特斯拉电动皮卡Cybertruck的新科技

2019年11月特斯拉发布了全新电动皮卡Cybertruck，马斯克给Cybertruck定的起售价是不到4万美元，电池续航能力高达800km，发布不久就收获订单50万台，到2021年订单累计100万台，根据最近发布的数据截止到2023年中旬订单快达200万台。

在时隔整整4年后的2023年底，Cybertruck终于开始在北美交付了，其实4年的时间，传统汽车主机厂应该都快搞出一台车了，中国新势力估计都发了几台车了。而特斯拉Cybertruck交付的起步车型价格上涨了2万美金,但续航却降低到了400km，要再背上一个Range Extender才能够到700km的续航里程，与当时目标还差100多公里。另外作为皮卡其有效载荷也没有那么多，牵引的重量也没有承诺的那么多。

根据摩根士丹利的推测，到 2025 年，预测 Cybertruck 占特斯拉收入的比例将低于 5%，利润接近于 0%。所以从商业上讲Cybertruck短时间内并未给特斯拉带来特别大的轰动，那么Cybertruck是不是一款失败的产品呢？

但其实从汽车新技术来讲，Cybertruck却又一次开创了一些新的领域，例如48V电子电气架构，线控转向，后轮转向，不锈钢车身等。所以本文将从技术角度去了解和分享Cybertruck的以下新技术：

·不锈钢车身

·48v电子电气架构

·线控转向（AWS前后轮转向）

·电动，电气化

·其他

希望能带来一些智能电动汽车的前沿科技趋势信息。

不锈钢车身

特斯拉Cybertruck车身采用的不锈钢车身，这些车身不锈钢面板既充当框架又充当车身。不过不锈钢做车身并不是特斯拉首家，1981年美国汽车界有家新势力叫DMC，量产了采用304不锈钢的DeLorean，可惜这家公司不到两年就破产了，这款车也仅仅生产销售了不到1万台。

不过马斯克表示Cybertruck采用的是“超硬 30X 冷轧不锈钢”，和其在SpaceX火箭上的面板类似。这种不锈钢面板厚度为 3 毫米，可防弹 9 毫米手枪。不用喷涂，它耐腐蚀、坚固且价格实惠强。

有消息称这种不锈钢将来自美国的Steel Dynamics，也有消息来自于outokumpu，另外有消息特斯拉最近提交了税收排除申请，要求从法国Aperam Genk进口总计17万吨的不锈钢冷轧卷，用于生产电动汽车，有可能用于Cybertruck，不过按照美国对钢铁的应用历史，从美国海外购买钢铁也算是对美国制造业的羞辱。

典型的汽车车身蒙皮板厚度仅为 0.65 毫米，为了抵抗屈曲，Cybertruck 的车身面板达到3毫米，是一般车辆的差不多5倍了，这样重量也会是普通车辆重量的5倍。为了弥补这一点，特斯拉车身面板既充当框架又充当车身。

当然这3 毫米厚不但意味着车身质量的巨大增加，也意味着制造它的冲压设备必须大很多倍才能成功冲压更厚的 3 毫米材料。传统汽车的车身是使用运行成本昂贵且需要大功率的机器冲压而成。但是特斯拉用于制造 Cybertruck 的新型不锈钢合金太硬，无法冲压，所以特斯拉Cybertruck车身更多采用平面设计。

特斯拉采用制造方法是使用相对便宜的机械将板弯曲成型（在弯曲内部形成深刻痕后），然后将一块非常大的不锈钢板用激光切割或水射流切割，最后将其焊接成型。

有消息表示特斯拉Cybertruck目前的钢材冲压设备是新投入使用的 Giga Press，它用于制造 Cybertruck 的底盘。新型 Giga Press 的重量为 9,000 吨，比 Model Y Giga Press 大 50%，能够以极高的效率和精度生产复杂的零件。

据透露，特斯拉Cybertruck试验车车身的做法是，将不锈钢板弯曲成 Cybertruck 平面形状的过程是对不锈钢板进行刻划并弯曲，就像折纸一样，然后将其焊接成型。简单理解就是将一块非常大的不锈钢板用激光切割或水射流切割成平面图案，然后拼接起来。

另外关于不锈钢车身的产量，有外媒消息，激光切割和弯曲钢板之所以“便宜”，是因为不需要特殊的工具，无需前期投资。采用的方式类似于使用手动加载、自动夹紧装置来固定面板，手动将它们钉在一起，然后用 TIG 焊接结构。但缺点是这种方法很慢！所以当前Cybertruck无法上量估计特斯拉还没有解决不锈钢车身量产问题。这也就是为什么马斯克表示Cybertruck要到 2025 年才能达到每年 25 万辆的生产目标。

