编者按:「新变量」是汽车之心推出的分享智能汽车一线从业者洞察的专栏。以亲历者的视角,带你预见智能汽车发展的关键变量。
特约作者/周彦武(业内资深专家)
编辑/汽车之心编辑部
出品/汽车之心
能让特斯拉敬畏的对手屈指可数,Rivian就是其中之一。
Rivian上市可能会创造史上规模最大的汽车公司IPO。
据彭博社报道,Rivian最快将在今年9月上市,估值亿美元甚至更高。
Rivian的车型以高性能与智能化著称,它家的前两款车——大型纯电SUV和纯电皮卡,分别直接对标特斯拉ModelX和Cybertruck。
另外,Rivian还有一张来自亚马逊的超级大单:在年之前,Rivian将向亚马逊交付10万台电动送货车。
到目前为止,Rivian累计融资约80亿美元。
除了亚马逊是其股东,福特、日本住友商事、T.RowePrice(特斯拉股东)等大型机构都是其股东。
但实际上,Rivian的第一款定位大型纯电SUV的R1S,到今年8月份才会开始交付。
也就是说,Rivian到现在为止,一辆车都还没有交付。
是什么让一辆车都还没有卖的初创车企充满了魔力,甚至成为特斯拉在美国本土最强的劲敌之一?
福特在美国本土以F猛禽为代表的皮卡产品线叱咤风云,为什么押注了Rivian这个皮卡领域的后来者?
最关键的是,Rivian的车行不行呢?
1、特斯拉最敬畏的新车企?
Rivian成立于年,年9月收购了三菱汽车在伊利诺伊州的工厂。
年其获得日本住友商事美国公司数亿美元投资,并建立联合研发中心,然后又获得沙特工业集团AbdulLatifJameel的5亿美元投资。
年2月,Rivian获亚马逊7亿美元领投。
同年4月,福特宣布向其投资了5亿美元。
年9月,考克斯汽车公司(CoxAutomotive)宣布向Rivian投资3.5亿美元。
年12月,该公司宣布完成一轮13亿美元的融资。
年7月份,Rivian又从现有投资者以及T.RowePrice那里筹集了25亿美元资金。
年1月再次获得Fidelity、亚马逊气候承诺基金(AmazonsClimatePledgeFund)、Coatue和D1CapitalPartners共26.5亿美元投资。
以上,Rivian已获得的累计投资额约80亿美元。
Rivian目前计划生产3款车,分别是:
挑战特斯拉ModelX的R1S大型SUV,计划在年8月正式开卖;
挑战特斯拉Cypertruck的R1T,年6月正式开卖;
还有一款电动送货车Prime,电动送货车是为亚马逊订做的,预计年9月量产,亚马逊预定了10万辆。
可以看到,Rivian与特斯拉,将在今年开展正面交锋,主战场可能是在皮卡车型上。
据说特斯拉Cybertruck的预订量已经达到50万辆。
特斯拉的Cypertruck造型颇为怪异,毫无疑问人坐在车内会感到压抑,视线可能也会受到影响,Rivian的R1T则非常中规中矩。
特斯拉的怪异造型并非为了标新立异,而是为了降低成本。
这就要介绍下特斯拉少有人提及的降本以及减重工艺——压铸制造工艺。
压铸是一种金属铸造工艺,原理类似于注塑成型,它是将融化的金属施加高压,注入模具的腔体内,以铸造出需要的形状。
它与传统砂型铸造有着本质的不同,其模具通常是用强度更高的合金打造而成。
如今采用铝合金车身的产品上经常会见到压铸工艺,但特斯拉这样大范围使用压铸工艺的车很少见,至今特斯拉ModelY可以算是独一份,其一体式压铸范围覆盖了后车体的大部分。
最新的丰田与斯巴鲁联合开发的第一辆纯电动SUV据说也采用比较多的压铸工艺。
铝合金板材之间的连接比钢板要复杂得多,其可以像钢板一样焊接在一起,但连接强度要远远次于后者。
所以,受力较大的铝合金连接位置需要使用铆接、螺栓连接或者再辅助使用粘接胶等工艺,相比传统钢材质车身更难制造。
首先,是产品一致性问题,由于铝合金材质本身原因,零部件在冲压后回弹幅度比钢材更大,想要保持大批量冲压零部件的精度一致有更高的挑战。
另外,铝合金零件之间、铝合金与钢材之间的连接更为复杂,涉及到多种新型铆接工艺,工艺流程更繁琐,生产效率很难提升。
