弗里蒙特工厂与其它工厂计划
[汽车之家 技术] 三年前,我们拜访过特斯拉位于美国加利福尼亚州弗里蒙特(Fremont)的整车生产厂,了解过Model S车型的生产过程。10月初,我们再一次来到了这家熟悉的工厂。这次的到访,我们主要是来了解一下特斯拉的新动向,看看这家以IT理念来制造纯电动汽车的企业暗地里在憋什么大招?
● 30秒读懂全文
1、弗里蒙特工厂获得升级,内华达州工厂即将全面启用,上海工厂购地成功。
2、全新9.0系统带来了行车记录仪、地图镜像等诸多功能升级。
3、不求人了!特斯拉从此有了自己的AI处理芯片。
4、除了电动车,特斯拉也在积极推广独立储能系统。
5、继续完善超级充电网络,并再一次提升充电速度。
6、新车型Model Y近况。
● 新车型为弗里蒙特工厂带来的变化
沐浴着加州的阳光,我们来到了Mission Peak(译为“使命峰”)脚下的特斯拉弗里蒙特工厂。驾车经过工厂大门,来到工厂前的特斯拉弗里蒙特体验中心,这里和三年前相比,变化并不大,厂房大大的特斯拉Logo彰显着其身份。所不同的是,现在这里除了停放着Model S,还多了很多近两年才推出的Model X和Model 3。
在Model 3展车旁边还展示了特斯拉生产的Powerwall(家用储能电池)以及太阳能板,这两个设备能够实现家庭电能的自给自足。对于美国这种以“摊大饼”形式建设城市,独栋房子占比较高的国家,特斯拉这种家庭太阳能发电储能系统是挺合适的,尤其是像加州这种日照强烈的地区。
体验中心的工厂参观项目是对外开放的,任何人都能通过网上预约前来了解特斯拉电动汽车的生产过程。我们此次拜访同样也体验了这个项目,但参观的线路是和三年前一样,参观的是Model S的部分生产车间,在此就不再重复了,感兴趣的可以看三年前的特斯拉工厂参观文章。本文主要聊的是新车型Model 3的生产特点。
回过头来我们继续聊聊关于Model 3的一些生产工作。虽说特斯拉全系为电动车产品,但从制造的角度来说,它与我们常见的传统车企品牌工厂并没有什么本质上的区别,同样是由“四大工艺”完成车辆的制造工作。具体步骤我就不再赘述了,这一次我们将重点放在Model 3的制造与Model S/X存在什么差异上面。
目前Model 3的车身冲压工作是与Model S/X车型共线生产,并且为了扩大产能,保证Model 3能够顺利交付,弗里蒙特的冲压车间其实已经获得了升级:多条自动冲压线同时工作,并且增添了全新6序自动冲压线。
全新6序冲压线的引进,不但提高了整个工厂的冲压生产效能,也同时提高了冲压零部件的生产精度。据悉,目前Model 3车身上的冲压部件,绝大多数都源于这套6序冲压线,整车冲压做工水平得以提高。而也得益于6序冲压线的存在,特斯拉在冲压工艺上从较为落后的水平,一跃成为车企第一梯队。
冲压完成的零部件将会短暂贮存在一个区域当中,之后便被运送到了焊装车间,这一点也与诸多车企无异。其实称其为焊装车间并不够严谨,毕竟特斯拉的三款产品都采用了较多的铝合金零部件,焊装工艺仅仅是车身拼装工艺当中的一个环节,这里还包含诸多自攻铆接工位。
为什么采用了更多钢制零部件就不能与Model S/X共线生产?其实原因很简单:工艺差别大。与Model S/X相比,Model 3需要更大程度上依赖点焊与保护焊拼装车身,自攻铆接工艺使用率相对较低一些,若将它们三者共线生产,不仅会放慢Model 3的实际生产效率,也会影响到Model S/X车型的生产节拍。打个比方就是,你让两个节奏都对不上的人合唱,他们之间只会相互影响,谁都唱不好。
拼装完成的车身会被运送到涂装车间,当然,这里有着严格的清洁除尘规范,所以我们也未能有幸参观。但从工作人员的介绍中得知,目前特斯拉的涂装车间几乎是全自动化喷涂工艺,并且根据不同颜色和效果,这里可以实现多层清漆+多层色漆的喷涂工艺,这一点是特斯拉弗里蒙特工厂的一大优势。
之后我们再来说说总装车间。同很多车企一样,特斯拉的总装车间同样需要大量人力去实现总装工作。而与传统燃油汽车工厂不同的是,由于特斯拉只生产电动车,并且全系电池都在底盘下部,故在底盘合装工序方面,这里不仅要把悬架和电机合装在车身上,还要在接下来的工作当中将驱动电池装在车身底部。
