不知道大家看到这条数据会想到什么?
中国抗疫成功复工复产?
这件事我们好像在半年前就很熟悉了。
全球经济衰退下中国成为唯一增长极?
目前看来,除了明天三体人入侵,还没有什么能够阻止中国迈入世界强国。
人类的隐忧从来都不藏在愁眉苦脸里。
它常常出现在我们喜笑颜开的时候。
要知道在2004年,中国的石油对外依赖度是40%。
2010年,这个数字第一次突破50%,这是国际上通认的警戒线。
数字的蹿升没有停留于此,2016年,它变成了60%;而去年,这个数字是70%。
这时候我们再读到“1至9月中国原油进口同比增长12.7%”,数字的背后未必传递着喜讯。
原油作为一项重要的战略资源,中国需要大量依赖进口。而根据国家统计局的统计,我国石油对外依存度仍在持续扩大。
如果有一天,中国的芯片、大飞机都能自给自足了,石油会不会成为我们的另一块短板?
这个设想看似很遥远,其实很实际。
01
想要降低石油的对外依存度,中国应该加大国内原油产量。
是的,这是每个人都能想得到的一个解决方案,事实上,这也是国家能源部门正在努力推动的。
反映中国石油工人自力更生的国画作品《大庆工人无冬天》,赵志田,1973
但石油产量不像水龙头,不是我们想要拧开的时候就可以拧开,想要关上的时候就可以关上。
一定有人发现了,中国的石油对外依赖度从40%变成50%、50%变成60%都是用了6年时间,但是从60%跳升到70%,仅仅用了三年。
究其背后原因,经济发展、生活水平提高自然是一个原因,但更大的原因是,由于国际原油市场产能相对过剩、国内油田老化。
国外油多了,国内不足了,发展又需要,国际原油加速流入中国。
从2015年开始,中国的原油产量进入到一个长期的下行通道。
2020年1月,中石油喜滋滋地发布行业报告,报告显示,2019年国内原油产量止跌回升,达到1.91亿吨,增长1.1%。
可后面的故事大家也看到了,新冠疫情让国际原油价格锁定低位,甚至达不到50~60美元/桶的盈亏平衡点。
发现没有,事情正在处于一个尴尬的两难境地:
如果为了“刷数据”,强行加大国内原油产量,实际上就是用我们国家珍贵的原油储备去市场上换亏损;
如果以市场原则继续加大原油进口,又会进一步推高我国的石油对外依赖度。
这一困局并非没有破局之法。
如果你还记得我们上个月发布的一篇介绍光伏发电的文章(插入超链接),应该还会对文章里描述的未来能源格局有所印象。
根据国际组织国际能源总署(IEA)的预测,在2030年,人类社会将会迎来一个能源拐点。
以此为界,石化能源在人类能源消费中的占比将会开始下降,以太阳能、风能为代表的可再生能源将会逐步吃掉石化能源让出的份额,并放量增长,全盘接收人类科技进一步发展所带来的能源需求。
如果单从电能来看,行业普遍认为,到了2021年,中国的光伏电价就会下降到与煤电价格齐平,并且会在未来进一步下降,远低于煤电价格。
图源:国家发展改革委能源研究所《中国2050年光伏发展展望(2019)》
国家也看到了这一趋势。今年9月22日的第75届联合国大会上,中国郑重提出,争取在2060年前实现碳中和。
这和中国以往做出的碳排放承诺都不相同。
差别在于,这一次我们提出的不是单纯的减排目标,而是要在2020年到2060年的40年间,将我国的碳排放从每年的160亿吨向下压低;无法继续压低的部分,将通过降低温室气体的其他措施,如植树造林,进行“碳补偿”。
一加一减,中国的温室气体排放量为0。
在整个目标周期里,中国的经济还要保持又稳又快的增长。对于一个有14亿人口的国家来说,这一目标很具有挑战性。
冲刺有挑战性的目标,正是中国政府与人民长期偏爱和擅长的。
第75届联合国大会
想要达到这一目标,大力发展和使用清洁能源是个必然选择。
除了环保因素,从战略上来看,可再生能源也是更加安全的能源。
霸权主义可以封锁港口、拦截油轮,但是它没有办法停止风、阻断水、遮挡住天空的每一丝阳光。
未来中国的能源格局一定是这样的:可再生能源维持国民日常所需的能源消费。
同时国家保留部分石化能源的生产力,以备不时之需。
细心的人会听到,国家大基建的号角和十四五规划的东风旋动着砂轮,金星飞溅,更多的光伏发电站和特高压输电网络拔地而起,它们磨砺着那个叫做“新能源”的少年手里牢牢握着的利刃。
寒光一闪,利刃已经指向了下一个目标,那是他马上就要掀起更大变革的战场——
汽车行业。
02
为什么新能源革命的下一个目标是汽车?
