,為城市環境減負,為出行成本減負。
寶馬集團推出“MegaCity Vehicle”(MCV概念,大型城市出行載具概念),并非為了造一臺賣個好價的車,而是為了驗證寶馬是否有能力從源頭上為整個汽車工業減負。
為汽車制造減負,就必須從原材料制造和車體制造環節就顧及到環保。拿寶馬i3來說,從外到內的材質均采用回收及可再生材料,生產i3所需的電力全部來自風能,與寶馬集團已然非常高效的傳統汽車生產工藝相比,生產過程節約了50%的能源和70%的用水。
為城市環境減負,就必須用電驅系統,將污染集中在發電環節集中處理。大家不要被純電出行的“零污染”口號誤導,但也不要否定集中處理污染的巨大優勢。
為出行成本減負,就必須讓車體盡可能輕巧,才可以少用電池,減少污染并降低電耗。為降低車重,寶馬自己下場造碳纖維,聯合西格里集團、三菱人造纖維公司打造了從原材料生產到制造的整條碳纖維復合材料產業鏈,就連美國摩西湖碳纖維工廠的能源都完全來自水力發電。
車內還有很多細節體現了環保,比如寶馬會在紡織面中摻入40%羊毛(也是可再生資源),不僅毛茸茸很舒服,還可以使座椅更加通風,從而減少空調功耗,降低電耗,延長續航。
小寫的i,蘊含了大寫的“社會責任”。寶馬的一小步,是汽車工業的一大步。
2011年,寶馬i品牌正式對外發布,成為集團旗下第六個品牌,與BMW、M、MINI、勞斯萊斯、BMW Motorrad五大傳奇品牌并肩。
這不是一時興起,而是只有瞬間給出動力響應的電氣化驅動方式,才能更好地詮釋寶馬集團旗下品牌的運動精髓。
2012年6月,首家BMW i展廳(BMW i Park Lane showroom)于倫敦開業,展廳內的寶馬i3是最后一個概念版本,此外還有i Pedelec電動自行車概念版本與i8概念版參與展示。
2013年9月,寶馬i3正式開售。
2014年6月,寶馬i8正式開售。
在新能源領域探索40余載之后,寶馬將兩款量產四輪車獻給了大家,而這兩款車即使用2020年12月的眼光來看,依然有著概念車的前瞻視角,這是筆者給出的理由:
1、史無前例地從材料、生產、運輸、銷售、使用、養護、回收、循環的汽車全生命周期做到了“環保”。
2、史無前例地將碳纖維車身制造引入主流品牌車廠的產業鏈中,并大量引入量產車制造環節。
3、史無前例地將小型車(i3)的IIHS碰撞成績提升到全Good的高度,利用巨大的前后潰縮區進行吸能的傳統方式不再是唯一可行方案。當然,成本很高。
這不是一樁生意,因為這個項目注定是虧本的,因此被很多不懂新能源車的人看作是傻(類似大眾專門建了玻璃工廠造輝騰),被懂新能源但不懂品牌運營的人理解為“行為藝術”。
懂行的人都能理解,這是寶馬領銜演繹一次汽車制造革命,寶馬為此耗費了40多年和30億歐元(約合240億人民幣)研發成本,換來的是被最終證實可行的CFRP碳纖維強化復合塑料材質車身、Life-module(駕乘座艙模塊)+ Drive-module(驅動模塊)、快充技術、清潔生產技術、材質循環技術、REEV增程式混合動力技術(i3)等等。
因為從0到1的設計,寶馬可以讓i3的中控鞍座直接消失,油改電是做不到的;可以讓承托了沉重鋰離子電池組的i3,整備質量只有1195kg;可以保證在沒有B柱的情況下也有足夠的強度,還能安裝勞斯萊斯那樣的“自殺式車門”(Suicide Door);還能實現前后軸載荷50:50的完美配重,讓車子開起來依然很有寶馬風味;可以讓百公里耗電量降低至12.7kWh,利用夜間波谷電價充電的話,每公里出行成本最低4.5分錢。
將i3與i8稱為“公路上的概念車”,并不為過。
