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半个世纪前就开始造电动车了!宝马这20年前的设计让人惊掉下巴

2021年03月03日 12:01来源:皆电

坐镇巴伐利亚古王国中心的慕尼黑向来都是各方文化交融之处,源于捷克、奥地利、瑞士、法国甚至意大利的风潮都很容易吹到此处。当巴伐利亚的工业化进程提升到了前所未有的高度,它就演变成向各方传播价值观的历史主导者。

植根于此的申博百家乐汽车品牌,就是这样一位引领风潮的角色。

从上世纪70年代初开始,宝马便投入到钻研电驱动可能性的前沿事业当中。在那个技术非常不成熟的年代,作为先驱者发起电驱攻势,在旁人眼中不免留下了蹒跚学步的观瞻。然而就是这种敢为人先的勇气与魄力,铸造了宝马百年品牌的不凡。

求索之路,舍我其谁?

为电驱 - 上下求索四十载

1972慕尼黑奥运会,是千年奥运会进入现代进程以来最为盛大的一届。为了向全球观众展示巴伐利亚工业的前瞻视角与环保意识,宝马品牌首次“触电”,打造出一款纯电驱动的轿车协助赛事组委会日常工作。

轻量化车身设计的宝马02系列成为最佳的“油改电”平台,12组12V电压平台的瓦尔塔铅蓄电池被引入车内,动力单元改为博世32 kW直流电动机,这个动力组合足以让宝马1602 Electric电动车完成全程马拉松的引导工作——实际上它也这么做了,且顺利完成。

从笔者此前撰写的《电池简史》一文中便可得知,铅蓄电池的能量密度显然是难以服众的,它就如超人迪迦的能量槽一样,才跟小怪兽来了一套军体拳就开始亮灯警告能量告急。

1981年开始,宝马开启了引入新型电池的项目,并在1987年将一台E30世代的3系(询价)(也即是二代3系)改造成325iX电动车。

宝马325iX电动版搭载ABB提供的钠硫电池,22kWh电池容量很有竞争力,续航达到150km,相当于我国2012年前后所造电动车的平均水平,而宝马领先了二十多年。

诚然,以上都是先期的技术探索,要造一台真正能量产并实现实用化的电动车,必须从零开始设计车体结构。因为汽柴油汽车的车体结构,其轻量化潜力非常有限,况且汽柴油车的动力布局与电动车是完成不同的,机械结构上的不兼容是无法在后期完美解决,在当时的动力电池技术历史背景下,汽柴油车改电动车没前途。

改变游戏规则的是宝马技术公司(BMW Technik GmbH),这个1985年成立的神秘部门研发了数不尽的开脑洞设计,比如专为电驱系统打造的Z11(E1)纯电动车、铝合金车身的的Z13、越野敞篷设计的Z18、开轮设计的Z21、采用碳纤维车身的Z22等等。

笔者随便放一张照片让大家掉掉下巴,这是20年前由神秘部门设计的宝马内饰。

这篇长文,笔者并不想浪费篇幅给大家念太多数据,很多新老车的数据动动手就能查到,笔者更想从造车思维的层面去解读这些车在历史上有哪些技术和思维上的贡献。

回到E1。

眼尖的朋友或许已经发现了,1991年的宝马E1与2013年的宝马i3(询价)怎么有点相像?

实际上,它们都为了解决一个问题,就是“电池应该放在哪里的问题”。

内燃机技术比动力电池技术成熟很多,一大大马力2.0T-3.0T汽油机可以降低到200kg以内,但动力电池很难做到如此。把动力电池放到哪里呢?