答案很简单。
首先,传统汽车行业是“喝油大户”,对石化燃料的依赖度极高。
根据2019年的统计数据,我国汽车对石油的消耗占石油消耗总量的70%。
因此,交通领域的电动化,对中国摆脱石油依赖非常关键。
近几年,虽然新能源汽车声势浩大,但从数量上来看,2012到2019年,新能源汽车总共售出416万辆,相比全国汽车2.6亿的总保有量,新能源车的市场占有率仅为1.6%。
同时,以耗油量折算,新能源车一共节省了0.14亿吨汽油,仅占成品油消费总量的0.6%。
从这三个数字看,新能源汽车市场有着巨大的上升空间。
其次,中国直接或间接控制了全球70%的锂供应,生产了75%的稀土永磁材料,这些都是电动车所必须的资源。
截止今年,全球有142个锂电池超级工厂,其中107个落户中国。
高度自动化的中国锂电池工厂
可以说,在新能源车的动力模组研发制造方面,中国拥有明显优势。
除了行业前景和资源布局,促使中国新能源汽车实现大发展的,还有一个不可忽视的因素——基础建设。
人和车能够走到哪,完全要看道路通到哪,以及沿路能否补给能源。
放眼世界,没有几个国家拥有“基建狂魔”这样出色的基建条件。
摊开中国公路地图和特高压骨干网络示意图,一般人看到了密密麻麻,新能源汽车用户则看到了安稳。
正是这些堪称在国土上进行雕刻的精细建设,为新能源车的全面市场爆发打好了基础。
要知道,没有资本是愚蠢的,如果他愚蠢了,那么他就没有了下一次愚蠢的机会。
正是因为新能源汽车前景广阔,才涌入了如此多的“造车新势力”争相竞逐。
市场从来是鼓励竞争的,越是竞争激烈的领域,越容易淬炼出极致的产品供消费者把玩。
而在一众新能源造车势力中,有一家企业,最担得上新能源梦想家的名号。
它就是——比亚迪。
03
现在的比亚迪,在大家的心中已经成了多面手。
从燃油车到电动车,从蓄电池到光伏;往小了说能造手机,往大了说能造轻轨列车。
很显然,我们眼中的比亚迪,俨然是个拥有众多B面的资深制造业选手,但无论它有多少B面,比亚迪的A面永远是新能源车。
所有的B面,都是对新能源车这一初心的“爱的供养”。
当年,冒着基金经理“抛售比亚迪”股票的威胁,王传福力排众议收购了西安秦川汽车,冲进造车行业。
靠电池起家的王传福那时候就下定决心:一定要造出电动汽车,因为那是汽车的未来。
基金经理也言出必行。2003年的元月,西安的冷风一路吹到了香港,股东大举抛售让比亚迪的市值在两天内蒸发了27亿港元。
17年过去了。
17年前,王传福的底气来自于笃信;17年后,他的底气来自于积淀。
在2020年7月12日,比亚迪旗舰车型“比亚迪汉”的发布会上,王传福只介绍了不到5分钟,发布会的气氛也不如科技企业的发布会那样欢闹。
但他无需多言,只要这安安静静的5分钟,把想说的话说都出来就好。
自从发布以来,关于比亚迪汉,大家已经见过了太多的报道,但我们坚信,一个好产品,不仅可以被放大镜观察,更应该被螺丝刀研究。
近期,有测评机构将比亚迪化整为零,带大家见识一下这辆国产“传统造车势力”创造的新能源车到底表现如何。
我们首先来看看比亚迪汉的前部。
虽然外观上看起来汉的前防撞梁和其他车型差不多,但是仔细观察左右两侧会发现,这里其实增加了一个独家的结构设计——金属吸能块。
