奔驰们的囚徒困境与电控技术的精要(标题党)

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$特斯拉(TSLA)$ 

电动汽车从roadster 1 代发展至今已经有10年,在此之前始终没有像样的技术能够脱颖而出,而公众对于电动汽车的认知始终停留在充电不方便或者是电动车就是大玩具这样的程度。

传统的汽车发展至今已经从自然吸气发展到涡轮增压、油电混合和插电混合这几种模式。就拿自吸发动机来说,其实以前的老捷达,卡罗拉这些车型一箱油可以跑6-800公里,柴油版的捷达更是可以超过1000公里,这些车型的油箱在50-55L左右,现在一些所谓卖的火新能源插电混动汽车,对比什么技术也没有的老款自吸发动机,其实优势并不是非常明显,而混动汽车虽然作为新能源过渡期的完美解决方案,从很多角度来看并没有显著进步,而混动车由于系统的复杂程度有较大幅度的提高,故障率也高于一般自吸汽车,所以从出租车的使用来看,还是省油的自吸车型为主,在高强度的使用下可靠性较高,而新能源的使用主要是考虑的牌照和限行的问题。下面是一些比较有代表性的案例,大家可以比较一下:

荣威550混动车主心声:真没料到是这结果

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一箱油能跑1816公里,真是逆天了!!

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满油满电一次性续航总里程

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捷达SDI一箱油跑出1952公里

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很多家庭用户在短途使用插电混动车时候倾向于先用电池,再用汽油,而营运用的混动车型在所有司机的使用体验来看,记住一条:千万不能没电,也就是说必须在混动模式下使用,如果先用电再用油是非常不经济的,因为本人正好有一些新能源车队的运营方的朋友,这个在使用上值得注意,不论如何,其实从故障率和节油的模式综合来考虑,其实混动车的成本并不便宜,但对于小容量电池的频繁满充满放也加速了电池的循环次数,电池容量越小,损坏的几率越大,这个是锂电池特性决定的,即使铁锂电池的单体循环次数更高,实际看下来这个故障率仍然不低,因为总体容量不大,续航主要还是靠汽油就会造成这个问题,纯电动的出租车E6还有大巴K9的可靠性则高得多,虽然网上有些投诉贴,但整体了解下来故障率还是比较低的,这也验证了简单系统更加可靠的事实。不过这个续航就有点众说纷纭:

追寻比亚迪e6电池万次寿命的真相

网上数据不知道真假,我可以肯定特斯拉MODEL S的高速百公里耗电在20度(110-120公里平均),80公里巡航在15度电以下,气温30度,空调21度。

从这里可以看出,其实整个所谓新能源插电混动车的必要性真的要打个问号?从节油的角度来说并没有质的提升,故障率肯定是提升了,这也是国家需要大力发展纯电动车的初衷,汽油车也好混动车也好,再怎么省油也是要烧油的,而石油作为人无贬基的达摩克里斯之剑,在下坡路越走越快基础上对所有人的生活终将产生严重的威胁,不仅是环境,更是金融稳定。

电动车之所以被称为大玩具,是因为很多人小时候玩过电动遥控车,因为都是电动车,也确实是电动车,如果不是电学或理工背景的人很容易将这个技术看成一件很简单的事情。而电学或者IT专业的人其实只是理解但很难做出类似于特斯拉这样的产品,虽然现在MODEL X和3的技术都是基于2010年MODEL S的改良而来,对于传统车厂的挑战仍然来自方方面面。

任何的车厂都可以在市场上买一部特斯拉进行逆向工程,简单的说就是全部拆掉,然后进行复制。对于这个车子上的全部配件,市场上都可以买到,几千节18650电池、电机和定制的冷却系统,也就是说从硬件来说我们可以完全的制作出一模一样的系统或者说是车。如何让这个系统协调工作就是IT的事情了,全世界的电脑和手机可以说都是中国制造,问题在于WINDOWS LINUX ANDROID MacOS都不是国产,对于一个新能源汽车需要BMS、OTA(ON THE AIR)、AUTOPILOT系统进行综合开发,并协作运行,是个巨大的挑战,这也是为什么这套系统诞生于硅谷,那边有大量的顶级程序员可以为这样的开发提供支持。

用户在实际使用特斯拉的过程中发现各种小毛病挺多,综合下来基本都是靠刷机解决,有时候新版的软件通过OTA升级后车子的蓝牙不稳定了,有时候地图不稳定,这些都是因为软件问题仍然不能完美解决,需要对个别汽车进行小幅的调整或者重刷,这个在实际使用过程中老的车主几乎都碰到过,一些不明显的问题可能等到下一版软件升级以后又自己好了,如此反复在增加新功能的时候又可能增加新的问题。

在不断升级软件的过程中,随着自动驾驶的程度提升,我们看到了车载MCU的大换代,从2018年开始由英伟达的TEGRA更换为INTEL的X86水冷芯片,这也从侧面印证了软件的复杂程度需要更高效的硬件提供支持并且于近日宣布了自行开发AI芯片的计划(已经处于测试阶段),这将使全部系统的整合程度达到前所未有的高度。

三年诚意之作!特斯拉自主研发AI芯片性能远超英伟达

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电动车和储能总是不能分开,它们的核心在于BMS技术,BMS技术除了电池本身的性能与工艺除外还需要软件的支持,优秀的软件能让同样的电池达到更长的寿命,远超单体电池的循环次数,特斯拉除了在澳洲的储能项目外全球布局了更多的储能项目,这个核心也在于电池技术和软件控制的能力。

