隨著寶馬追加在美國的碳纖維工廠2億美元投資,使這家工廠的中期產能達到9000噸/年,占了全球碳纖維4萬-5萬噸年需求量的近20%,從而成為世界最大的碳纖維生產基地。這意味著寶馬在全球的車用碳纖維領域,無論在使用數量上還是在核心技術上,都已經取得了絕對權威的地位。
面對環境與能源的雙重壓力,除了在動力總成方面不遺余力地進行研發以求節能減排之外,全球汽車制造商們也都在輕量化車身方面尋求新的技術解決方案。盡管有多種解決之道,但寶馬偏偏選擇了價格昂貴被稱為“黑色黃金”的碳纖維。
寶馬為什么要選擇這樣一條技術路線?碳纖維有可能在普通量產車上被廣泛使用嗎?碳纖維的價格有望進一步平民化嗎?
5月初,筆者考察了位于美國華盛頓洲摩西湖畔的專門生產碳纖維材料的西格里汽車碳纖維公司,并與寶馬集團負責采購和供應商網絡的董事克勞斯·德雷格博士進行了交流。
減重是未來車身技術關鍵
盡管碳纖維可能是目前最好的車身材料,但由于其生產成本太高,即使在大規模應用后都難以攤低成本,因此,世界五大汽車制造商(大眾、豐田、通用、福特、現代)在致力于輕量化車身研究與開發時基本上采取了放棄的態度(只在部分高端車型上有少量應用)。
在豪華車細分市場,奔馳目前采用的是鋼鋁結合車身,奧迪采用的是全鋁車身,其他品牌大致也都在這個范圍以內。部分超級跑車如蘭博基尼、保時捷、奧迪R8等,則部分采用了碳纖維車身。從市場角度看,在寶馬i品牌誕生前,還沒有哪個品牌的大規模量產車使用碳纖維作為全車身材料。
大約2007年前后,一次研究未來發展戰略的寶馬集團董事會上,在聽取了技術人員的詳細分析后,幾位重量級人物達成了一個共識:“高效動力”將成為寶馬未來最主要的技術發展方向。但是,雖然小型車可以達到節能減排的歐盟政策需求,卻有悖于寶馬始終追求“駕駛樂趣”這一品牌初衷,因此,必須尋找另一種新的環保動力作為補充能源。于是,電力驅動進入了寶馬的視線。不過,令人生畏的電池體積和重量限制了以鋼鐵為車身材料的研發。寶馬的技術人員決定采用一種“革命性的設計”來達成目標。“i”品牌由此誕生。
寶馬集團旗下共3個汽車品牌:BMW、MiNi和Rolls-Royce(勞斯萊斯)。i是BMW的子品牌,目前有兩款產品:i3和i8,前者是純電動轎車,后者是插電式混合動力跑車。
為了解決重量與動力之間的矛盾,寶馬決定用碳纖維作為這兩款車身的材料。“因為在輕量化車身結構、穩定性與安全性方面,沒有任何一種材料能夠與碳纖維媲美。”德雷格說。
通過框架式車身、發動機后置,以及前輪電驅動、后輪內燃機驅動等 “革命性設計”,i系列實現了全新的動力和排放的革命,歐美先鋒人士們對其趨之若鶩,目前在萊比錫工廠i3的日產已超過百臺,銷售已逾5000余臺;而即將上市的i8則吸引了更多迷戀速度的車迷們關注。
不過,i系列并不是寶馬惟一使用碳纖維的品牌。德雷格在與筆者交流時表示:“作為BMW智能輕質材料科技的一環,未來碳纖維將廣泛應用在BMWi和BMWM之外的其它產品線。”這意味著在不久的將來,盡管寶馬還沒有考慮在中國建立碳纖維工廠,但中國的消費者仍然能夠在BMW和MINI的進口車型中發現碳纖維車型,甚至在已經國產的3系、5系等車型中也有可能出現碳纖維版。
這是一幅美妙的圖景。但是,“黑色黃金”會降價嗎?