老司机肯定很懂这一设计的好处。
车辆在城市道路环境下的事故,很大比例来自于偏置碰撞。在这类事故中,车辆前侧的两个角容易最先受到撞击。
增加了这两块立方体的金属吸能块,加强了整个吸能盒的缓冲能力,这让汉的偏置碰撞安全性有了显著提高。
看了这个设计,熟悉军事史的乌鸦直呼内行。
传说中的武刚车示意图
乌鸦告诉我,西汉大将军卫青破匈奴时,就是用的武刚车结阵,同时派出两翼骑兵冲阵。在战术上,两翼骑兵实际上充当的就是缓冲敌阵的功能。
看来比亚迪汉的设计也是尽显王朝精髓。
第二个部分我们来看一看前机舱里面的布局。
我们看手机测评的时候,专业的测评机构都会评估手机的内部走线,汽车其实也是如此。
规整的走线布局不仅体现出制造商的功力,也能让车辆少了很多来自内部的可能风险。
比亚迪汉的前机舱采用的是全封闭设计,打开盖板可以看到,内部的所有线束都没有裸露,全部采用波纹管进行防护。
线与线、线与其他的机舱部件之间都没有干涉,细节做工十分到位。
走线细节
在这一点上,爱看闲书的我还是有点发言权的——
虽然汉代年代久远,没有留下一座木构建筑存世,但是学界还是认为,中国建筑发展到东汉时期,木结构体系已初步形成。
而木结构体系,就是以布局规整、构思精巧著称。
例如我们现在常见的一个构造——两栋大厦都很高,中间用一个凌空的长廊连接。这个东西学名叫“飞阁”,就是“飞阁流丹”的“飞阁”,它就是在汉朝大量应用的。
东汉五层连阁式彩绘陶仓楼1973年,焦作市马作村出土,焦作博物馆
例如史书里记载,汉武帝的两个宫殿——未央宫和建章宫之间,就是用飞阁连接的。
你细品,这飞阁,不就是汉代人在建筑上的“走线”么。
下面我们再来从后部看看汉的隔音设计。
懂车的朋友看到这个下护板就知道汉在隔音上不惜成本。
下护板铺设了大面积原生隔音材料,这在汽车行业里还是比较罕见的。
另外车尾部的后杠皮和车身接触的部位也是专门加了隔音海绵。
再有就是在车轮的轮旋内部也铺设了大面积的黑色隔音材料。
车门内饰板也是这样,可以看到层层叠叠的原生隔音材料,易磨损的地方都用绒布层进行了包裹。
和车门相似,车厢内饰材料的里侧也都贴合了隔音材料,并且采用了压边工艺。
加了这么多隔音材料也是体现了比亚迪提到的一个理念:汽车不只是一个交通工具,它也可以是一个生活空间。
正是因为对生活空间有品质要求,比亚迪汉才会对隔音能力如此苛求。
虽然我们相信,隔音必然是未来汽车越来越重视的一项性能,但对整车做全包裹式的隔音,这件事真的很有汉风。
在《续汉书·律历志上》就记载“候气之法,为室三重,户闭,涂釁必周,密布缇缦。”实际上这就是在打造一个密闭的空间。
一般的历史学者还是认为,按照上面的方法打造出的“候气之室”,是中国古代的隔音声学实验室。
生活空间嘛,最主要的还是要看看车内的舒适度。
内饰的部分我们就不多说了,很多车友都介绍过。既然是拆车嘛,还是要关注一些平时看不到的地方。
车厢内部的地毡层采用的是一体式发泡成型材料,这种材料的好处是环保、无异味,踩上去也很舒服。
后排座椅下方这里也有一个加强的支撑结构,既能支撑座椅,也可以加强整车的底盘。
打开尾箱来看一下。
后尾箱盖的拉杆采用了高档的树脂材料进行覆盖。
可以看到,尾箱内部也是全覆盖处理,以往这种设计只能在豪华车上才能见到。