另外,弗里蒙特工厂总装车间最值得一看的就是它的换线机械臂。一般总装车间会通过轨道与升降机将车身从一条流水线运送到另一条继续完成总装工作,而在这里,它是通过一个全美最大的KUKA机械臂将车身运送到下一流水线当中。整个工厂负责运输换线任务的大型机械臂一共有12个,它的存在提高了整个总装车间的生产效率,并且为整个车间节约了不少成本(据工作人员称,每个机械臂能够节约近一百万美金的综合成本)。总装完成的车辆同很多其它品牌一样,它们都会经过一段测试工作(包括台架试验与路试)才能合格下线,并且我们在这里还见到了不少Audit工位,用以细致抽检和优化生产工作。
而至于说未来的生产计划,特斯拉将有三家工厂可以实现车辆的整车量产工作,它们分别是弗里蒙特工厂、内华达州工厂以及前段时间刚刚敲定的上海工厂。现阶段而言,内华达州工厂还不能启动Model 3的整车量产工作,不过据工作人员称,第二工厂马上就能开始整车量产工作了,并且在启用之后,第二工厂将优先全力支持Model 3的整车量产,以保证交付量完成。
上海工厂计划势在必行,内华达州工厂也即将全面开始量产工作,在未来特斯拉的产能将有着质的变化,Model 3与未来Model Y车型的交付问题也将得到根本解决。(关于特斯拉上海工厂部分新闻如下:宣布建厂/成功拿地)
9.0版本新系统
● 备受关注的9.0版本系统
特斯拉官方新闻稿称,新的9.0版本在10月初开始推送,Model S、Model X、Model 3可以通过该版本软件升级获得新的界面和功能。但该新版本软件会优先推送到员工车主的车上,随后才会推送至普通车主的车。
此次探访特斯拉工厂未能体验9.0版本系统,不得不说是一个遗憾。但通过和体验中心讲解员的交谈,结合现在网络上流出的一些9.0版本系统的照片,我们可以对该新版本软件有更深入的认识。
■ 地图定位可以通过手机分享到车辆
此外,乘客可以使用手机APP来实现多媒体控制,可用手机控制音量、选曲等功能。如果你不希望乘客使用该功能,也可以在多媒体系统设置菜单中关闭。
■ 新增行车记录仪功能
目前,只有采用Autopilot 2.5版硬件的车型(2017年8月至今)升级9.0版系统后才能使用行车记录仪功能。据特斯拉内部人士称,未来采用Autopilot 2.0版硬件的车型(2016年10月至2017年8月)也会增加该行车记录仪功能。
■ 多媒体系统多个APP进行了优化
■ 新增Navigate on Autopilot功能,但工作在“影子模式”
这是特斯拉的Autopilot系统首次与路线导航相结合,可让用户得到全新的自动驾驶体验。但是,这项功能在9.0版本软件中工作在“影子模式”,也就是该功能只在后台工作,不对普通用户开放。特斯拉是通过9.0版本软件让车主们在实际道路上验证这套新系统的可靠性,验证完毕后才会通过软件升级来开放该功能。在美国,“Navigate on Autopilot”功能完成验证阶段后会以测试版的形式对普通用户开放。至于其他国家的特斯拉车型未来是否会同步开放该功能,需要根据当地法规情况而定。
■ 新增全景影像功能
■ 增强障碍物监测系统对侧后方和后方车辆的探测
新版本系统由于采用了8个外置摄像头对车周围环境进行图像识别,所以能够识别更多车辆类型,新增的车辆类型包括自行车、摩托车、轻载卡车和重载卡车。由于新系统启用了全景影像功能,所以能够识别车辆侧面的车道线,并能够通过全液晶仪表盘显示相邻车道的分道线,甚至能显示车辆侧面的多条车道。
■ 导航把HOV共乘车道纳入路线规划
升级9.0版本系统后,新增了一个障碍感知加速限制功能。当车辆低速行驶时,如果系统检测到车辆行驶方向前方有障碍物,会限制车辆的加速,降低因误踩油门而引发的事故。
■ 彩蛋:Atari经典街机游戏
除了上面介绍的新增功能外,还有一些界面上的调整和控制方式的变化,Model S和Model X的界面设计会向Model 3看齐。
特斯拉AI芯片/发电与储能设备
● 全新Autopilot系统或换用自研AI芯片?
