隨著寶馬追加在美國的碳纖維工廠2億美元投資，使這家工廠的中期產(chǎn)能達(dá)到9000噸/年，占了全球碳纖維4萬-5萬噸年需求量的近20%，從而成為世界最大的碳纖維生產(chǎn)基地。這意味著寶馬在全球的車用碳纖維領(lǐng)域，無論在使用數(shù)量上還是在核心技術(shù)上，都已經(jīng)取得了絕對權(quán)威的地位。
面對環(huán)境與能源的雙重壓力，除了在動力總成方面不遺余力地進(jìn)行研發(fā)以求節(jié)能減排之外，全球汽車制造商們也都在輕量化車身方面尋求新的技術(shù)解決方案。盡管有多種解決之道，但寶馬偏偏選擇了價格昂貴被稱為“黑色黃金”的碳纖維。
寶馬為什么要選擇這樣一條技術(shù)路線?碳纖維有可能在普通量產(chǎn)車上被廣泛使用嗎?碳纖維的價格有望進(jìn)一步平民化嗎?
5月初，筆者考察了位于美國華盛頓洲摩西湖畔的專門生產(chǎn)碳纖維材料的西格里汽車碳纖維公司，并與寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)采購和供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的董事克勞斯·德雷格博士進(jìn)行了交流。
減重是未來車身技術(shù)關(guān)鍵
盡管碳纖維可能是目前最好的車身材料，但由于其生產(chǎn)成本太高，即使在大規(guī)模應(yīng)用后都難以攤低成本，因此，世界五大汽車制造商(大眾、豐田、通用、福特、現(xiàn)代)在致力于輕量化車身研究與開發(fā)時基本上采取了放棄的態(tài)度(只在部分高端車型上有少量應(yīng)用)。
在豪華車細(xì)分市場，奔馳目前采用的是鋼鋁結(jié)合車身，奧迪采用的是全鋁車身，其他品牌大致也都在這個范圍以內(nèi)。部分超級跑車如蘭博基尼、保時捷、奧迪R8等，則部分采用了碳纖維車身。從市場角度看，在寶馬i品牌誕生前，還沒有哪個品牌的大規(guī)模量產(chǎn)車使用碳纖維作為全車身材料。
大約2007年前后，一次研究未來發(fā)展戰(zhàn)略的寶馬集團(tuán)董事會上，在聽取了技術(shù)人員的詳細(xì)分析后，幾位重量級人物達(dá)成了一個共識：“高效動力”將成為寶馬未來最主要的技術(shù)發(fā)展方向。但是，雖然小型車可以達(dá)到節(jié)能減排的歐盟政策需求，卻有悖于寶馬始終追求“駕駛樂趣”這一品牌初衷，因此，必須尋找另一種新的環(huán)保動力作為補(bǔ)充能源。于是，電力驅(qū)動進(jìn)入了寶馬的視線。不過，令人生畏的電池體積和重量限制了以鋼鐵為車身材料的研發(fā)。寶馬的技術(shù)人員決定采用一種“革命性的設(shè)計”來達(dá)成目標(biāo)。“i”品牌由此誕生。
寶馬集團(tuán)旗下共3個汽車品牌：BMW、MiNi和Rolls-Royce(勞斯萊斯)。i是BMW的子品牌，目前有兩款產(chǎn)品：i3和i8，前者是純電動轎車，后者是插電式混合動力跑車。
為了解決重量與動力之間的矛盾，寶馬決定用碳纖維作為這兩款車身的材料。“因?yàn)樵谳p量化車身結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性與安全性方面，沒有任何一種材料能夠與碳纖維媲美。”德雷格說。
通過框架式車身、發(fā)動機(jī)后置，以及前輪電驅(qū)動、后輪內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動等 “革命性設(shè)計”，i系列實(shí)現(xiàn)了全新的動力和排放的革命，歐美先鋒人士們對其趨之若鶩，目前在萊比錫工廠i3的日產(chǎn)已超過百臺，銷售已逾5000余臺;而即將上市的i8則吸引了更多迷戀速度的車迷們關(guān)注。
不過，i系列并不是寶馬惟一使用碳纖維的品牌。德雷格在與筆者交流時表示：“作為BMW智能輕質(zhì)材料科技的一環(huán)，未來碳纖維將廣泛應(yīng)用在BMWi和BMWM之外的其它產(chǎn)品線。”這意味著在不久的將來，盡管寶馬還沒有考慮在中國建立碳纖維工廠，但中國的消費(fèi)者仍然能夠在BMW和MINI的進(jìn)口車型中發(fā)現(xiàn)碳纖維車型，甚至在已經(jīng)國產(chǎn)的3系、5系等車型中也有可能出現(xiàn)碳纖維版。
這是一幅美妙的圖景。但是，“黑色黃金”會降價嗎?
