揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)

揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)
▲VW逐步透露旗下全新电动车平台MEB相关信息,2022年该集团旗下4个品牌将在全球推出27款MEB(德文原文为Modularer Elektrobaukasten,英文为Modular Electric Drive Kit)平台车型。
 
Modularer Elektrobaukasten(MEB), The platform for new era
 
随着正式问世的时间逐步接近,VW逐步透露旗下全新电动车平台MEB相关信息,2022年该集团旗下4个品牌将在全球推出27款MEB(德文原文为Modularer Elektrobaukasten,英文为Modular Electric Drive Kit)平台车型,覆盖範围从小型车到富有生活情趣的厢式车VW Bulli。拥有较强的扩充性,能够同时满足不同级别、不同类型的车都使用MEB平台,并实现插电式混合动力、纯电池动力、混合动力等不同车型的模组化生产。为何VW投入鉅资研发MEB电动车平台?其技术特色又是什幺?请看我们的分析。
 
撰文=许鸿德 / Hunter Hsu
 
模组化平台理念真正发光发热,源于1990年初期Ferdinand Piech领导VW从负债数十亿美金的困境中起死回生,最为后人称到的就是集团内车厂「共用车身平台」的策略,汽车销售的竞争日趋激烈,消费者对产品品质的要求却越来越高。为了对新产品比前一代进步的期待,同时兼顾压低开发成本以及各国的文化及需求差异,以开发共用底盘、共用引擎等系统关键零组件来搭配不同外观之车型以满足不同阶层车主的需求成为最佳解决方案。
 
揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)
▲能够同时满足不同级别、不同类型的车都使用MEB平台提供充裕的工程设计弹性。
 
模组化车身平台的坚决拥护者
 
在2015年深陷柴油引擎空污排放丑闻后,VW集团就确立了电动车的战略发展方向,并随即启动全新电动车平台的研发工作,2016年MEB电动车平台的首款概念车I.D.正式展示在公众面前,也预告量产车型预计将在2020年问世。截至目前为止,已有多款以MEB平台为基础的概念车问世,包括电动客车BUDD-e、I.D. BUZZ及I.D. Vizzion。
  
没有了横置与纵置引擎室的设计限制,在技术上MEB将是比MQB涵盖车型更广的全新平台,在「Roadmap E电动化战略」下,VW集团旗下4个品牌计画在2022年推出27款MEB平台车型,覆盖範围从小型车到富有生活情趣的厢型休旅车VW Bulli。2025年集团旗下各品牌将推出包括50款纯电动汽车及30款插电式混合动力汽车在内的共80余款新能源汽车。最晚到2030年集团内全部车型将实现电动化!为了达成前述目标,VW集团宣布在2019年至2023年之间的4年间将斥资440亿欧元(500亿美元)用于建设新工厂、电动汽车、自动驾驶和移动服务,VW电动出行业务负责人Thomas Ulbrich在接受访问时表示。
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▲早在创立之初,VW工程团队就热衷于基于同一平台底盘打造各式各样不同的车型,甚至可以追溯到商用车鼻祖T1车型(基于始祖Beetle底盘打造),而Porsche车厂的开山之作365车型也同样是由Beetle底盘基础而研发。 
 
即将问世的MEB电动车平台无疑是撼动汽车与电动车产业、也会流名青史的关键平台,该平台出自于率先于汽车产业引领平台模组化潮流的VW集团也不让人意外。VW集团如今能够成为欧洲汽车产业的霸主,过去对于新科技的追求功不可没,最具代表性的例子就是「平台资源共享」策略。早在创立之初,VW工程团队就热衷于基于同一平台底盘打造各式各样不同的车型,甚至可以追溯到商用车鼻祖T1车型(基于始祖Beetle底盘打造),而Porsche车厂的开山之作365车型也同样是由Beetle底盘基础而研发。1970年代VW车厂开始用A0级/A级/B级/C级/D级尺寸的车身底盘平台概念来区分旗下的迷你型车/小型车/中型车/中大型车和大型车产品,这也是该厂最早的平台雏形。
 
 而模组化平台理念真正发光发热,源于1990年初期Ferdinand Piech领导VW从负债数十亿美金的困境中起死回生,最为后人称到的就是集团内车厂「共用车身平台」的策略,汽车销售的竞争日趋激烈,消费者对产品品质的要求却越来越高。为了对新产品比前一代进步的期待,同时兼顾压低开发成本以及各国的文化及需求差异,以开发共用底盘、共用引擎等系统关键零组件来搭配不同外观之车型以满足不同阶层车主的需求成为最佳解决方案。
 