那老马如何解决30X冷轧不锈钢车身批量生产？Jack猜应该只有两种方式：

·新型大型冲压设备，例如流体液压成型，与金属冲压不同，液压成形使用单个模具，并使用高压液压油施加压力来使金属成形。

·另外一个方式利用其Optimus机器人取代人工，采用其试制方式。

根据量产经验，很有可能是第一种，切割焊接的方式如之前拍摄到手工试制的Cybertruck，存在车身面板间隙或对齐问题。

如果马斯克采用或者革新了新型大型冲压设备，那么特斯拉将继续创新高端制造业。

当然Cybertruck的不锈钢车身，不需要喷涂，更能抵抗轻微损坏，同时也是一体式冲压，从而实现更简洁的制造复杂度，但是这种车身未来事故的修复任何凹痕或刮痕可能更具挑战性。

48v电子电气架构

一般我们讲电子电气架构，牵扯的方面主要是三个：

·硬件架构，主要是物理硬件以及之间的连接和电力供应，也是48V电气架构属于这个里面的power distribute电力分配。

·软件架构，SoC以及MCU等的系统软件交互。

·通信架构，信号传输以及通讯。

显然特斯拉的48V电子电气架构，主要是指电子电气中的电力分配采用48v电压而不是传统的12v电压。

其实汽车最早的电器是大灯，大概是1900年出现，至于为什么是6v电压无从考证，但大概率是跟随大灯而来，到了1950年左右随着发动机排量的变大，电启动需求更高功率的需求推动采用12V 电力应用。到 20 世纪 60 年代末，美国销售的几乎所有汽车都使用 12V 电气设备——电动车窗、车内照明、点烟器、刹车灯、点火火花、电池等都围绕这一通用电压标准统一。零件变得更加标准化（而且更实惠、更可靠），最终 12V 成为车辆电气的通用标准。

48V 车辆电源系统在汽车中应用最早主要用于越野车辆和其他专业中需要较大功率的大型泵和执行器例如增压泵，绞盘，主动悬架等。

而到了现在电气化的来临，特别是欧洲为首的混动车型，由于对油耗的更加严格，使用电气化来减少车辆某些工况例如起步时候内燃机直接负载，或者电机助力来降低油耗。这是通过使用48V动力转向、空调和冷却剂泵等其他原来需要直接借用发动机动力的高功率附件功能来实现的。

48v的好处，降低电耗，实现更高的功率，以及减重。随着人们对车辆要求越来越高，例如保证车辆动态响应更好的转向，制动，主动悬架，保证更好舒适的空调，一般他们都是功率越大那么其响应和延迟都小，这些都能够增加车辆的感知性能。但如果他们的功率提高了，电压不变，以及相同线束的情况下，能量损耗就越多，热管理也麻烦；如果电压不变，提升功率，那么只有降低电阻，降低电阻就会导致用材料的增加，从而增加重量，显然都不划算。

而使用 48V 系统，不但可以承载更高功率需求的电器，还可以节省电缆中的大量铜，因为功率是电流和电压的乘积。如果电压变为四倍，则电流可以变为四分之一，就可以输送相同的功率。由于电缆中的功率损耗随着电流强度的增加而增加，因此由于传输电阻损耗的功率会低得多。

所以有消息说特斯拉48v电气架构减少80%的线束。

48V的电子电气架构，并非没有挑战。主要障碍之一在于需要对车辆的电气系统进行彻底的重新设计，这需要大量的研发投资，以及供应链支持，因为现在电器大部分都是12v供应链，所以特斯拉内部要开发48v的照明、绞盘和空气压缩机。这也就是为什么特斯拉要把48v电气架构分享给ford等其他车厂，希望能够拉动产业链走向48v从而减低自己供应链先锋的负担。

线控转向（AWS前后轮转向）

Cybertruck采用前后轮线控转向，从而实现后轴线控转向与传统的前轮转向相结合，以实现有条件的四轮转向，从而减少低速时的转弯半径并提高高速时的稳定性。

特斯拉Cybertruck的前转向系统使用线控连接的两个电机（执行器）控制前轮的方向。驾驶员输入的转向信号被输入控制器（计算机），控制器决定电机（执行器）的动作以及车轮应转动的程度。他有以下三个亮点：

·转向系统具有三重冗余，以提供更好的安全功能，如果两个传感器产生错误，第三级传感器可以识别正确的输入。

·提供可变转向比，方向盘最大旋转角度可达170度。

·连接的传感器具有以太网通信功能，使转向快速、平稳且稳健。

相对于有转向柱的传统转向机构，线控转向的优势有：

·由于方向盘没有机械连接到前轴，因此在发生正面碰撞时，线控转向比传统转向系统更安全。

·由于车轴上没有柱（杆）连接，因此驾驶室内有更多的空间可供使用，布置空间更加灵活。

·没有转向采用机械连接，减少振动以及噪声传递，从而增强了驾驶体验。

·减少了零部件更轻，减少复杂度。

后轮转向，后轮转向的主要目的是使后轮与前轮相反地转动，以获得最大的机动性，为驾驶员提供了更好的过弯体验。所以可以看到Cybertruck 尺寸更大，但仍具有 Model S 的转弯半径。特斯拉表示，后轮转向赋予卡车“跑车的操控性，以及大多数运动型轿车的转弯半径”。目前，Cybertruck 后轮转动角度为3 度，特斯拉表示软件更新后可转动至 10 度。