碳纖維價格能否“平民化”
碳纖維不是新東西，它早已在航空航天領(lǐng)域里廣泛使用;碳纖維的生產(chǎn)制造工藝也不復(fù)雜，充其量是石油的提煉物，再加上碳化過程而已。但是，由于其碳化過程需要使用大量電力，因此導(dǎo)致成本奇高。甚至寶馬之所以選擇在摩西湖這樣一個“鳥不拉屎”的地方建廠，就是看中了這里低價格的水電。
筆者在摩西湖工廠看到，碳纖維的生產(chǎn)步驟包括：第一步，由西格里集團(tuán)與日本三菱人造纖維公司在日本大竹建立的合資企業(yè)生產(chǎn)出白色的聚丙烯腈纖維原絲;第二步，將聚丙烯腈纖維原絲運(yùn)到摩西湖工廠，通過電力加熱爐使其碳化成真正的碳纖維;第三步，將碳化的碳纖維運(yùn)送到位于德國瓦克斯多夫的第二個合資工廠將其加工成不同形狀的編織物;第四步，將這些碳纖維織物運(yùn)往蘭茨胡特和萊比錫的寶馬工廠經(jīng)注入樹脂后沖壓成汽車零部件;第五步，在總裝生產(chǎn)線上進(jìn)行裝配。i系列車型使用的碳纖維材料全部來自摩西湖工廠;i車型的投產(chǎn)則意味著碳纖維材料首次大規(guī)模應(yīng)用在量產(chǎn)車型上。
不過，雖然BMW是豪華車品牌，但i3城市版(未加裝內(nèi)燃機(jī)，可在一個城市內(nèi)行駛;加裝內(nèi)燃機(jī)的是“城際版”，可實(shí)現(xiàn)城市間跨越)的起步價格仍然高達(dá)3.5萬歐元，非普通消費(fèi)者能夠承擔(dān)。
德雷格認(rèn)為，至少有三種途徑可以降低碳纖維的使用成本，而降低的成本最終將惠及到消費(fèi)者：首先是優(yōu)化流程、積累經(jīng)驗(yàn)、提升效率。碳纖維不同于鋼鋁，無法回爐再利用，而足夠的經(jīng)驗(yàn)可以使流程更加合理，從而提升材料的利用率;其次是車身減重后帶來的經(jīng)濟(jì)效益。碳纖維相比鋼鋁可使車身減重約50%左右，動力總成因此而負(fù)擔(dān)更輕，無論電力還是燃油驅(qū)動，都可以大大降低能耗，消費(fèi)者利益顯而易見;第三是規(guī)?；瘧?yīng)用。除了在更廣泛的車型上使用之外，在單一車型上的局部區(qū)域如A柱B柱、車架結(jié)合部等也可以進(jìn)行廣泛應(yīng)用。
德雷格說，寶馬在碳纖維領(lǐng)域已經(jīng)有超過10年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，“受益于西格里集團(tuán)的專業(yè)技術(shù)以及寶馬在碳纖維汽車零部件規(guī)?；a(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)，隨著新生產(chǎn)線的投產(chǎn)，寶馬將能夠以極具競爭力的成本，大量為BMW各種車型提供這種輕量化的高科技材料。”德雷格認(rèn)為碳纖維對汽車行業(yè)的意義越來越重要，“3億美元的投資是一筆穩(wěn)定的、面向未來的投資，寶馬因此在碳纖維領(lǐng)域至少領(lǐng)先競爭對手5到8年。”德雷格認(rèn)為“3.5萬歐元的價格還是易于接受的價格。”而在i3的中國投放儀式上，著名的柳傳志先生當(dāng)場即購買了一臺。
i家族領(lǐng)跑碳纖維市場
作為碳纖維的代表作品，BMWi3和i8甚至可以稱得上是汽車工業(yè)的一次革命。德雷格在摩西湖工廠擴(kuò)建儀式上說：“BMWi3完全可以滿足超大城市客戶的交通需求，而BMWi8則是一款面向未來的跑車。BMWi不僅代表了具有前瞻性的車型概念和交通服務(wù)，更在價值鏈的各個環(huán)節(jié)將可持續(xù)性與能源效率提升至全新維度。換言之，BMWi是汽車行業(yè)的一場變革。”
稱之為變革不僅僅因?yàn)閮煽钴嚩疾捎昧巳祭w維車身，更重要的還在于顛覆性的框架車身結(jié)構(gòu)、前后輪油電全分離驅(qū)動方式等一系列革命性設(shè)計。