內燃機與電動機不是非此即頗的,讓兩者組合,在各種最高效率的轉速區間工作,可以解決內燃機低載荷怠速、電動機高轉速巡航這兩個與生俱來且無法解決的劣勢。
1+1>2
這就是寶馬iPerformance“電動性能”系列插電式混合動力車型誕生的初衷。
早在2009法蘭克福車展上,寶馬就向公眾展出了X6 ActiveHybrid插電式混合動力車型(E72)。使用一臺中大型SAC打造混動車型,證明電氣化改造之后的PHEV系統可以在各種尺寸的車型上裝備,性能不再受車重的嚴重影響。
裝備插混系統之后,X6 ActiveHybrid的油耗降低20%,在eBoost模式下的破百速度低至5.4秒。
寶馬的混動系統是從i8開始玩溜的,這款超跑可以說是寶馬的炫技之作,內燃機與電動機的配合天衣無縫,真正做到了高度融合。
2016年2月,寶馬推出iPerformance車型名稱,適用于從2016年7月開售的所有寶馬插電式混合動力車型。
此后,寶馬不斷發布iPerformance“電動性能”系列新車,目前已有X1 xDrive25e、X3 xDrive30e、X5 xDrive40e、225xe Active Tourer、330e iPerformance、530e iPerformance、740e iPerformance、Mini Cooper SE Countryman ALL4等車型在售。
BMW eDrive是寶馬插電式混合動力的電動驅動組件,三大核心零件包括電動機、高壓鋰離子蓄電池和智能能量管理系統。
新的eBoost模式可以保證車輛擁有強勁爆發力,讓加速比傳統動力汽車更加迅猛。蓄電池可以在車輛下坡、滑行和制動自動充電,從而讓車輛始終具備eBoost。
此外,智能能量管理系統在Auto eDrive的默認模式之外,還設計了Max eDrive和Save Battery兩種動力模式供客戶選擇,前者可以強制使用電能,適合在擁堵路段使用;后者則相反,可以保留電池電量以備可預見的擁堵路況。
電動化,寶馬并不是一個品牌在行動,而是旗下六個品牌一起行動起來。
BMW:寶馬品牌的主銷產品線,目前先從加入48V雙電壓并降低燃耗入手,再進化到PHEV插混(iPerformance系列),最后進化到純電動。
BMW i:最前沿的電驅技術,目前有i3、i8、iX3三款產品,未來還將有i4、iNEXT等車型誕生。
BMW M:傳奇的寶馬運動部門,在傳承“輕量化”與“操控至上”兩大初衷的前提下進行電氣化改造,最有可能的技術路線是先造PHEV混動(比如下圖的Vision M NEXT),再造BEV純電動。電動化之后的M Power,將是寶馬品牌未來的靈魂所在。
MINI:前文中我們已經提到,在寶馬集團Project i項目中最先實現電氣化的就是MINI,接下來,MINI可能是寶馬集團傳統品牌當中最先全面電動化的一個。
2018年9月,在中德兩國高層的見證下,寶馬與長城簽署戰略合作協議,新成立的“光束汽車”立足蘇州市張家港市,總投資51億人民幣,項目為打造電動化MINI車型而來,預計2022年投產。
Rolls-Royce:勞斯萊斯早在2011年日內瓦車展就發布了102EX電動版概念車,不過奢華品牌更注重的是用戶體驗,因此目前充電不方便的現象是不允許出現的。
根據勞斯萊斯CEO托斯滕·穆勒·奧特沃斯(Torsten Müller-Otvös)在2014年時的觀點,勞斯萊斯擬定在2040年實現全面電動化。
BMW Motorrad:2014年發布第一代C Evolution電動踏板,目前正在籌備全新換代大作。