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▲从最早的PQ(横置引擎)/PL(纵置引擎)12/25/35/45/46经典世代平台,到进入21世纪后VW集团的平台科技已远超多数人的想像。
 
从最早的PQ(横置引擎)/PL(纵置引擎)12/25/35/45/46经典世代平台,到进入21世纪后VW集团的平台科技已远超多数人的想像:目前传统燃油引擎新车型都将来自四大通用平台:包括以横置引擎MQB平台为基础推出中小型车;以引擎纵置模组化平台MLB(Modularer Längsbaukasten)为基础推出中大型车以及改良平台MLB evo推出顶级旗舰车型;以引擎中置模组化平台MSB(Modularen Standardantriebsbaukasten)为基础推出豪华跑车;最后以新款小型车系列NSF(New Small Family)平台为基础推出小型车和微型车产品。
 
我们以2012年推出、至今多款量产车型已使用、採用新材料和新的生产工艺、专供横置引擎使用的MQB平台(德文原文为Modularer Querbaukasten,英文为Modular Transverse Matrix)为例,这款被视为VW集团最重要的模组化平台适用于小型至中型轿车,覆盖VW、Audi、Skoda与Seat等多品牌车型,包括Audi TT、A3、Skoda Superb、Karoq、VW Golf及Jetta均基于此平台打造。在过去十年内採用此平台售出车辆已多达近5,500万辆!这主要归功于模组化结构上可调整轮距、悬吊系统与轴距以开发不同车型;并可在同一条生产线上生产不同的车型,从而大幅提高了生产灵活性并降低成本。MQB平台衍生的第一款车型Audi A3将比上一代减重超过80公斤,而採用相同平台的七代Golf减重幅度更将达到220磅(将近100公斤)!假使以六代Golf 车型为基準,减重后的车重将由原本的1,190公斤降低至1,090公斤,以现行Golf车身尺码来看非常难得(尤其是新一代车型其车身长度与宽度还将增加),甚至已比上一代Polo车型还要轻盈,原厂表示这能够带来23%的燃油效率提升。100公斤的减重将来自于电子系统(减轻6公斤)、引擎系统(减轻40公斤)、传动系统(减轻26公斤)以及车身主体架构(减轻37公斤)。我们从MQB平台车型涵盖了此前从PQ25到PQ46几乎所有基本的产品,就可发现其不凡的工程潜力,虽然开发成本巨大,但通过模组化平台可降低约20%的製造成本,MQB平台每年就可为VW集团节约174亿美元。该集团也证实未来还将推出MQB的升级版MQB evo平台。
 
VW集团的成功引发了汽车同业的仿效,今天多数大型汽车集团都不惜投入鉅资研发自有的模组化平台,以Mercedes车厂为例,其共用零组件计画包括了调整工程及研发团队,透过从纵向(垂直整合)组织模式转到了横向(水平整合)组织模式,不同车型间分担研发成本的计画还包括共用车内座椅结构、车用电子系统结构、感测器网路、线路和车用电脑软体等。使用共同主要系统的优点是可以用更短的时间、更少的成本开发新车型。帮助该品牌推出多种车款抢佔各个利基市场(如掀背车、双门跑车、敞篷车、旅行车、SUV、CUV等分众级距)以争取销售量的最大化。 
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▲VW集团最重要的MQB模组化平台适用于小型至中型轿车,覆盖VW、Audi、Skoda与Seat等多品牌车型,包括Audi TT、A3、Skoda Superb、Karoq、VW Golf及Jetta均基于此平台打造。在过去十年内採用此平台售出车辆已多达近5,500万辆!
  