作為一款“面向未來”的跑車，i8幾乎承載了寶馬集團(tuán)技術(shù)的全部精華：實(shí)現(xiàn)了夢幻般的車型設(shè)計、革命性地詮釋了BMW典型的SheerDrivingPleasure風(fēng)格、采用了BMW特有 LifeDrive車身結(jié)構(gòu)的 2+2座跑車、由碳纖維強(qiáng)化塑料(CFRP)制成的車廂，以及驅(qū)動系統(tǒng)、高壓蓄電池、底盤、防碰撞功能組件和車體結(jié)構(gòu)功能組件均集成在鋁合金 Drive模塊中、DIN整備質(zhì)量1485kg、風(fēng)阻系數(shù)0.26、車身重心低于460mm、軸載分配比例合理。在試駕途中，即使采用全電動模式，筆者依然能夠強(qiáng)烈感受到i8所具有的寶馬那種特別的操控感覺。i8將于2014年6月上市。
但德雷格更想強(qiáng)調(diào)的是，i3和i8在生產(chǎn)全過程中的 “整個價值創(chuàng)造鏈注重可持續(xù)性發(fā)展的整體方案”，即：碳纖維材料的生產(chǎn)和車身的總裝作業(yè)都 100%使用了可再生能源發(fā)電;可回收材料的創(chuàng)新加工方法和采用環(huán)保工藝處理的材料保證所有組件無論是視覺效果上還是觸感上都體現(xiàn)出無與倫比的豪華質(zhì)感;甚至從儀表板上包覆的用橄欖葉提取物鞣制的皮革也可處處體現(xiàn)出寶馬集團(tuán)對可持續(xù)性發(fā)展的注重。
盡管i家族目前只有兩款車型，但從3到8之間還有四個數(shù)，這無疑給了人們豐富的想象空間。也許這正是寶馬的用意——未來還將有更多的碳纖維車型問世。這也意味著更多的消費(fèi)者將有能力消費(fèi)“黑色黃金”。
面對環(huán)境與能源的雙重壓力，除了在動力總成方面不遺余力地進(jìn)行研發(fā)以求節(jié)能減排之外，全球汽車制造商們也都在輕量化車身方面尋求新的技術(shù)解決方案。盡管有多種解決之道，但寶馬偏偏選擇了價格昂貴被稱為“黑色黃金”的碳纖維。
寶馬為什么要選擇這樣一條技術(shù)路線?碳纖維有可能在普通量產(chǎn)車上被廣泛使用嗎?碳纖維的價格有望進(jìn)一步平民化嗎?
5月初，筆者考察了位于美國華盛頓洲摩西湖畔的專門生產(chǎn)碳纖維材料的西格里汽車碳纖維公司，并與寶馬集團(tuán)負(fù)責(zé)采購和供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的董事克勞斯·德雷格博士進(jìn)行了交流。
減重是未來車身技術(shù)關(guān)鍵
盡管碳纖維可能是目前最好的車身材料，但由于其生產(chǎn)成本太高，即使在大規(guī)模應(yīng)用后都難以攤低成本，因此，世界五大汽車制造商(大眾、豐田、通用、福特、現(xiàn)代)在致力于輕量化車身研究與開發(fā)時基本上采取了放棄的態(tài)度(只在部分高端車型上有少量應(yīng)用)。
在豪華車細(xì)分市場，奔馳目前采用的是鋼鋁結(jié)合車身，奧迪采用的是全鋁車身，其他品牌大致也都在這個范圍以內(nèi)。部分超級跑車如蘭博基尼、保時捷、奧迪R8等，則部分采用了碳纖維車身。從市場角度看，在寶馬i品牌誕生前，還沒有哪個品牌的大規(guī)模量產(chǎn)車使用碳纖維作為全車身材料。
大約2007年前后，一次研究未來發(fā)展戰(zhàn)略的寶馬集團(tuán)董事會上，在聽取了技術(shù)人員的詳細(xì)分析后，幾位重量級人物達(dá)成了一個共識：“高效動力”將成為寶馬未來最主要的技術(shù)發(fā)展方向。但是，雖然小型車可以達(dá)到節(jié)能減排的歐盟政策需求，卻有悖于寶馬始終追求“駕駛樂趣”這一品牌初衷，因此，必須尋找另一種新的環(huán)保動力作為補(bǔ)充能源。于是，電力驅(qū)動進(jìn)入了寶馬的視線。不過，令人生畏的電池體積和重量限制了以鋼鐵為車身材料的研發(fā)。寶馬的技術(shù)人員決定采用一種“革命性的設(shè)計”來達(dá)成目標(biāo)。“i”品牌由此誕生。