总体来看,无论是从外观上,还是从车身设计中藏着的处处匠心,比亚迪汉是对得起汉王朝在中国历史上的地位的。
当然,除了这些令人印象深刻的细节,如果要从这辆车上只选一项颠覆行业的设计,答案必然是——
电池。
04
电池对于新能源车的重要性不言而喻。
它既可以让一款车火,也可以让一辆车着火。
比亚迪汉的电池属于前者,而且也只属于前者。
这款电池早在3月份的发布会上就公之于众了,那一次,王传福讲了更多。
包括那句让新能源车主和准车主们心动的——“把‘自燃’从新能源汽车的字典里抹去。”
刀片电池诞生之前,摆在所有新能源汽车电池供应商面前的一个很艰难的问题是:如何取舍三元锂电池和磷酸铁锂电池。
这两种电池各自有优缺点。
三元锂电池能量密度高,但安全性较差。在200℃左右就会发生分解,产生氧气和大量的热量,热量和氧气又促进了可燃物质的进一步燃烧,因此搭载三元锂电池的新能源车常常是“自燃”新闻的主角。
为了让大家有一个更直观的认识,我们请到了乌鸦!
的朋友!
的爱车!(为了不暴露这辆车的品牌,我们特意把车拆成了大家都认不出来的样子)
里面的电池!
我们要做的就是用一根针刺穿这个电池。
虽然说针刺测试是一个极端测试,但是这个过程展示了由于过充或者异物侵入等原因,内部短路时新能源汽车三元锂电池的安全表现。
为了公平起见,我们也把比亚迪的刀片电池拉来一起“作陪”。
通过这个试验不难看出,三元锂电池的安全性能是它的短板。
磷酸铁锂电池则和三元锂电池来了个两级反转——安全性稳定,但能量密度低。
为了弥补磷酸铁锂电池能量密度低的缺点,想要维持续航,车辆只能加大电池的搭载量。
比亚迪对于磷酸铁锂电池情有独钟。
他们在刀片电池的发布会上公布了一个数据:比亚迪生产的纯电大巴和特种作战车辆远销世界各地,至今保持了0电池事故。
纯电大巴和特种作战车辆车身空间足够大,塞得下那么多电池。
但怎么在保持续航的前提下,把装在大车上面的磷酸铁锂电池移植到小型车上,这是比亚迪要解决的难点。
所以,在我看来,搭载在比亚迪汉上的刀片电池,最引人瞩目的要素,就在于它本身是一个高度工业化的、去粗取精的“解决方案”。
通过阵列式排布,比亚迪将长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池,像“刀片”一样插入到电池包里面。
这看起来有点像IT领域里的“刀片服务器”,一个机箱内并列插入多个服务器单元,集少成多地实现高性能计算的功能。
在产品思路上,两者确实有异曲同工之妙。
通过这种结构创新,让电池在成组时跳过模组和梁,减少了冗余零部件,实现了电池的超级强度的同时,电池包的安全性能大幅提升,体积利用率也提升了50%以上。
虽然单体电池的能量密度上比不过三元锂电池,但刀片电池组成的电池包由于体积能量密度的大幅提升,在实际应用中可以达到主流三元锂电池同等的续航能力。
具体到比亚迪汉上,这款车在综合工况(采用NEDC标准)下的续航里程可以达到605公里。
甚至进一步来说,汉最亮眼的一些卖点——3.9秒百公里加速、33分钟可将电量从10%充到80%、循环充放电3000次以上可行驶120万公里等等,都是拜刀片电池所赐。
这些性能表现,已经全方位“碾压”三元锂电池。