碳纖維價格能否“平民化”
碳纖維不是新東西,它早已在航空航天領域里廣泛使用;碳纖維的生產制造工藝也不復雜,充其量是石油的提煉物,再加上碳化過程而已。但是,由于其碳化過程需要使用大量電力,因此導致成本奇高。甚至寶馬之所以選擇在摩西湖這樣一個“鳥不拉屎”的地方建廠,就是看中了這里低價格的水電。
筆者在摩西湖工廠看到,碳纖維的生產步驟包括:第一步,由西格里集團與日本三菱人造纖維公司在日本大竹建立的合資企業生產出白色的聚丙烯腈纖維原絲;第二步,將聚丙烯腈纖維原絲運到摩西湖工廠,通過電力加熱爐使其碳化成真正的碳纖維;第三步,將碳化的碳纖維運送到位于德國瓦克斯多夫的第二個合資工廠將其加工成不同形狀的編織物;第四步,將這些碳纖維織物運往蘭茨胡特和萊比錫的寶馬工廠經注入樹脂后沖壓成汽車零部件;第五步,在總裝生產線上進行裝配。i系列車型使用的碳纖維材料全部來自摩西湖工廠;i車型的投產則意味著碳纖維材料首次大規模應用在量產車型上。
不過,雖然BMW是豪華車品牌,但i3城市版(未加裝內燃機,可在一個城市內行駛;加裝內燃機的是“城際版”,可實現城市間跨越)的起步價格仍然高達3.5萬歐元,非普通消費者能夠承擔。
德雷格認為,至少有三種途徑可以降低碳纖維的使用成本,而降低的成本最終將惠及到消費者:首先是優化流程、積累經驗、提升效率。碳纖維不同于鋼鋁,無法回爐再利用,而足夠的經驗可以使流程更加合理,從而提升材料的利用率;其次是車身減重后帶來的經濟效益。碳纖維相比鋼鋁可使車身減重約50%左右,動力總成因此而負擔更輕,無論電力還是燃油驅動,都可以大大降低能耗,消費者利益顯而易見;第三是規模化應用。除了在更廣泛的車型上使用之外,在單一車型上的局部區域如A柱B柱、車架結合部等也可以進行廣泛應用。
德雷格說,寶馬在碳纖維領域已經有超過10年的應用經驗,“受益于西格里集團的專業技術以及寶馬在碳纖維汽車零部件規模化生產方面的經驗,隨著新生產線的投產,寶馬將能夠以極具競爭力的成本,大量為BMW各種車型提供這種輕量化的高科技材料。”德雷格認為碳纖維對汽車行業的意義越來越重要,“3億美元的投資是一筆穩定的、面向未來的投資,寶馬因此在碳纖維領域至少領先競爭對手5到8年。”德雷格認為“3.5萬歐元的價格還是易于接受的價格。”而在i3的中國投放儀式上,著名的柳傳志先生當場即購買了一臺。
i家族領跑碳纖維市場
作為碳纖維的代表作品,BMWi3和i8甚至可以稱得上是汽車工業的一次革命。德雷格在摩西湖工廠擴建儀式上說:“BMWi3完全可以滿足超大城市客戶的交通需求,而BMWi8則是一款面向未來的跑車。BMWi不僅代表了具有前瞻性的車型概念和交通服務,更在價值鏈的各個環節將可持續性與能源效率提升至全新維度。換言之,BMWi是汽車行業的一場變革。”
稱之為變革不僅僅因為兩款車都采用了全碳纖維車身,更重要的還在于顛覆性的框架車身結構、前后輪油電全分離驅動方式等一系列革命性設計。
作為一款“面向未來”的跑車,i8幾乎承載了寶馬集團技術的全部精華:實現了夢幻般的車型設計、革命性地詮釋了BMW典型的SheerDrivingPleasure風格、采用了BMW特有 LifeDrive車身結構的 2+2座跑車、由碳纖維強化塑料(CFRP)制成的車廂,以及驅動系統、高壓蓄電池、底盤、防碰撞功能組件和車體結構功能組件均集成在鋁合金 Drive模塊中、DIN整備質量1485kg、風阻系數0.26、車身重心低于460mm、軸載分配比例合理。在試駕途中,即使采用全電動模式,筆者依然能夠強烈感受到i8所具有的寶馬那種特別的操控感覺。i8將于2014年6月上市。
但德雷格更想強調的是,i3和i8在生產全過程中的 “整個價值創造鏈注重可持續性發展的整體方案”,即:碳纖維材料的生產和車身的總裝作業都 100%使用了可再生能源發電;可回收材料的創新加工方法和采用環保工藝處理的材料保證所有組件無論是視覺效果上還是觸感上都體現出無與倫比的豪華質感;甚至從儀表板上包覆的用橄欖葉提取物鞣制的皮革也可處處體現出寶馬集團對可持續性發展的注重。
盡管i家族目前只有兩款車型,但從3到8之間還有四個數,這無疑給了人們豐富的想象空間。也許這正是寶馬的用意——未來還將有更多的碳纖維車型問世。這也意味著更多的消費者將有能力消費“黑色黃金”。
面對環境與能源的雙重壓力,除了在動力總成方面不遺余力地進行研發以求節能減排之外,全球汽車制造商們也都在輕量化車身方面尋求新的技術解決方案。盡管有多種解決之道,但寶馬偏偏選擇了價格昂貴被稱為“黑色黃金”的碳纖維。
寶馬為什么要選擇這樣一條技術路線?碳纖維有可能在普通量產車上被廣泛使用嗎?碳纖維的價格有望進一步平民化嗎?