1、放到传统发动机舱或者尾厢?不行,那是溃缩区,安全上不允许。

2、放到车底下?可以,但车内地台会因此提升很多,这时候只能造一台MPV或者SUV才能保证成员舒适性,不然就会像现在满大街跑的滴滴那样坐起来特别恶心,全程如蹲小板凳。

3、放在车底,且挖空前后排乘员的脚步置放处?可以,但不规则的电池很难布局,这种方案的目前仍有车企在探索。

4、放在传统变速箱的位置(鞍座)?可以,后来的宝马i8就是这样子做的。

E1选择了方案2,差不多三十年后的今天我们回看,会发现宝马选择了一种成功率最高的明智方案。

麻烦的是,动力电池的容积密度远远低于内燃机,而宝马采用了小车身+小电池的策略,摒弃了多数厂商“面不够加水、水不够加面”的方式。E1的动力电池只有200kg,放在后排座椅下方的安全框架中,电动机与减速器集成在后桥,极速120km/h,续航里程为160kg,慢充6小时,快充2小时。

这些数据放到今天来看,已经能满足基础的城市通勤。

说了这么多电池,其实E1最大的技术突破点/理念突破点并非电池,而是专业的电驱用途车身。

中国作为一个初级汽车市场,前些年还有好些用户认为车子应该越重越好,起码越安全。其实只对了一半,我们的确需要坚硬的车身,但只有厉害的车企才可以把车子造得很轻巧。

宝马E1的车身使用冲压铝制材料和可回收塑料打造,前者在90年底是非常前沿的材质,之前多数用在航空业;后者是理念极为领先的材质,同时奠定了i系列的环保基因。

到了1992年,宝马基于E36世代的3系打造出一台325i Coupe E-mobil,存世一台,仪表盘很魔性。

电动版E36的动力电池放在哪里呢?笔者找到一张1995款E36电动版的剖面图,发现宝马已经根据E1的经验把电池放在后排乘客臀点往后了,这是一个巨大的理念进步。

Project i - 技术巨变的前奏

进入21世纪之后,宝马集团的财报可谓捷报连连,现金流稳健得很,自然就有更多资金在技术领域开疆拓土。

2007年,宝马启动了Project i,着重研发新能源(询价)技术,开发足够环保的城市电驱车型,满足未来城市出行与环境可持续发展。请读者注意笔者用了“环保”的定义,这个概念后面会着重聊到,请勿与“节能”混为一谈,这是两个完全不同的概念,目前已被那些国产土法油改电厂商给忽悠成一体了。

回到Project i上面来,这个项目分为三个阶段:

1、MINI E

2、BMW Active E

3、BMW i3 / i8

第一阶段的MINI E电动车是基于标准版MINI Hatch打造的,代号为R56的21世纪MINI Hatch二代硬顶版。2008年秋天在洛杉矶车展首发之后,MINI E一共造了600台,投放在主流汽车市场供测试。

在中国、日本、美国西海岸、英国、德国、法国等国家,MINI E以租赁的形式向私人用户开放使用,宝马集团也利用这批电动车收集回来的数据进行Project i的下一步研发。

2010年,宝马集团推出了两款纯电动概念车,一款叫MINI Scooter E,MINI品牌下的电动踏板车。

当然这可不是新鲜事,早在1997年,宝马就发布了C1(询价)电动概念踏板车,长成下图这样:

另一款才是Project i第二阶段的重头戏,成品叫宝马ActiveE(询价)概念车,基于第一代1系双门轿跑版(E82)打造的。

为什么有了E1那样的先进车体,宝马还要针对现有车系进行电气化改造测试呢?E1车体的成本根本hold不住啊,造出来贵上天就不现实了。

一共造了1000多辆测试用车的ActiveE概念车,天生就有轻巧车身的优势,给动力系统预留的空间还算足够。

笔者在上图用中文标注了三电系统的安装位置,大家可以看看锂离子动力电池安放到哪里了。

很神奇吧?