专为电动车设计平台的必要性
 
摘要2=在新能源的大潮下,VW成为传统汽车品牌中最早决定大力发展、也是转身纯电动车型最快的汽车巨头,MEB电动车平台应运而生。而长期以来积累的模组化平台经验让其开发MEB等电动化平台得心应手,这是兴起的全新电动车品牌难以企及的技术壁垒。模组化平台虽然先期投入巨大,但带给VW集团的不仅仅是更快速的新车设计与节约生产成本,也能针对消费者的喜好更快的做出反应推出相应的产品。
 
揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)
 
该不该推出一款100%为电动车而生的平台?各大汽车集团内部都曾经有过激烈的争论,就连专注于电动车产品的Tesla车厂创办人Elon Musk也曾对旗下两款产品Model X与Model S採用相同平台进行了反思,为了在Model X上多实现其他功能导致两款车型的设计彼此限制,于是该厂尺寸更小的Model 3和Model Y在研发时决定直接採用两个平台。但对于从燃油引擎动力车型起家的传统车厂而言,进军电动车市场意味着累积四大关键领域:底盘、电池、马达、电池控制系统的核心技术。
 揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)
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▲早期由于产量与销量较低与经验不足,汽车工程师的第一选择是电动车型与传统引擎车型共用平台,包括Chevrolet Volt、Nissan Leaf与2013年推出的Golf车型电动版本都属于此类。
 
 与传统汽车三大核心系统(引擎、变速箱、底盘)不同,电动汽车的四个核心系统:底盘、电池、马达、电池控制系统都已有成熟的供应体系,Tesla车厂的电池、电机都来自供应商(锂电池是日本Panasonic的18650规格电池,这种电池常见于笔记本和智慧手机中,马达则来自台湾富田电机。新进业者可以很容易在电机、电池领域赶上Tesla车厂,但真正的挑战在于如何掌握电池控制系统以及车辆底盘平台设计,这涉及到造车的核心——车身安全领域的丰富经验,而VW集团更是平台化造车的坚定拥护者,不论是过去PQ、PL平台两大家族,还是随后的MQB、MLB等模组化平台,都成为消费者心目中「先进造车理念」的代表。着眼于未来百万甚至千万规模的电动车销售量,该集团砸下血本研发MEB电动车平台的决定不让人意外。
 
揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)揭开全新电动车平台MEB的神秘面纱(上)
▲电动车与燃油引擎车辆共用底盘导致诸多限制:电池模组和马达往往被硬塞进之前放置引擎、油箱、变速箱的位置,最常见的就是在变速箱通道和座位下面的「T形电池模组」(大幅佔用车室内空间)。
从车辆操控及产品特色的角度来看,电动车专用平台也有其必要性!电动车底盘的设计经过超过10年的探索,早期由于产量与销量较低与经验不足,汽车工程师的第一选择是电动车型与传统引擎车型共用平台,包括Chevrolet Volt、Nissan Leaf与2013年推出的Golf车型电动版本都属于此类。与电动车相比,传统汽车心脏的引擎体积与重量显着、形状又不规则,不论是前置、中置,还是后置都各有优缺点,引擎位置对整车的外观比例影响很大,而电动车的马达体积却小的多,所以电动车真正的设计障碍在于电池模组的位置(以及安全设计)!汽车工程师过去探索的方向有三个:配合传统汽车底盘的布局来放置电池模组、或将电池放到原本引擎的位置、最后才出现滑板(平台)式电池模组设计。
 
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▲为了与燃油引擎车辆共用底盘导,结果就是车身重心大幅上移而导致车辆侧倾明显。
  
电动车与燃油引擎车辆共用底盘导致诸多限制:电池模组和马达往往被硬塞进之前放置引擎、油箱、变速箱的位置,最常见的就是在变速箱通道和座位下面的「T形电池模组」(大幅佔用车室内空间),结果就是车身重心大幅上移而导致车辆侧倾明显。Tesla车厂的第一款产品Roadster将内含6,831颗电池的长方形的电池盒放在Lotus Elise车型的引擎室内,给乘客提供的体验也就是一辆电动版的Lotus Elise(但车室内空间更小)。为此Tesla车厂第一款专门设计的电动车Model S就採用了滑板(平台)式电池模组设计,数千个圆柱形小电池被封装为扁平的模组,这样的设计有很多好处:首先是电池模组重心离地面较近提升了车辆操控性,马达和其他电装系统也能放在车轴的高度而加大了车室内空间。类似的设计哲学也出现在BMW i3车型上:碳纤维的「Life」车身框架安装于铝合金的「Drive」底盘模组上,Drive底盘模组包含电池模组、马达和悬吊系统,BMW i3虽因尺寸限制而缩小了行李箱空间,但车室空间充分展现了滑板(平台)式电池模组设计的优势:BMW i3的车身尺寸与VW Polo类似,空间感受却接近BMW 3系列。