不过一旦突破效率瓶颈,也就是马斯克所说的生产地狱,整体造车效率大增,也有助于降低成本,重量也减轻比较多。
Model3的后底板需要约70个零部件,在ModelY上,特斯拉通过大型压铸机一体压铸,据说只需要2个零件,在未来甚至会合为一件。
用ElonMusk的话来说,这将是「汽车车身工程的一场革命」。
特斯拉官方给到的数据是,它将给ModelY省下20%的成本。
顺便说一下,这背后是中国科技的力量,特斯拉用的压铸机是名叫GigaPress,由中国品牌力劲科技生产,压铸机重达吨,相当于一架大型飞机的重量,占地面积仅约平方米。
Cypertruck使用的压铸机更大,压力达到吨。
一体铸造的车身部件在维修方面有缺点,基本上是不大可能通过钣金修复,必须整体更换(目前蔚来也是这样)。
再有,就是议题押注无法像传统冲压工艺那样形成复杂的造型,Cypertruck也就成了如此怪异的造型。
资料来源:Insideev,年8月资料来源:Insideev,年8月
2、卖得比特斯拉还贵?Rivian有何底气
据最新消息,特斯拉Cypertruck大约在年底正式开卖。
不过,前期交付的只有售价美元的双电机版本和售价美元的三电机版本。
售价美元的单电机版本要到年。
Rivian的纯电皮卡R1T价格就要贵多了。
年8月,Rivian先提供的是LaunchEdition,价格大约70美元。
低价的Explore版,则在年提供,实际上也要67美元。
SUV车型R1S价格更高,年6月首发的是LaunchEdition版,价格是77美元。
低价的Explore则在年提供,价格也要70美元。
特斯拉价格优势明显,这可能是Cybertruck目前预订量巨大的一个原因。
Cybertruck的车身尺寸为××mm(长×宽×高),轴距为mm,在前排还可以选装中间座位,形成3+3的座椅布局。
R1T长宽高分别为//mm,轴距达到mm,虽然轴距短了很多,但其造型方正,乘坐空间感受不会比特斯拉要小。
Cybertruck的货厢长度达到了2米,装载空间超过L(货厢地板下还有隐藏空间),总共可载重1kg,配备有空气悬挂,离地间隙可达mm。
R1T的货厢空间小很多,长仅mm,宽mm。
在货厢盖板下方有一个容积为L的储物空间,而车头处还有一个容积为L的前备厢。
在后排座椅的下方还设计了一个从外部贯通的储物通道,容积达到L,结合超过2米的车宽,可以轻松放进滑雪板、高尔夫球包等较长的物品,还不用担心日晒雨淋。
特斯拉在年5月决定在德州奥斯汀兴建一座电池工厂Gigafactory,供ModelY和Cypertruck用。
上图为今年3月的无人机航拍德州奥斯汀Gigafactory,这座工厂建成后,才能满足Cypertruck的电池需求,估计年底量产Cypertruck的可能性不大。
Rivian从未披露其电池供应商是谁,有人猜测是LG化学或三星SDI,也有猜测是松下。
我认为松下的可能性大,因为Rivian的日系风格明显,从购买三菱伊利诺伊斯州工厂到接受住友商事的第一笔投资,并与住友建立联合研发中心,还有日系风格明显的立体双目。
住友金属矿山独家为松下电池提供NCA正极材料,松下电池的NCA正极材料也只有这一个供应商。
松下电池隔膜的主供应商是住友化学。
松下在失去特斯拉独家供应商地位后也急需要找一个新客户。
Rivian在年的采访时说自己的电池是圆柱电池,那个时候松下几乎是唯一的合格的圆柱动力电池供应商。
Rivian电池结构与特斯拉高度一致,见上图。
Rivian有三个电池版本,分别是:
kWh电池包,每组56个电池,每个模块12组,9个模块共节圆柱电池;kWh电池包,每组72个电池,每个模块12组,9个模块共节圆柱电池;kWh电池包,每组96个单元,每模块9组,12模块节圆柱电池。kWh电池的R1T续航是英里,但是不知道是什么标准,如果是NEDC的话,那么应该是低于特斯拉的;如果是美国的EPA标准,那肯定不会低于特斯拉。
Rivian的电池结构如上图
Rivian有何底气敢卖高价?