整车最重的动力电池被分散成三块,分别安装在传统发动机舱内的前轴后方、传动轴与排气管用到的鞍座位置、座椅臀点往后。

基于这种开脑洞的设计,宝马Project i项目也随之进入第三阶段,i3与i8即将登场。

宝马i - 百年传奇再起航

小写的i,伟大的理想。

在讲述i3与i8之前,我们必须先理清宝马Project i(2007年)与宝马i品牌诞生(2001年)的缘由。

读者朋友请注意,这是本文最关键的一个章节,我尽量写得短小精悍好理解一些。

宝马Project i与宝马i品牌究竟为何而来?为减负而来。

为汽车制造减负,为城市环境减负,为出行成本减负。

宝马集团推出“MegaCity Vehicle”(MCV概念,大型城市出行载具概念),并非为了造一台卖个好价的车,而是为了验证宝马是否有能力从源头上为整个汽车工业减负。

为汽车制造减负,就必须从原材料制造和车体制造环节就顾及到环保。拿宝马i3来说,从外到内的材质均采用回收及可再生材料,生产i3所需的电力全部来自风能,与宝马集团已然非常高效的传统汽车生产工艺相比,生产过程节约了50%的能源和70%的用水。

为城市环境减负,就必须用电驱系统,将污染集中在发电环节集中处理。大家不要被纯电出行的“零污染”口号误导,但也不要否定集中处理污染的巨大优势。

为出行成本减负,就必须让车体尽可能轻巧,才可以少用电池,减少污染并降低电耗。为降低车重,宝马自己下场造碳纤维,联合西格里集团、三菱人造纤维公司打造了从原材料生产到制造的整条碳纤维复合材料产业链,就连美国摩西湖碳纤维工厂的能源都完全来自水力发电。

车内还有很多细节体现了环保,比如宝马会在纺织面中掺入40%羊毛(也是可再生资源),不仅毛茸茸很舒服,还可以使座椅更加通风,从而减少空调功耗,降低电耗,延长续航。

小写的i,蕴含了大写的“社会责任”。宝马的一小步,是汽车工业的一大步。

i3与i8 - 公路上的概念车

2011年,宝马i品牌正式对外发布,成为集团旗下第六个品牌,与BMW、M、MINI、劳斯莱斯、BMW Motorrad五大传奇品牌并肩。

这不是一时兴起,而是只有瞬间给出动力响应的电气化驱动方式,才能更好地诠释宝马集团旗下品牌的运动精髓。

2012年6月,首家BMW i展厅(BMW i Park Lane showroom)于伦敦开业,展厅内的宝马i3是最后一个概念版本,此外还有i Pedelec电动自行车概念版本与i8概念版参与展示。

2013年9月,宝马i3正式开售。

2014年6月,宝马i8正式开售。

在新能源领域探索40余载之后,宝马将两款量产四轮车献给了大家,而这两款车即使用2020年12月的眼光来看,依然有着概念车的前瞻视角,这是笔者给出的理由:

1、史无前例地从材料、生产、运输、销售、使用、养护、回收、循环的汽车全生命周期做到了“环保”。

2、史无前例地将碳纤维车身制造引入主流品牌车厂的产业链中,并大量引入量产车制造环节。

3、史无前例地将小型车(i3)的IIHS碰撞成绩提升到全Good的高度,利用巨大的前后溃缩区进行吸能的传统方式不再是唯一可行方案。当然,成本很高。

这不是一桩生意,因为这个项目注定是亏本的,因此被很多不懂新能源车的人看作是傻(类似大众专门建了玻璃工厂造辉腾(询价)),被懂新能源但不懂品牌运营的人理解为“行为艺术”。

懂行的人都能理解,这是宝马领衔演绎一次汽车制造革命,宝马为此耗费了40多年和30亿欧元(约合240亿人民币)研发成本,换来的是被最终证实可行的CFRP碳纤维强化复合塑料材质车身、Life(询价)-module(驾乘座舱模块)+ Drive-module(驱动模块)、快充技术、清洁生产技术、材质循环技术、REEV增程式混合动力技术(i3)等等。

因为从0到1的设计,宝马可以让i3的中控鞍座直接消失,油改电是做不到的;可以让承托了沉重锂离子电池组的i3,整备质量只有1195kg;可以保证在没有B柱的情况下也有足够的强度,还能安装劳斯莱斯那样的“自杀式车门”(Suicide Door);还能实现前后轴载荷50:50的完美配重,让车子开起来依然很有宝马风味;可以让百公里耗电量降低至12.7kWh,利用夜间波谷电价充电的话,每公里出行成本最低4.5分钱。