或許大家已經淡忘了寶馬集團在2016年舉辦過一場100周年慶典活動,但一定還記得那4臺特別科幻的“VISION NEXT 100”系列概念車,從左到右分別來自MINI、BMW、Rolls-Royce、BMW Motorrad品牌的概念產品。
除了電動化,寶馬還在這一批致敬BMW品牌100周年的概念車當中融入了很多新技術,比如風阻低至0.18Cd的“靈動結構”車身外殼、人工智能與感知技術合二為一、環保革新材質的運用、自動駕駛技術等等。
2020年是寶馬品牌在新能源領域的關鍵一年,最重磅的出品是寶馬i品牌旗下的全新SUV車型——創新純電動BMW iX3。
iX3搭載第五代BMW eDrive電力驅動系統,在功率密度、續航里程、輕量化、小型化和模塊化等多維度的技術創新,令其擁有充足的競爭力。
采用更加環保的低鎳配方NCM811三元鋰離子電芯,由華晨寶馬動力電池中心二期工廠生產。動力電池整包能量密度提升至154Wh/kg,續航達到500km,很好地平衡了電池的性能表現、能量密度、續航里程、安全性以及全生命周期的質量可靠性。
2021年,寶馬將有兩件大事要做,第一件是讓中國產的寶馬iX3銷往全球,第二件是正式發布寶馬i4量產版。寶馬i4四門轎跑車將在保持寶馬運動特性的前提下,將續航提升至600km大關。
根據寶馬的“全新第一戰略”,寶馬將于2021-2025年之間完成加深電動化的進程,并將iNEXT概念車及其搭載的自動駕駛系統量產化。到2025年,寶馬集團將提供25款電動車型,其中12款為純電動車型。
與此同時,從1979年開始研究的氫燃料/氫燃料電池方案也會同步進行,目前最新的概念車是寶馬i Hydrogen NEXT氫燃料電池車(G05,下圖)。寶馬集團計劃在2022年小批量生產搭載氫燃料電池電力驅動系統的i Hydrogen NEXT車型,2025年實現大批量生產。
寶馬集團持續推動未來出行的四大戰略方向 “ACES”——自動化(Automated)、互聯化(Connected)、電動化(Electrified)、服務化(Services),這些成果的集大成者將是iNEXT的量產版。
文章寫到這里,也接近尾聲了。有些讀者可能會懷疑,寶馬新能源汽車銷量其實并不是很高,為何筆者要用“偉大”一詞來形容寶馬呢?
來看一組數據,寶馬集團新能源汽車全球總銷量在2019年12月達到了50萬輛,其中i3超過16.5萬輛,i8超過2萬輛。
這銷量也值得一說?
是的,非常值得,這是高質量的豪華新能源車,不是路上跑著的那些土法油改電的工業廢品。因為i3與i8的技術過于前沿,簡直就是把概念車拉到展廳里面賣,巨額的研發成本根本無法很好地平攤,短期內不被市場完全認同是很正常的事情。
對于一個項目而言,我們很難說它的經濟效應有多成功,寶馬一直虧本做這個項目;對于品牌而言,這場延續了近半個世紀的探索終于開花結果,終于用量產化的產品詮釋了寶馬品牌基因,這的確是一次偉大的勝利。
用大家更熟悉的中國歷史來類比吧:偉大的漢朝從不單獨討論,先有秦的探索再有漢的長期興旺;強盛的唐朝從不被史書孤立,先有隋的踐行再有唐的長治久安。
“秦與漢”、“隋與唐”的相輔相成是永不消亡的規律,先有理念與技術超前的“跑在公路上的公路車”,再有今天我們見到的寶馬iX3——長續航、性能優越、工況穩定、價格公道。
用半個世紀的堅持,堅持理念,研發技術,不是隨便一個品牌能辦成的偉業。
在極度追求重資產的汽車制造業,擁有此等革新汽車制造業上中下游全產業鏈的眼界與膽識,無出其右。
最強的品牌,敢于革自己的命,拋掉往昔榮耀蛻變重生。
這就是104歲的寶馬,一個偉大的品牌。
(文:太平洋汽車網 黃恒樂)
>>點擊查看今日優惠<<

使用微信掃描二維碼
即可進入交流群

使用微信掃描二維碼