5月初,筆者考察了位于美國華盛頓洲摩西湖畔的專門生產碳纖維材料的西格里汽車碳纖維公司,并與寶馬集團負責采購和供應商網絡的董事克勞斯·德雷格博士進行了交流。
減重是未來車身技術關鍵
盡管碳纖維可能是目前最好的車身材料,但由于其生產成本太高,即使在大規模應用后都難以攤低成本,因此,世界五大汽車制造商(大眾、豐田、通用、福特、現代)在致力于輕量化車身研究與開發時基本上采取了放棄的態度(只在部分高端車型上有少量應用)。
在豪華車細分市場,奔馳目前采用的是鋼鋁結合車身,奧迪采用的是全鋁車身,其他品牌大致也都在這個范圍以內。部分超級跑車如蘭博基尼、保時捷、奧迪R8等,則部分采用了碳纖維車身。從市場角度看,在寶馬i品牌誕生前,還沒有哪個品牌的大規模量產車使用碳纖維作為全車身材料。
大約2007年前后,一次研究未來發展戰略的寶馬集團董事會上,在聽取了技術人員的詳細分析后,幾位重量級人物達成了一個共識:“高效動力”將成為寶馬未來最主要的技術發展方向。但是,雖然小型車可以達到節能減排的歐盟政策需求,卻有悖于寶馬始終追求“駕駛樂趣”這一品牌初衷,因此,必須尋找另一種新的環保動力作為補充能源。于是,電力驅動進入了寶馬的視線。不過,令人生畏的電池體積和重量限制了以鋼鐵為車身材料的研發。寶馬的技術人員決定采用一種“革命性的設計”來達成目標。“i”品牌由此誕生。
寶馬集團旗下共3個汽車品牌:BMW、MiNi和Rolls-Royce(勞斯萊斯)。i是BMW的子品牌,目前有兩款產品:i3和i8,前者是純電動轎車,后者是插電式混合動力跑車。
為了解決重量與動力之間的矛盾,寶馬決定用碳纖維作為這兩款車身的材料。“因為在輕量化車身結構、穩定性與安全性方面,沒有任何一種材料能夠與碳纖維媲美。”德雷格說。
通過框架式車身、發動機后置,以及前輪電驅動、后輪內燃機驅動等 “革命性設計”,i系列實現了全新的動力和排放的革命,歐美先鋒人士們對其趨之若鶩,目前在萊比錫工廠i3的日產已超過百臺,銷售已逾5000余臺;而即將上市的i8則吸引了更多迷戀速度的車迷們關注。
不過,i系列并不是寶馬惟一使用碳纖維的品牌。德雷格在與筆者交流時表示:“作為BMW智能輕質材料科技的一環,未來碳纖維將廣泛應用在BMWi和BMWM之外的其它產品線。”這意味著在不久的將來,盡管寶馬還沒有考慮在中國建立碳纖維工廠,但中國的消費者仍然能夠在BMW和MINI的進口車型中發現碳纖維車型,甚至在已經國產的3系、5系等車型中也有可能出現碳纖維版。
這是一幅美妙的圖景。但是,“黑色黃金”會降價嗎?