将i3与i8称为“公路上的概念车”,并不为过。

高性能 - iPerformance从不妥协

内燃机与电动机不是非此即颇的,让两者组合,在各种最高效率的转速区间工作,可以解决内燃机低载荷怠速、电动机高转速巡航这两个与生俱来且无法解决的劣势。

1+1>2

这就是宝马iPerformance“电动性能”系列插电式混合动力车型诞生的初衷。

早在2009法兰克福车展上,宝马就向公众展出了X6 ActiveHybrid插电式混合动力车型(E72)。使用一台中大型SAC打造混动车型,证明电气化改造之后的PHEV(询价)系统可以在各种尺寸的车型上装备,性能不再受车重的严重影响。

装备插混系统之后,X6 ActiveHybrid的油耗降低20%,在eBoost模式下的破百速度低至5.4秒。

宝马的混动系统是从i8开始玩溜的,这款超跑可以说是宝马的炫技之作,内燃机与电动机的配合天衣无缝,真正做到了高度融合。

2016年2月,宝马推出iPerformance车型名称,适用于从2016年7月开售的所有宝马插电式混合动力车型。

此后,宝马不断发布iPerformance“电动性能”系列新车,目前已有X1 xDrive25e、X3 xDrive30e、X5 xDrive40e、225xe Active Tourer(询价)、330e iPerformance、530e iPerformance、740e iPerformance、Mini(询价) Cooper SE Countryman ALL4等车型在售。

BMW eDrive是宝马插电式混合动力的电动驱动组件,三大核心零件包括电动机、高压锂离子蓄电池和智能能量管理系统。

新的eBoost模式可以保证车辆拥有强劲爆发力,让加速比传统动力汽车更加迅猛。蓄电池可以在车辆下坡、滑行和制动自动充电,从而让车辆始终具备eBoost。

此外,智能能量管理系统在Auto eDrive的默认模式之外,还设计了Max eDrive和Save Battery两种动力模式供客户选择,前者可以强制使用电能,适合在拥堵路段使用;后者则相反,可以保留电池电量以备可预见的拥堵路况。

电动化 - 宝马集团六大品牌

电动化,宝马并不是一个品牌在行动,而是旗下六个品牌一起行动起来。

BMW:宝马品牌的主销产品线,目前先从加入48V双电压并降低燃耗入手,再进化到PHEV插混(iPerformance系列),最后进化到纯电动。

BMW i:最前沿的电驱技术,目前有i3、i8、iX3(询价)三款产品,未来还将有i4(询价)、iNEXT等车型诞生。

BMW M:传奇的宝马运动部门,在传承“轻量化”与“操控至上”两大初衷的前提下进行电气化改造,最有可能的技术路线是先造PHEV混动(比如下图的Vision M NEXT(询价)),再造BEV纯电动。电动化之后的M Power,将是宝马品牌未来的灵魂所在。

MINI:前文中我们已经提到,在宝马集团Project i项目中最先实现电气化的就是MINI,接下来,MINI可能是宝马集团传统品牌当中最先全面电动化的一个。

2018年9月,在中德两国高层的见证下,宝马与长城签署战略合作协议,新成立的“光束汽车”立足苏州市张家港市,总投资51亿人民币,项目为打造电动化MINI车型而来,预计2022年投产。

Rolls-Royce:劳斯莱斯早在2011年日内瓦车展就发布了102EX电动版概念车,不过奢华品牌更注重的是用户体验,因此目前充电不方便的现象是不允许出现的。

根据劳斯莱斯CEO托斯滕·穆勒·奥特沃斯(Torsten Müller-Otv?s)在2014年时的观点,劳斯莱斯拟定在2040年实现全面电动化。

BMW Motorrad:2014年发布第一代C Evolution电动踏板,目前正在筹备全新换代大作。

或许大家已经淡忘了宝马集团在2016年举办过一场100周年庆典活动,但一定还记得那4台特别科幻的“VISION NEXT 100(询价)”系列概念车,从左到右分别来自MINI、BMW、Rolls-Royce、BMW Motorrad品牌的概念产品。

