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如果拆开一台特斯拉,能发现哪些「瓜」?

2021-02-26知识

当拆开一台特斯拉后,我发现特斯拉真的是为了降本费尽了心思,其中有的创新非常值得我们工程师学习,但有的小聪明却会降低用户的使用体验。

大家好,我是本次@知乎汽车 「拆车实验室」中以「汽车大脑检测员」角色出镜的 @三斤哥 ,本职工作是某车企智能硬件工程师。

打铁还需自身硬,如果特斯拉Model Y想要凭实力割韭菜,那么它首先需要有比较大的降价空间,换句话来说就是成本要足够的低。

而我就来为大家讲讲Model Y是如何在电子电器方面实现降本的。

从Model 3开始,特斯拉的电气架构方面就为了降本做了许多努力,并且也将努力的结果延续到了Model Y上,通过零部件共用来进一步控制Model Y的成本。

柔性线束示意图

那么特斯拉在电气方面的努力 最直观的数据就是Model 3/Y的车身线束长度由Model S/X的3km减少到了1.5km左右 ,由于特斯拉Model Y并没有用上之前传说中的柔性线束,因此这个成就主要来源于两方面:

  1. 实体开关及零件大幅度减少;
  2. 用以位置区分的域控制器取代以功能区分的控制器。

一、实体开关及零件大幅度减少

先来说第一点,特斯拉Model Y中 除了非得保留的几个开关外,再也没有其他实体开关。
即使是 手动雨刮调节、雾灯开关、手动开启大灯、后视镜调节 等操作也都得在大屏上操作,而方向盘调节和巡航开关则是集成到了两个滚轮之中。

那么这一系列的操作除了可以在一定程度上缩短线束长度之外,其本身物料成本也可以大幅度降低。

通常来看,不同结构、不同功能的开关成本会从几块钱到一两百块钱不等, 根据我的估算,特斯拉Model Y在这方面至少可以节省200元左右的成本。

在这个地方@sunflowerzzz 老师估算是可以节约1000-2000元,那么其实 这是因为我们所采用的Base不同 ,我这里考虑到特斯拉触摸大屏的存在,估算是仅减去了灯光、后视镜调节……等少数几个开关,如果跟豪华品牌车型比,那么的确可以节约1000-2000元。

除了实体开关,在其他零件方面,特斯拉Model Y也是能省则省, 这其中最典型的就是延续了Model3取消仪表的设计,由中控大屏左侧显示驾驶相关信息。

奥迪Q5L的全液晶仪表

参考ABB同级别SUV以及Model X的配置,如果Model Y有仪表,那大概率会是12.3寸的全液晶仪表(此处加入与其他品牌同级别SUV仪表的对比), 而这样一块仪表如果包含控制器在内,那么成本大约会在1000元出头;如果不含控制器,成本最起码也要600块

二、用以位置区分的域控制器取代以功能区分的控制器

当然了,仅仅是取消开关和部分零件还不足以将线束长度缩短这么多,特斯拉Model Y上以位置区分的域控制器也为此作出了非常大的贡献,这就是我说的第二点。

以往,汽车上的控制器都是 按照功能 区分,比如:

  • 电机控制器
  • 电池管理系统控制器
  • 空调控制器
  • 充电控制器
  • 行人警示音模块控制器
  • 安全气囊控制器
  • 前向辅助驾驶控制器
  • 后向辅助驾驶控制器
  • 自动泊车辅助控制器
  • 娱乐主机控制器
  • 360全景影像控制器
  • 仪表控制器
  • 车身控制器
  • 座椅控制器
  • 无钥匙进入/启动系统控制器
  • 电动尾门控制器
  • 车辆动态稳定系统控制器
  • 电动转向助力控制器
  • 电子手刹控制器
  • 网关控制器
  • T-box控制器
  • ……
  • 那么后来随着汽车芯片的算力提升,部分车企开始将功能相似的部分控制器合并为按功能区分的域控制器 ,从而在一定程度上节省成本。

    而特斯拉Model 3/Y则打破常规,以 位置 划分出了左、前、右车身域控制器以及中央计算单元。

    其中,电源管理、网关、空调/热管理、主动进气格栅、内灯、外灯、门锁、车窗、座椅、雨刮、后视镜、尾门、驻车 按照位置就近分配给各控制器 ,比如雨刮就分配给前车身域控制器,左侧车门就分配给左车身域控制器,右后视镜就分配给右车身域控制器,以此类推。

    而中央计算单元则是集成了 智能驾驶辅助、信息娱乐、仪表、T-box、360全景影像 ……等控制器的相关功能。

    这样一来,除了动力系统和底盘系统外,原先的十几个控制器缩减到了几个域控制器,控制器的外壳、电路板的数量、芯片的数量、接插件数量、线束长度……都大幅减少。

    虽然单个的域控制器成本相较于原先的控制器会有上升,但是总体上的物料成本还是会下降不少,这部分节省的物料成本差不多相当于一部最新的智能手机。

    除此之外,零件和线束大幅减少后,工人组装的工时也会随之减少,对于产线的生产效率会有很大的提升,从而降低人工成本。

    而具体到控制器内部,特斯拉Model Y其实也是采用了许多非常大胆且巧妙的设计

    以中央计算单元为例,特斯拉Model Y的中央计算单元有两块PCB板,其中一块负责智能驾驶,另一块负责信息娱乐。

    先说大家相对比较熟悉的自动驾驶这块PCB板,从HW3.0开始,特斯拉采用了其自研的自动驾驶芯片,其单块芯片的算力为72TOPS,并且还有一块完全相同的芯片作为 全量备份

    据相关机构预测,特斯拉这两块芯片的成本为190美元,而HW2.5时代的3块英伟达芯片的成本为280美元。

    而在信息娱乐这块PCB上,Model Y并没有使用大部分车企会选择的arm架构芯片,而是选择了x86架构的Intel Atom X7 A3950作为其主芯片。

    与目前主流的中高端arm架构车规级娱乐芯片相比, A3950可以在价格略高的情况下拥有高出一大截的算力 ,比如A3950的CPU算力为42160DMIPS,而arm架构中高端娱乐芯片的芯片算力普遍仅为20000-30000DMIPS左右,可以说是 「算价比」极高。

    那么为什么别的车企不怎用x86架构的芯片呢?主要原因还是 x86架构的生态不够好 ,因此即便是算力更高,但是各大车企还是更喜欢用拓展性更强的arm架构,Intel推广了十多年也一直没有太大的成果。

    不过这些对特斯拉来说都不是问题,只要性能强就可以,生态不好没关系,我自己找人来开发上层应用, 这也是特斯拉车机应用明显少于国产品牌的一个原因。 那么作为补偿,在特斯拉这么大的采购了面前,我相信Intel会给出一个极为公道的价格。

    在成本方面,目前稍微先进一点的娱乐主机控制器的价格基本上都在200-500美元之间,加上仪表主机之后的总价一般在300-500美元之间;再算上800美元左右的自动驾驶控制器(参考HW2.5), 总成本就达到了1200美元左右。

    而Model Y上中央计算单元成本是635美元,在算力占优的情况下成本仅为其他车企的一半。
    最后总结一下,在特斯拉大胆、创新的努力下,Model Y在电子电器方面相比于其他同级别车型可能可以节省10000万左右,而体现在售价上可能就可以达到两三万,这也是特斯拉可以凭实力割韭菜的底气所在。

    我是 @三斤哥 ,一个新能源、变速箱、智能网联都有涉足的汽车主机厂工程师。有兴趣的朋友可以关注我,我会从汽车工程师的角度给大家分享相关知识、解读热点问题。

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