当然,刀片电池最重要的性能就是安全。
除了上面展示的穿刺实验,我们还对两个电池进行了挤压实验和炉温实验。
实验的目的就是通过模拟车辆在碰撞中可能遇到的场景,来测试电池在极端环境下的安全性。
三个实验的完整视频在这里:
{视频链接:https://v.qq.com/x/page/t3204tdtyfg.html}
视频有点长,缺流量或者缺时间的同学可以听剧透:
上面穿刺实验的结果大家都看到了,其实在挤压实验和炉温实验中,两个电池的对比也大抵如此。
同穿刺实验中一样,在挤压实验中,特斯拉搭载的电池发生了爆燃。比亚迪的刀片电池虽然出现了形变、冒了烟,但整个过程没有明火出现。
炉温实验则是模拟在200℃左右的高温环境下两个电池的变化。
前面提到过,三元锂电池的原材料在200℃会发生分解,产生氧气和大量的热量。实验中也能看到,特斯拉的电池在高温下,从正极起火爆燃。
比亚迪的刀片电池则无起火、无明烟。
想要对结果进行验证的朋友们,也可以去B站等平台搜索其他UP主发布的几种新能源电池的针刺实验视频,兼听则明。
总体而言,比亚迪汉所采用的刀片电池的安全性是十分值得信赖的。
那么下一个问题又来了:为什么比亚迪拿出了刀片电池这样革命性的创新?
目前,比亚迪所有的刀片电池都出产自重庆璧山区的弗迪电池工厂。
光是这个工厂,投资就达到100亿元,规划年产能达20GWh。
工厂本身就是工业4.0、智能制造的一个样本。
在一些关键的工序上,车间每立方米的空间内,5微米(相当于头发丝1/20粗细)的颗粒不超过29个,这与生产液晶屏的粉尘管控标准是相同的。
严苛标准要求可以降低电池的短路率,这让电池的安全性和寿命更有保证。
在电池生产中,叠片、配料、涂布、辊压、检测等重点工艺均达到了世界顶尖水平,比亚迪掌握关键技术的自主技术,这是国内外其他电池企业无法复制的。
因为相信磷酸铁锂电池的安全优势无可替代,比亚迪一直坚持科研,优化磷酸铁锂电池的工业设计。
在拿出了成功的设计方案后,又配套搭建起整套的商业化生产线,让刀片电池可以迅速进入市场,改变现有新能源电池的格局。
这种锚定方向、极致突破的工业精神,本身就是迷人的。
弗迪电池公司副总经理何龙透露:“今天,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”
这是引领行业的魅力。
要知道,刀片电池这种通过物理结构设计提升能量密度和安全性的设计,仅仅是整台汽车上的一个子项方案,作为目前国内唯一能够实现整车制造国产化的车企,通过整车全局结构的设计,从基础层面上提升车辆方案的安全性,方能体现比亚迪的实力所在。
安全的不仅仅是电池模组,整车安全可靠,才是真正意义上的安全。
多年制造业经历,带给比亚迪精细化的思维方式,这与市场上的部分“造车新势力”大不相同。
区别在于,比亚迪拥有更宽广的工业视角,习惯用手术刀式的眼光,去分解生产链上的每一个环节、每一个零部件,并对它们一一优化。
而缺乏技术积淀、技术信仰的企业则采用了“拼凑式”的生产方式,来料加工、来料组装,并通过高强度的终端营销挤占市场。
我们都知道,货真价实的制造业经验和实力才是真正的核心竞争力。
这些创造力,即是工业的未来,也是能源的未来。
唯有进步值得信仰。