寶馬投巨資生產碳纖維 技術創新助電動車發展

   美國華盛頓州摩西湖。這里坐落著寶馬與德國大型材料企業西格里集團合資建立的碳纖維工廠。寶馬斥資1億美元建設這座碳纖維工廠后，又于2014年5月宣布追加投資2億美元，擴大生產線。把碳纖維年產量提高到2015年的9000噸，是現在的3倍。成為世界最大規模的碳纖維生產基地。

    量產車決定采用碳纖維

    碳纖維的重量只有鐵的一半。因為強度大、重量輕，作為鐵的替代材料，在汽車行業也一直備受關注。然而，受到成本的限制，碳纖維過去僅僅得到了高檔車、跑車等部分車輛的采用，沒有跳出“特殊材料”的范疇。

這一次，寶馬將投入巨額資金，為量產車生產碳纖維。因為汽車企業涉足碳纖維的生產本就稀奇，寶馬的這次決定成為了汽車行業關注的焦點。

    生產碳纖維完全是為了寶馬2013年11月以德國為起點涉足的EV。現在的產品線包括小型EV“i3”與PHV(插電式混合動力)跑車“i8”兩款車型。“i”系列是寶馬為EV和PHV專門設立的新品牌。

    EV發展的限制在于必須配備沉重的電池。為了抵消重量的增加，i3的特點是汽車骨架以及車門、發動機罩等車體都避免避免鐵原料，大量使用由樹脂加固碳纖維的CFRP(碳纖維強化塑料)，使車體實現了輕量化。

    在逾百年的時間里不斷推動發動機這種內燃機的進化，對“行駛”精益求精，并借此建立起品牌的寶馬在EV領域借助碳纖維減輕重量，實現了舒適的行駛。

    寶馬于2014年4月在日本和韓國，5月在美國，9月在中國也上市了EV。并且計劃在數年內進軍世界50個國家和地區，對于材料供應基地——摩西湖工廠的巨額投資體現著寶馬全力以赴發展i3的決心。

    單純依靠發動機技術的局限性

    拍板讓寶馬正式涉足EV的是總裁諾伯特·萊特霍夫(Norbert Reithofer)。就任總裁的第二年，也就是2007年，萊特霍夫馬不停蹄地宣布啟動在內部思考如何在汽車企業中持續領跑的“第一”計劃。作為其中的一環，總裁直接領導的“開發可持續發展并著眼未來的交通工具”的“i項目”也隨之上馬。

    在這一行動的背后，是逐年強化的環境規定。

    歐洲委員會當時已經要求汽車企業必須在2012年之前，使銷售的新車每公里的平均二氧化碳(CO2)排放量減少到120g，而且還在著手強化規定。目前的規定是到2021年之前，排放量必須減少到95g。考慮到豐田2009年推出的第3代“普銳斯”的二氧化碳排放量為89g(歐洲標準)，不難看出規定的嚴格性。

    在美國，對制造商具有強大影響力的美國加利福尼亞州的零排放車輛(ZEV)法規也進行了強化，二氧化碳排放量大的高檔車和SUV(多功能運動車)銷量居多的寶馬到2018年以后，將不得不按照這些汽車的銷量，銷售相應數量的EV。

    如果只是抓著發動機技術一根稻草不放，很難接連不斷地攻克遲早會強化的環境規定。而且，EV市場已經有企業占得先機，寶馬在后續跟進后，如果實現不了具有自身特色的行駛，維持品牌號召力也將變得困難。

    肩負公司命運的“開路人”

    因此，EV開發必須要取得成功──萊特霍夫正是出于這個原因，把前面的“開發可持續發展并著眼未來的交通工具”作為社長直轄項目，提拔自己信賴的人擔任項目負責人，并全權委任其選拔項目成員，徹底下放了權力。

    萊特霍夫雖然沒有明說“去開發EV”，但通過“社長命令”，向內部下達了開發非發動機類型的新型動力傳動系統的指示。借此為項目組建立起了能夠施展全力的環境。

    這個決定公司命運的命令，落到了當時擔任寶馬四座小型高檔汽車“MINI”總負責人的烏爾里希·克蘭茨(Ulrich Kranz)的頭上。他曾經成功領導了MINI和如今占據寶馬總銷量3成的搖錢樹SUV“X5”的開發。

    “包括成功和失敗在內，我把從經驗中得到的教訓全部運用到了項目中”。說出這番話的克蘭茨的確徹底吸取了自己的教訓。

首先是項目組起步成員的選擇。為了激發不同的視角和創意，他把著力點放在了成員的多樣性上面。挑選的工作人員包括設計師、工程師、財務，大家部門各異，唯一的共同點是擁有自主創業或是自由工作的經驗。

    其中之一、現在擔任i系列設計部門負責人的伯諾伊特·雅各布(Benoit Jacob)回顧說：“大家都是面對課題不抱怨‘做不到’，而是能夠想‘怎樣做才能實現’的人。”

    像風險企業一樣思考

    克蘭茨還研究了項目基地的選址。新開發項目的辦公室通常設在研發中心內，而這一次卻選擇在了位于德國慕尼黑總部相鄰工廠一角的大雜間。項目組把桌子和白板搬進房間，還開辟出能夠制作簡單模型的作坊，建立起了宛如風險企業一般的環境。

    對于這樣的做法，克蘭茨解釋說：“我們希望不受寶馬常規的束縛，融合自由的思維方式。”