特斯拉的Autopilot 1.0系统采用的是1颗英伟达Tegra3芯片+1颗Mobileye Q3芯片;Autopilot 2.0系统换用了英伟达的芯片,硬件由1颗Tegra Parker芯片+1颗Pascal架构的GPU芯片组成;Autopilot 2.5系统为提升硬件冗余计算能力,在Autopilot 2.0系统基础上,增加了一颗Tegra Parker芯片,硬件由2颗Tegra Parker芯片+1颗Pascal架构的GPU芯片组成。
特斯拉的Autopilot 2.5系统数据处理单元硬件可以说是目前搭载量产车的高级驾驶辅助系统中处理能力最强的。这也是特斯拉能够不断在现有车型产品上增加新功能的重要硬件基础。然而,性能强大的背后也意味着较大的功耗。我们可以拿与特斯拉Autopilot 2.5数据处理单元配置接近的英伟达DRIVE PX 2(AutoChauffeur版本)来对比一下。
搭载2颗Tegra Parker芯片的英伟达DRIVE PX 2功耗为250W。特斯拉Autopilot 2.5比英伟达DRIVE PX 2多了1颗Pascal架构的GPU芯片,而1颗Pascal架构的GPU芯片功耗为120W(参考桌面电脑上采用的英伟达GTX1060显卡的标准功耗值)。所以我们可以得出特斯拉Autopilot 2.5系统数据处理单元功耗大约为370W。对于一款纯电动车来说,370W的用电器并非一盏省油的灯,提升性能功耗比势在必行。
根据Google公布的一些信息,其专用AI芯片比CPU+GPU计算架构快15-30倍,性能功耗比高出约30-80倍。如果其专用AI芯片采用GPU常用的GDDR5显存作为存储介质的话,其TPOS(Tera Operations Per Second,一个衡量处理器芯片深度学习处理能力的指标,指的是每秒万亿次8位整数运算)性能指标还能再提高3倍,将其性能功耗比指标提高到CPU的200倍,GPU的70倍。在CPU或GPU面前,专用AI芯片显示出巨大的性能功耗比优势,这也是特斯拉自研AI芯片的主要原因。对于电动车而言,通过降低用电器功耗节省下来的每一瓦特,都对提升续航里程有意义
2015年,Jim Keller在ZEN处理器完成架构设计后,离开了AMD,于2016年加盟特斯拉,领导一个50人的小组,为特斯拉开发专用的AI芯片。据悉,Jim Keller在特斯拉工作了2年多,目前已经离开特斯拉,他目前在芯片巨头英特尔任职。按照惯例,Jim Keller的离职意味着开发项目的主要工作已经完成。埃隆·马斯克也曾在接受外媒对话时表示搭载AI芯片的新Autopilot系统有望在明年初问世。拥有更高性能功耗比的全新Autopilot系统为特斯拉车型带来的功能升级绝对值得大家期待。
● 不要忘记,特斯拉不仅仅生产电动车
谈到特斯拉,大家第一时间想到的不外乎是两个东西,一个是它的创始人——埃隆·马斯克的传奇人生;另一个是电动车。而实际上特斯拉不仅仅生产电动车,太阳能板和储能设备也是其主要产品。上文我们也提到了,在弗里蒙特的特斯拉体验中心,Model 3展车旁边就摆放着特斯拉生产的太阳能板以及家用储能设备Powerwall。
从这些产品布局我们可以看到,特斯拉的触角已经由电动车伸向能源产业了。特斯拉的创新思维在未来或许能为传统能源产业带来新的活力。而至于说这套Powerwall会不会在未来受惠于我们中国消费者,目前我们得到的消息是:只要政策允许,并且使用环境得到进一步开放,他们会在第一时间将这个产品项目引进到中国(虽然现在你也可以通过特斯拉渠道,为自己家里的别墅安装这套储能系统。请注意:独栋别墅,楼房的话还需要时间)。