寶馬集團(tuán)旗下共3個汽車品牌：BMW、MiNi和Rolls-Royce(勞斯萊斯)。i是BMW的子品牌，目前有兩款產(chǎn)品：i3和i8，前者是純電動轎車，后者是插電式混合動力跑車。
為了解決重量與動力之間的矛盾，寶馬決定用碳纖維作為這兩款車身的材料。“因?yàn)樵谳p量化車身結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性與安全性方面，沒有任何一種材料能夠與碳纖維媲美。”德雷格說。
通過框架式車身、發(fā)動機(jī)后置，以及前輪電驅(qū)動、后輪內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動等 “革命性設(shè)計”，i系列實(shí)現(xiàn)了全新的動力和排放的革命，歐美先鋒人士們對其趨之若鶩，目前在萊比錫工廠i3的日產(chǎn)已超過百臺，銷售已逾5000余臺;而即將上市的i8則吸引了更多迷戀速度的車迷們關(guān)注。
不過，i系列并不是寶馬惟一使用碳纖維的品牌。德雷格在與筆者交流時表示：“作為BMW智能輕質(zhì)材料科技的一環(huán)，未來碳纖維將廣泛應(yīng)用在BMWi和BMWM之外的其它產(chǎn)品線。”這意味著在不久的將來，盡管寶馬還沒有考慮在中國建立碳纖維工廠，但中國的消費(fèi)者仍然能夠在BMW和MINI的進(jìn)口車型中發(fā)現(xiàn)碳纖維車型，甚至在已經(jīng)國產(chǎn)的3系、5系等車型中也有可能出現(xiàn)碳纖維版。
這是一幅美妙的圖景。但是，“黑色黃金”會降價嗎?
碳纖維價格能否“平民化”
碳纖維不是新東西，它早已在航空航天領(lǐng)域里廣泛使用;碳纖維的生產(chǎn)制造工藝也不復(fù)雜，充其量是石油的提煉物，再加上碳化過程而已。但是，由于其碳化過程需要使用大量電力，因此導(dǎo)致成本奇高。甚至寶馬之所以選擇在摩西湖這樣一個“鳥不拉屎”的地方建廠，就是看中了這里低價格的水電。
筆者在摩西湖工廠看到，碳纖維的生產(chǎn)步驟包括：第一步，由西格里集團(tuán)與日本三菱人造纖維公司在日本大竹建立的合資企業(yè)生產(chǎn)出白色的聚丙烯腈纖維原絲;第二步，將聚丙烯腈纖維原絲運(yùn)到摩西湖工廠，通過電力加熱爐使其碳化成真正的碳纖維;第三步，將碳化的碳纖維運(yùn)送到位于德國瓦克斯多夫的第二個合資工廠將其加工成不同形狀的編織物;第四步，將這些碳纖維織物運(yùn)往蘭茨胡特和萊比錫的寶馬工廠經(jīng)注入樹脂后沖壓成汽車零部件;第五步，在總裝生產(chǎn)線上進(jìn)行裝配。i系列車型使用的碳纖維材料全部來自摩西湖工廠;i車型的投產(chǎn)則意味著碳纖維材料首次大規(guī)模應(yīng)用在量產(chǎn)車型上。
不過，雖然BMW是豪華車品牌，但i3城市版(未加裝內(nèi)燃機(jī)，可在一個城市內(nèi)行駛;加裝內(nèi)燃機(jī)的是“城際版”，可實(shí)現(xiàn)城市間跨越)的起步價格仍然高達(dá)3.5萬歐元，非普通消費(fèi)者能夠承擔(dān)。
德雷格認(rèn)為，至少有三種途徑可以降低碳纖維的使用成本，而降低的成本最終將惠及到消費(fèi)者：首先是優(yōu)化流程、積累經(jīng)驗(yàn)、提升效率。碳纖維不同于鋼鋁，無法回爐再利用，而足夠的經(jīng)驗(yàn)可以使流程更加合理，從而提升材料的利用率;其次是車身減重后帶來的經(jīng)濟(jì)效益。碳纖維相比鋼鋁可使車身減重約50%左右，動力總成因此而負(fù)擔(dān)更輕，無論電力還是燃油驅(qū)動，都可以大大降低能耗，消費(fèi)者利益顯而易見;第三是規(guī)?；瘧?yīng)用。除了在更廣泛的車型上使用之外，在單一車型上的局部區(qū)域如A柱B柱、車架結(jié)合部等也可以進(jìn)行廣泛應(yīng)用。