答案是底盘。
Rivian的车身
Rivian是非承载式车身,也就是典型的硬派越野设计。
承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾、底板等部位,发动机、前后悬架、传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。
承载式车身就是整个车身为一体,悬挂直接联在车身上。
这样的车身优势是:公路行驶非常平稳,整个车身为一体,固有频率震动低,噪音小,整体式车身比较安全。
缺点就是底盘强度远不如大梁结构的车身,当四个车轮受力不均匀时,车身会发生变形。
非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架。
车身本体悬置于车架上,用弹元件连接。
车架的振动通过弹性元件传到车身上,大部分振动被减弱或消除,发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力,在坏路行驶时对车身起到保护作用,因此车厢变形小,平稳性和安全性好,而且厢内噪音低。
但这种非承载式车身成本高,比较笨重,质量大,汽车质心高,高速行驶稳定性较差;同时它能源利用效率也偏低。
奔驰大G的车架即大梁架。
Jeep、曾经的路虎卫士、奔驰G、丰田陆地巡洋舰,还有曾经的三菱帕杰罗等等,它们都无一例如采用更坚固的非承载式车身,而且大部分坚持到了现在。
正是这份坚持,如今它们都成为了经典。
Rivian的理念和奔驰大G一样,SUV和皮卡应该有良好的越野性能,不需要太好的公路性能。
硬派越野车的缺点就是舒适性不佳,R1T为了达到轿车的舒适性,使用了独立空气悬挂。
普通车的悬架一般由弹簧和减震筒组成,它是连接车身与车轮的重要部件,主要作用是提升乘坐舒适性和操控稳定性。
而空气悬架把弹簧换成了空气弹簧,并且增加一套电子控制系统和气泵。
由于是空气传递力,所以它压缩行程更大,舒适性比普通悬架更好。
而且它还有一些高逼格的功能:
调整车身高度,当汽车在高速行驶时,车身下降到最低,这样可以降低重心,获得更好的稳定性。
另外,停车的时候车身降到最低,达到一低遮百丑的目的。当汽车需要通过土路等不好走的路时,车身可以上升来提升通过性。
特斯拉的ModelS和ModelX也有空气悬挂,不过是魔改版的,标准版的空气悬挂成本很高。
特斯拉一向喜欢做些改动,美国知名杂志《消费者报告》,把特斯拉ModelS踢出「推荐」名单,因为这款车型的可靠性下降,原因是空气悬架、主电脑和触摸屏控制系统存在问题。
ModelS使用消费级EMMC用于座舱应用软件的存取。
特斯拉特喜欢OTA,实际就是产品完成度太低,擦写次数过多,导致EMMC出现问题——也就特斯拉常见的中控蓝屏。
美国NHTSA已经强制特斯拉召回,不过以特斯拉的一贯风格,它从来不在乎车规。
R1T最强大之处在于它可以原地度旋转,像坦克那样原地掉头。
在车辆的前桥和后桥各配置了一个驱动总成,而各驱动装置分别配置了两个电机。
因此skateboard共配置了四个电机,其通过一根固定齿比的单速变速箱,独立地连接到四个车轮上。
对于每个车轮,R1T配置了独立的扭矩控制装置,其反应速度快、操作精度高。
因此,在车辆的路面操控性及车辆行驶方面,这是最理想的设计,比诸如三把锁之类的传统硬派油车越野车设计要强大很多。
座舱部分,Cypertruck是类似ModelS的设计,一个估计是17英寸的大屏,花岗岩的座舱前台设计,个人感觉是冷冰冰的。
R1T则是中规中矩:
一个12.3英寸的全液晶仪表和一个15.6英寸的*中控屏。
3、自动驾驶领域,新车企还如何另辟蹊径?