理想很丰满,现实却很骨感。Powerwall作为一套可循环的独立储能系统,它有着极高的灵活性与通用性,并且从根本上实现可再生的能源方式。但想要大面积推行下去,特斯拉似乎还有很长的一段路要走。而目前的装配情况是,这套设备仅在加州的部分超级充电站和一些农场客户有所普及,大城市的普及度似乎并不高。
充电网络升级与新车Model Y
● 完善超级充电站网络,进一步提升充电速度
Model 3作为特斯拉旗下价格最亲民的车型,今年8月在美国销售了20450台,这是一个相当不错的销售成绩,其销量也基本把目前弗里蒙特工厂Model 3生产线的产能完全消化了。而随着Model 3在其他国家陆续交付,产能提升计划也已排上了日程。
在中国,2017年1月1日之后完成订单的Model S和Model X车主每年可以在超级充电站免费充电400kWh(可行驶约1600km),超出的部分将会根据各地电费收取一定的费用;Model 3车主没有免费充电额度,在超级充电站充电需要按实际使用收费。收费并不代表特斯拉唯利是图,反而是目前超级充电站数量不多的前提下,通过设置使用门槛来优化超级充电站使用环境的一种措施。特斯拉自始至终没有把超级充电站作为主要盈利项目。随着特斯拉超级充电站的网络进一步完善,未来特斯拉也不排斥其他品牌车型以付费方式来使用特斯拉的超级充电站。完善电动车使用环境,共同建立电动车生态圈是目前像特斯拉这样的车企努力的方向。
目前,根据特斯拉的设计标准,两个超级充电桩共用一个整流器,所以如果相邻两个超级充电桩都有车辆占用充电时,两台车会分享该整流器输出的功率。上述整流器输出的最大功率为145kW,单车充电时,最大充电功率为120kW;双车充电时,第一台接入的车辆最大充电功率为85kW,第二台接入的车辆最大充电功率为60kW。
随着保时捷Taycan车型把350kW快充带进市场,其他品牌车企也将迅速跟进。特斯拉面对市场的竞争,必须加速其超级充电桩向350kW充电功率升级的步伐。而要实现350kW的充电功率,特斯拉的电池技术、充电系统以及充电桩都必须升级才行。这意味着特斯拉旗下新款或全新车型将会迎来一次重大的技术升级,来迎接350kW快充时代。
● 全新车型Model Y的信息
特斯拉目前已经公布了两张Model Y的预告图,新车有望在2019年3月亮相,2020年初正式投产。此次参观弗里蒙特工厂,我们未看到Model Y的相关零部件或伪装车,相信该车的试制车间或生产线应该不在该工厂。
Model Y定位为入门级SUV,将与Model 3采用相同平台打造,并继续采用Model X上的鸥翼门设计。这款车的售价将会介于Model 3和Model S之间,外媒猜测其基本版售价在45000美元以内(约合人民币29万元)。
动力系统方面,预计Model Y将采用与Model 3相同的动力系统,也将推出四驱和高性能版本。
由于弗里蒙特工厂目前已经是满负荷运转,所以Model Y应该不会在该工厂生产。官方计划在今年第四季度之前为Model Y选择工厂,但目前尚未有相关信息披露。
● 全文总结:
从工厂升级到9.0系统,再到AI芯片与充电计划,哦对了,还有新车Model Y,特斯拉在这一年当中经历了很多事。虽然这一年当中风雨共存,但从大格局角度来看,特斯拉总体仍旧处于向上势态,两个新工厂的顺利推进能让特斯拉一改Model 3的交车难题,9.0系统的功能升级也让我们充满期待,而AI芯片的性能究竟几何?350kW充电计划能否顺利落地?Model Y又会是什么样?特斯拉似乎给我们埋下了不少伏笔,敬请期待特斯拉的表演吧。(图/文/汽车之家 常庆林/舒宁)