Tesla 总的转向系统有三个电机，前部转向系统两个冗余电机，后部一个电机，它们共同为车轮提供5 马力（3.7 kW）的旋转动力。其实丰田，英菲尼迪早就采用过此类方案，另外供应链中ZF，博世、耐世特、韩系万都、日系捷太格特（JTEKT）也都有类似产品，后轮的转向角度大概都在10度左右。根据特斯拉一贯使用韩系mando万都的转向系统，这次的线控转向很有可能也是来自于万都。

一般线控转向系统。这意味着方向盘与车轮没有物理连接。方向盘的运动被转化为电脉冲，并由执行器复制到下游。低延迟通信系统可确保车轮重复转向命令，不会出现明显的延迟。但是，线控转向的手感反馈模拟确是最难的！当需要人机共驾的时候，方向盘手感却是提升驾驶信心的一个重要方向，所以在之前的线控转向系统虽然有各种好处，但是却很难把转向反馈做好。

所以最近特斯拉发布其线控转向专利，也是有输入，反馈，执行几大部件。

总的来讲，线控转向系统供应链还是比较完善，并不是特斯拉的特产，线控转向目前的难点除了安全冗余，还有上文讲到的人机交互以及调教毕竟还需要与人交互驾驶。

电动化，电气化部分

特斯拉电气化部分主要亮点是4680电池，800v电气化架构，增程器，“Powershare”对外放电等。4680电池，800v架构，这些不在这里写了，我们之前文章《2023上海国际车展-动力电池趋势，46系列大圆柱国内供应链崛起》分享过，目前中国技术以及供应链极其完善。

特斯拉cybertruck的增程器，目前没有主要信息，根据相关信息大概是47kWh的4680电池包，售价可能是16,000 美元，有人推测这块电池可能有300多公斤，显然安装和移动都是问题。

所以有人推测，特斯拉cybertruck的增程器可能永远不会出售，他只是为了实现马斯克当年吹800km续航的牛，同时为了保持整车价格在8万美金之下，确保车主拿到7500美元的税收抵免。

当然还有人推测，是不是未来采用氢能源电池，或者类似于中国国内燃油增程器等等拓展的大型发电设备。

“Powershare”车辆对外放电功能，特斯拉宣称Cybertruck 的输出功率高达 11.5kW，超过了福特 F-150 Lightning 的 9.6kW 车载功率或 GMC Sierra Denali EV 的 10.2kW。

这个东西也是我们常说的V2L或者V2G设备，在国内很火，一般场景用于露营和户外活动供电。Cybertruck上提供的“Powershare”功能被特斯拉宣称使用场景类似，它将允许 Cybertruck 车主在停电期间为他们的露营设备、电动工具甚至整个房屋供电，只需将他们的电动卡车用作移动充电宝即可。该卡车的后车厢还设有一个 240 伏插座，可用于为其他电动汽车充电。

目前国内车型这一块也比较完善，对外放电功能提供有2-15kw，他的主要技术就是车辆小三电里面的DC-DC。

其他

其他的例如所有 Cybertruck 均配有可调节空气悬架，可动态升高或降低，并提供超过 400mm的离地间隙。再加上 35 度接近角和 28 度离去角，特斯拉皮卡可能会成为一款强大的越野机器。自适应空气悬架系统，这个产业链国内也是日渐成熟，空气悬架部分技术以及内容可以点击我们之前文章《悬架系统简介101以及自动化，电气化未来发展》查看。

250kw的超充能力在中国一众350kw的超充电前面也是不足为提。

当然，关于Cybertruck的智能驾驶以及座舱，提供前部的18.5英寸，第二排9.4英寸触摸屏，计算单元以及传感器来自于HW 4.0，了解HW4.0点击之前文章《特斯拉Model 3 的Project Highland以及HW  4.0》。

最后

汽车一直是高端制造的属性，智能电动汽车来临，又给高端制造赋予了科技AI等属性，例如Cybertruck不锈钢车身应用，加速高端制造业的升级应用，形成高端制造下的产品平台，而智能座舱以及驾驶又让AI等科技能够落地到这个平台进行应用，最后汽车产生的巨大的移动应用需求场景让这个产业普及和巨大。

汽车产业在基建开始逐步完善放缓的情况下，是唯一一个能够产生巨大经济体量的产业，所以变革下的汽车产业大有可为。

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       原文标题 : 特斯拉电动皮卡Cybertruck的新科技