除了家用的POWERWALL,商用的储能分成调峰、调频两种,技术上来说调频比较复杂,我们先说调峰。比方说我一个工厂运转需要500kw的功率,那就需要500kw的发电机,变压器也需要500kw的功率输入来维持电力的稳定,如果外部电力输入不足500kw,那这个工厂就会跳闸。但工厂到了晚上工人下班后就停止运作,而发电机这个时候就不需要工作,电是不能够多发的,用多少就发多少,必须一致,这就导致这个发电机晚上没有产能,想象这个发电机是发电站而工厂是城市,道理一样。那就是为什么我们有峰平谷三档电价,工商业白天峰电1.1-1.2元/度,而夜间0.3元/度,就是因为夜间电站都不能够出力的结果,电厂成了闲置产能,但在夏季高峰用电期,为了保证供应 传统来说只能建更多的电站或者区域断电来解决这个问题。储能调峰就可以解决这个问题,夜间从电网充电,白天峰值放电,国家不需要建立更多的发电站,现有电站的利用率更高,调峰储能可以用于家庭、写字楼、工厂等地方,解决了高峰期用电紧张的问题,虽然不节能,但是增加了经济效益。

至于调频,传统来说无论是水轮机还是火电的汽轮机,如果电网容量足够大,一定会将其转速固定到50HZ的,这是我们交流电的标准。但是如果电网容量很小,就会被这些发电机械的转速反拖动,造成电网的频率波动,从而使得各种保护动作,电网解裂。当发电机与电网并列时,电网可以运行发电机的频率与电网频率有一点点小误差,并网后就成为一体运行,频率西东统一。如果发电机的频率与电网的频率相差很大而强行与电网并网,将使得电网与发电机之间有很大的电流交换,其电流值与短路状态相识,从而造成电网震荡事故。这是不允许的。所以各种发电机都装有准同期装置,以保证发电机与电网能够安全同期。

火电厂的工作顺序是:燃料-制粉-锅炉-汽轮机-发电厂,调频时需要从改变进入锅炉的燃料开始,逐步改变锅炉蒸发量,然后才能改变汽轮发电机组的出力,而由于锅炉及汽轮机都是在热状态运行,如果温度变化太快会引起金属部件变形,所以不允许发电机组的电力输出变化太快。但是水轮机就不一样了,只要改变进水阀门的开度,增加进水量,水轮机发电机组就会改变电力输出,这个过程基本都是冷态运行,所以只要不是电力输出改变太快,就不会产生不良后果。因此在电网中,只要有水轮机组的容量能够满足调频要求,就首选水轮机组。

                                                            特斯拉澳洲储能项目

上述过程可以看出传统调频的劣势,储能调频作为后起之秀,调频的速度更快更准,平均来看,储能调频效果是水电机组的1.7倍,燃气机组的2.5倍,燃煤机组的20倍以上,理论上最好的调频效果与最差的调频效果之间可以相差近8000倍。这里除了产生较大的经济价值外,对BMS系统的要求也是非常严格,而三元电池几乎是唯一选择(必须支持大功率放电)。

储能调频需要对电站系统进行全自动跟踪调整,不仅硬件上需要一流的电池制造工艺,软件上也非常复杂,除了能够完成调频动作外,还需要能够检测风险和隔离风险。 前一段时间刚出事的韩国储能就是一个例子,该项目为2015年并网配合风电使用的。

所以,从一开始的对比分析来说,插电混合所谓节能节油并没有明显的意义,一箱油再加充电并没有比纯燃油车省油;另外燃料电池虽然液化氢的能量密度是汽油的3倍,但运输和储存以及能量损失实在有点多此一举,如果液化氢运到加氢站还是用柴油运输,路上的风险恐怕很难控制。电动车起火是自己的事(电池的技术会更加成熟,但不会绝对安全,不论是轮船、飞机都一样),而油罐车、氢罐车是炸一片,整体的风险是上升的。

欧洲及中国基本上已经制定了燃油车退出的时间,这是一个整体考虑的结果,我们投资人其实无所谓看财报多一点少一点,弄清楚事实的本质和技术。有些商业模式不曾出现,历史上也有绿光资本做空亚马逊等等案例,一些大空头运用了过时的估值模型并且过多相信财务报表而忽视了商业模式和技术的创新。

总体来说,虽然都是汽车,汽油车和电动车,特别是现在的智能电动车完全就是两个概念,整个动力系统的组成是完全不一样的技术和工艺,虽然传统厂商在汽车的产能上是惊人的,对于电动车系统的开发除了几大厂商有雄厚的财力,技术上并无太大的优势。特斯拉带来的不仅仅是技术上的变革,在管理和运营上也走上了完全不同的道路,直销模式和充电站运营完全有别于其他厂商。资本市场总是倾向于按照汽车公司给与估值,实际这个模式和这个市值也不是资本市场可以完全理解的;作为汽车厂也好,作为电池厂也好,仍然处于探索阶段,发展空间之大,大到前所未有。

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全部讨论

2018-08-04 15:45

谢谢分享。电动车是改善人类居住环境的需要。

2018-08-04 14:49

结论:电动车只能买比亚迪!

2018-08-03 23:26

#特斯拉# 角度选得很大,mark住