除了电动化,宝马还在这一批致敬BMW品牌100周年的概念车当中融入了很多新技术,比如风阻低至0.18Cd的“灵动结构”车身外壳、人工智能与感知技术合二为一、环保革新材质的运用、自动驾驶技术等等。

革命性 - 为何用“伟大”形容一家车企

2020年是宝马品牌在新能源领域的关键一年,最重磅的出品是宝马i品牌旗下的全新SUV车型——创新纯电动BMW iX3。

iX3搭载第五代BMW eDrive电力驱动系统,在功率密度、续航里程、轻量化、小型化和模块化等多维度的技术创新,令其拥有充足的竞争力。

采用更加环保的低镍配方NCM811三元锂离子电芯,由华晨宝马动力电池中心二期工厂生产。动力电池整包能量密度提升至154Wh/kg,续航达到500km,很好地平衡了电池的性能表现、能量密度、续航里程、安全性以及全生命周期的质量可靠性。

2021年,宝马将有两件大事要做,第一件是让中国产的宝马iX3销往全球,第二件是正式发布宝马i4量产版。宝马i4四门轿跑车将在保持宝马运动特性的前提下,将续航提升至600km大关。

根据宝马的“全新第一战略”,宝马将于2021-2025年之间完成加深电动化的进程,并将iNEXT概念车及其搭载的自动驾驶系统量产化。到2025年,宝马集团将提供25款电动车型,其中12款为纯电动车型。

与此同时,从1979年开始研究的氢燃料/氢燃料电池方案也会同步进行,目前最新的概念车是宝马i Hydrogen NEXT(询价)氢燃料电池车(G05,下图)。宝马集团计划在2022年小批量生产搭载氢燃料电池电力驱动系统的i Hydrogen NEXT车型,2025年实现大批量生产。

宝马集团持续推动未来出行的四大战略方向 “ACES”——自动化(Automated)、互联化(Connected)、电动化(Electrified)、服务化(Services),这些成果的集大成者将是iNEXT的量产版。

文章写到这里,也接近尾声了。有些读者可能会怀疑,宝马新能源汽车销量其实并不是很高,为何笔者要用“伟大”一词来形容宝马呢?

来看一组数据,宝马集团新能源汽车全球总销量在2019年12月达到了50万辆,其中i3超过16.5万辆,i8超过2万辆。

这销量也值得一说?

是的,非常值得,这是高质量的豪华新能源车,不是路上跑着的那些土法油改电的工业废品。因为i3与i8的技术过于前沿,简直就是把概念车拉到展厅里面卖,巨额的研发成本根本无法很好地平摊,短期内不被市场完全认同是很正常的事情。

对于一个项目而言,我们很难说它的经济效应有多成功,宝马一直亏本做这个项目;对于品牌而言,这场延续了近半个世纪的探索终于开花结果,终于用量产化的产品诠释了宝马品牌基因,这的确是一次伟大的胜利。

用大家更熟悉的中国历史来类比吧:伟大的(询价)朝从不单独讨论,先有秦的探索再有汉的长期兴旺;强盛的唐朝从不被史书孤立,先有隋的践行再有唐的长治久安。

“秦与汉”、“隋与唐”的相辅相成是永不消亡的规律,先有理念与技术超前的“跑在公路上的公路车”,再有今天我们见到的宝马iX3——长续航、性能优越、工况稳定、价格公道。

用半个世纪的坚持,坚持理念,研发技术,不是随便一个品牌能办成的伟业。

在极度追求重资产的汽车制造业,拥有此等革新汽车制造业上中下游全产业链的眼界与胆识,无出其右。

最强的品牌,敢于革自己的命,抛掉往昔荣耀(询价)蜕变重生。

这就是104岁的宝马,一个伟大的品牌。

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内容来源于车友头条-车友号-皆电

(本文来自互联网,不代表小猪二手车的观点和立场)

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