碳纖維價格能否“平民化”
碳纖維不是新東西,它早已在航空航天領域里廣泛使用;碳纖維的生產制造工藝也不復雜,充其量是石油的提煉物,再加上碳化過程而已。但是,由于其碳化過程需要使用大量電力,因此導致成本奇高。甚至寶馬之所以選擇在摩西湖這樣一個“鳥不拉屎”的地方建廠,就是看中了這里低價格的水電。
筆者在摩西湖工廠看到,碳纖維的生產步驟包括:第一步,由西格里集團與日本三菱人造纖維公司在日本大竹建立的合資企業生產出白色的聚丙烯腈纖維原絲;第二步,將聚丙烯腈纖維原絲運到摩西湖工廠,通過電力加熱爐使其碳化成真正的碳纖維;第三步,將碳化的碳纖維運送到位于德國瓦克斯多夫的第二個合資工廠將其加工成不同形狀的編織物;第四步,將這些碳纖維織物運往蘭茨胡特和萊比錫的寶馬工廠經注入樹脂后沖壓成汽車零部件;第五步,在總裝生產線上進行裝配。i系列車型使用的碳纖維材料全部來自摩西湖工廠;i車型的投產則意味著碳纖維材料首次大規模應用在量產車型上。
不過,雖然BMW是豪華車品牌,但i3城市版(未加裝內燃機,可在一個城市內行駛;加裝內燃機的是“城際版”,可實現城市間跨越)的起步價格仍然高達3.5萬歐元,非普通消費者能夠承擔。
德雷格認為,至少有三種途徑可以降低碳纖維的使用成本,而降低的成本最終將惠及到消費者:首先是優化流程、積累經驗、提升效率。碳纖維不同于鋼鋁,無法回爐再利用,而足夠的經驗可以使流程更加合理,從而提升材料的利用率;其次是車身減重后帶來的經濟效益。碳纖維相比鋼鋁可使車身減重約50%左右,動力總成因此而負擔更輕,無論電力還是燃油驅動,都可以大大降低能耗,消費者利益顯而易見;第三是規模化應用。除了在更廣泛的車型上使用之外,在單一車型上的局部區域如A柱B柱、車架結合部等也可以進行廣泛應用。
德雷格說,寶馬在碳纖維領域已經有超過10年的應用經驗,“受益于西格里集團的專業技術以及寶馬在碳纖維汽車零部件規模化生產方面的經驗,隨著新生產線的投產,寶馬將能夠以極具競爭力的成本,大量為BMW各種車型提供這種輕量化的高科技材料。”德雷格認為碳纖維對汽車行業的意義越來越重要,“3億美元的投資是一筆穩定的、面向未來的投資,寶馬因此在碳纖維領域至少領先競爭對手5到8年。”德雷格認為“3.5萬歐元的價格還是易于接受的價格。”而在i3的中國投放儀式上,著名的柳傳志先生當場即購買了一臺。
i家族領跑碳纖維市場
作為碳纖維的代表作品,BMWi3和i8甚至可以稱得上是汽車工業的一次革命。德雷格在摩西湖工廠擴建儀式上說:“BMWi3完全可以滿足超大城市客戶的交通需求,而BMWi8則是一款面向未來的跑車。BMWi不僅代表了具有前瞻性的車型概念和交通服務,更在價值鏈的各個環節將可持續性與能源效率提升至全新維度。換言之,BMWi是汽車行業的一場變革。”
稱之為變革不僅僅因為兩款車都采用了全碳纖維車身,更重要的還在于顛覆性的框架車身結構、前后輪油電全分離驅動方式等一系列革命性設計。
作為一款“面向未來”的跑車,i8幾乎承載了寶馬集團技術的全部精華:實現了夢幻般的車型設計、革命性地詮釋了BMW典型的SheerDrivingPleasure風格、采用了BMW特有 LifeDrive車身結構的 2+2座跑車、由碳纖維強化塑料(CFRP)制成的車廂,以及驅動系統、高壓蓄電池、底盤、防碰撞功能組件和車體結構功能組件均集成在鋁合金 Drive模塊中、DIN整備質量1485kg、風阻系數0.26、車身重心低于460mm、軸載分配比例合理。在試駕途中,即使采用全電動模式,筆者依然能夠強烈感受到i8所具有的寶馬那種特別的操控感覺。i8將于2014年6月上市。
但德雷格更想強調的是,i3和i8在生產全過程中的 “整個價值創造鏈注重可持續性發展的整體方案”,即:碳纖維材料的生產和車身的總裝作業都 100%使用了可再生能源發電;可回收材料的創新加工方法和采用環保工藝處理的材料保證所有組件無論是視覺效果上還是觸感上都體現出無與倫比的豪華質感;甚至從儀表板上包覆的用橄欖葉提取物鞣制的皮革也可處處體現出寶馬集團對可持續性發展的注重。
盡管i家族目前只有兩款車型,但從3到8之間還有四個數,這無疑給了人們豐富的想象空間。也許這正是寶馬的用意——未來還將有更多的碳纖維車型問世。這也意味著更多的消費者將有能力消費“黑色黃金”。