德雷格說，寶馬在碳纖維領(lǐng)域已經(jīng)有超過10年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，“受益于西格里集團(tuán)的專業(yè)技術(shù)以及寶馬在碳纖維汽車零部件規(guī)?；a(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)，隨著新生產(chǎn)線的投產(chǎn)，寶馬將能夠以極具競爭力的成本，大量為BMW各種車型提供這種輕量化的高科技材料。”德雷格認(rèn)為碳纖維對汽車行業(yè)的意義越來越重要，“3億美元的投資是一筆穩(wěn)定的、面向未來的投資，寶馬因此在碳纖維領(lǐng)域至少領(lǐng)先競爭對手5到8年。”德雷格認(rèn)為“3.5萬歐元的價格還是易于接受的價格。”而在i3的中國投放儀式上，著名的柳傳志先生當(dāng)場即購買了一臺。
i家族領(lǐng)跑碳纖維市場
作為碳纖維的代表作品，BMWi3和i8甚至可以稱得上是汽車工業(yè)的一次革命。德雷格在摩西湖工廠擴(kuò)建儀式上說：“BMWi3完全可以滿足超大城市客戶的交通需求，而BMWi8則是一款面向未來的跑車。BMWi不僅代表了具有前瞻性的車型概念和交通服務(wù)，更在價值鏈的各個環(huán)節(jié)將可持續(xù)性與能源效率提升至全新維度。換言之，BMWi是汽車行業(yè)的一場變革。”
稱之為變革不僅僅因?yàn)閮煽钴嚩疾捎昧巳祭w維車身，更重要的還在于顛覆性的框架車身結(jié)構(gòu)、前后輪油電全分離驅(qū)動方式等一系列革命性設(shè)計。
作為一款“面向未來”的跑車，i8幾乎承載了寶馬集團(tuán)技術(shù)的全部精華：實(shí)現(xiàn)了夢幻般的車型設(shè)計、革命性地詮釋了BMW典型的SheerDrivingPleasure風(fēng)格、采用了BMW特有 LifeDrive車身結(jié)構(gòu)的 2+2座跑車、由碳纖維強(qiáng)化塑料(CFRP)制成的車廂，以及驅(qū)動系統(tǒng)、高壓蓄電池、底盤、防碰撞功能組件和車體結(jié)構(gòu)功能組件均集成在鋁合金 Drive模塊中、DIN整備質(zhì)量1485kg、風(fēng)阻系數(shù)0.26、車身重心低于460mm、軸載分配比例合理。在試駕途中，即使采用全電動模式，筆者依然能夠強(qiáng)烈感受到i8所具有的寶馬那種特別的操控感覺。i8將于2014年6月上市。
但德雷格更想強(qiáng)調(diào)的是，i3和i8在生產(chǎn)全過程中的 “整個價值創(chuàng)造鏈注重可持續(xù)性發(fā)展的整體方案”，即：碳纖維材料的生產(chǎn)和車身的總裝作業(yè)都 100%使用了可再生能源發(fā)電;可回收材料的創(chuàng)新加工方法和采用環(huán)保工藝處理的材料保證所有組件無論是視覺效果上還是觸感上都體現(xiàn)出無與倫比的豪華質(zhì)感;甚至從儀表板上包覆的用橄欖葉提取物鞣制的皮革也可處處體現(xiàn)出寶馬集團(tuán)對可持續(xù)性發(fā)展的注重。
盡管i家族目前只有兩款車型，但從3到8之間還有四個數(shù)，這無疑給了人們豐富的想象空間。也許這正是寶馬的用意——未來還將有更多的碳纖維車型問世。這也意味著更多的消費(fèi)者將有能力消費(fèi)“黑色黃金”。
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