Rivian有日系机构投资,并可能使用日系电池。
在自动驾驶方面,Rivian也倾向于日系风格,那就是立体双目。
立体双目的主要使用者包括奔驰、路虎、雷克萨斯、斯巴鲁、本田第一辆L3和铃木,支持立体双目的Tier1包括博世、德国大陆汽车、日立、电装、电产和华为。
立体双目需要深厚的技术积累。
首先,必须说激光雷达或立体双目是L3级智能驾驶必备的传感器。
自动驾驶领域,感知部分的任务就是建立一个准确的3D环境模型。
深度学习加单目三目是无法完成这个任务的。
单目和三目摄像头的致命缺陷就是目标识别(分类)和探测(Detection)是一体的,无法分割的,必须先识别才能探测得知目标的信息,而深度学习的穷举法特性导致其肯定会出现漏检。
也就是说,3D模型有缺失,因为深度学习的认知范围来自其数据集,而数据集是有限的,不可能穷举所有类型,因此深度学习容易出现漏检而忽略前方障碍物。
也就是说如果无法识别目标,系统会认为前方障碍物不存在,不做任何减速,特斯拉多次事故大多都是这个原因。
传统算法,则可能无法识别前方障碍物,但依然能够获知前方障碍物的信息,能够最大限度地保证安全。
当然这需要传感器配合,激光雷达和双目立体视觉都是以传统算法为核心(因为它不需要识别目标也能探测到目标的3D信息,当然也可以用深度学习处理激光雷达数据,也可以让激光雷达识别目标)。
也就是说三目系统只能用于L2,因为它必然有漏检,漏检是无法避免的,L2以上必须激光雷达或立体双目。
所以即使特斯拉的HW4.0(FSDBeta)算力再高也是L2,也是无法避免漏检的,并且FSDBeta版在识别与对于物品的警示功能方面仍有限,对于静态的物体、紧急驶出的车辆、建筑区域、较复杂的十字路口等无法进行辨别。
单目/三目系统的另一个缺点是静态目标反应要慢。
对单目三目系统来说探测目标信息通常需要三个步骤:
首先,分离动态目标,或者说划出ROI区,这样做是减少运算量,提高效率。
其次,识别动态目标。
最后,根据像素大小推算距离。
如果加入传感器融合,如果采取交集,那么误判减少,但漏报可能增加,如果采取合集,那么误判增多,漏报会减少。L2系统的原则是宁肯漏报,也不误判。
第一步是分离出动态目标,最常见的三种方法是光流法,帧间差法和背景差法。
考虑到实时性和成本,目前都采用了帧差分法,这种方法最早提出,对运算资源消耗最少,实时性最佳。
对相邻的两帧图像进行差分,只要明显区别与背景的运动物体均可检测出来。
根据给定的阈值对差分结果二值化,若差值图像大于给定阈值,则认为该像素点是前景目标中的点,并将该像素点作为运动目标的一部分。
若差值图像小于给定阈值,则认为该像素点属于背景目标点,从而将运动目标从背景目标中分割出来。
图像进行阈值分割之后通常都带有噪声,因此使用形态学滤波的方法对噪声进行衰减。
衰减噪声后得到的图像运动目标会存在一些空洞,需要进行连通性处理,最后才可得判别目标。
阈值设定太低,检测不到目标。设定太高,会被检测为两个分开的物体。
同时对于比较大的,颜色一致的运动目标,如白色大货车,帧间差分法会在目标内部产生空洞,无法完整分割提取运动目标。
速度越低的目标,单目三目系统识别与探测所花的时间就越长。
Rivian的路径是采用双目立体视觉来解决这个问题。
因此,总结来说,Rivian在越野性能与三电系统方面有重要的技术特点,自动驾驶也另辟蹊径。
目前,RivianR1S和R1T可能是美国本土除了特斯拉之外,最受期待的电动车型了。
我们也期待Rivian今年上市后看看具体的实车表现。
作为智能电动车先锋的特斯拉,则将面临越来越多的竞争者,创业难,守成更难!