    而且，項目組成立之后，首先著力的重點，是明確“開發可持續發展并著眼未來的交通工具”究竟應該是怎樣的概念。

    “任何項目都會多次遭遇困難局面。在那個時候，能否按照當初的設想完成項目，取決于是否在最初階段制定了明確的概念。

說出這番話的克蘭茨開始徹底進行調查。首先調查的對象，是影響未來交通工具的環境。在搜集大量文獻和報告閱讀的過程中，多數成員都對聯合國發布的“2030年世界人口的6成將居住在城市，2050年這一比例將達到7成”預測產生了興趣。

隨著城市化的發展，包括交通堵塞在內的環境問題會愈發嚴重。顯而易見，只提供配備發動機的汽車將很難再繼續贏得消費者的支持。

    因此，項目組實施了現場調查。收集案頭討論無法得到的消費者的真實聲音和數據，從中感受到了探索未來大城市交通工具存在形態的必要性。

    成員用半年的時間，前往倫敦、巴黎、紐約、洛杉磯、東京等世界各地的9座城市，訪問研究機構、大學、民營企業并進行了交流。收集每座城市基礎設施的情況與方向性、生活者的動態、日均駕駛距離等許多定性、定量數據進行了分析。

在接下來的階段，項目組對600輛利用MINI改造成EV的試制車實施了監測調查。目的是了解用戶的充電頻率，掌握需要解決的開發課題。

    在上述調查中，一份“城市乘用車的日均移動距離為100km左右”的報告浮出了水面。根據這份報告，成員堅定了信念：應當開發的EV，是充電一次可以行駛100km以上、面向大城市的交通工具。他們把這個概念命名為“超大城市汽車”(Megacity Vehicle)。

項目組徹底開展監測調查。在通過為期3年的MINI調查得出課題解決措施后，又將數百輛寶馬汽車改造成EV，對解決措施實施追加調查，對理想的EV形態發起了不懈的追求。

    問題在于“行駛”

    具體研究的內容，是在i3中重現設想的居住空間的基礎上，如何使配備的制動器作為再生能源，為電池進行充電。而且，對于之前設想的EV服務，也就是能夠通過智能手機遠程查看電池充電情況的系統等，項目組也進行了測試。

    就這樣，應當開發的具體EV形態得到了明確，但項目組直面的最大課題是其商品化。問題還是電池。

    EV的電池容量越大，行駛距離越長，但成本也會相應增加。縮小電池容量雖然可以減輕重量，還可以降低成本，但會限制行駛距離。

    除了這個相互矛盾的問題，生產設備的問題也令項目組頭疼不已。不少企業在量產EV時，采用了從配備發動機的既有款式上去掉發動機和油箱，加裝馬達和電池的方法。通過沿用原有的生產設備，降低成本。

    通過采用這種方式，生產比較容易實現盈利，但對于寶馬來說，有一個問題蓋過了這些好處：這樣做無法實現該公司追求的“行駛”。試制車的調查顯示，改造現有款式的方法在輕量化方面存在局限性，無法實現具有寶馬特色的行駛。

    為了解決這個課題，從項目的較早階段開始，項目組就產生了使用碳纖維的念頭。使用碳纖維可以讓車體重量減輕到近一半，在電池容量相同的情況下，不僅可以延長續航距離，更重要的是能夠實現寶馬風格的“行駛”。

    但汽車行業還沒有為量產車采用碳纖維的先例。要想從根本上改變材料，工廠和生產體制都需要重新構建，這超越了新車開發的范疇。

    “軸心不能搖擺”

    在EV發展前景尚不明朗的情況下，可不可以冒這么大的風險？這已經超出了項目組的裁量權。

    “單純開發EV只要利用現有設備就好。但這個項目的宗旨應該是創造出新一代交通工具。必須毫不動搖地把這個軸心堅持到底”。克蘭茨向萊特霍夫等管理層進言獻策，得到了采用碳纖維的首肯。

    寶馬除了表示為生產i系列，向德國的多座工廠投資了約4.2億歐元之外，并沒有透露內部關于采用碳纖維開展的討論的詳細過程和投資總額的規模等。

    但是，已經認識到單靠內燃機維持寶馬品牌號召力存在局限性的萊特霍夫應該是毅然決然地采納了克蘭茨的判斷。管理層為碳纖維工廠的投資開了綠燈。

    令人感興趣的是寶馬在決定采用碳纖維之后采取的行動。他們向當初的命題“開發可持續發展并著眼未來的交通工具”發起了徹底的追擊。

    決定從三菱麗陽采購碳纖維材料的寶馬首先把材料從日本運輸到美國摩西湖的工廠，在那里蒸紗后制成汽車使用的碳纖維。寶馬在集團內設立碳纖維工廠是因為蒸紗的火候包含著自主技術經驗。

    蒸好的碳纖維接著被運送到位于慕尼黑北部的瓦克斯多夫工廠，在那里加工成CFRP，制成部件后運抵萊比錫工廠，組裝成i3。

對現有車型也產生良好影響

    為什么不直接把纖維從日本運到歐洲，在那里蒸紗？這其實是因為蒸紗需要耗費大量電力。特意在摩西湖湖畔建設工廠，是因為該地區的供電采用水力發電，使用當地的電力可以大幅減少生產過程中排放的二氧化碳。

    另一方面，i3的開發也開始影響寶馬以外的車型。在摩西湖工廠生產的碳纖維得到了其他款式的車門和車頂的采用。

    而且，使用CFRP制作車門可以省去鐵板的沖壓作業和涂裝工序，能夠縮短生產時間。涂裝時無需大量用水，還能大幅減輕環境負荷。因此，該公司已經明確表示將在未來進一步擴大碳纖維的使用。從這個意義上來說，推出EV正在逐漸成為該公司著眼未來的一大創新。

    i3在2014年1～7月的全球銷量為6620輛。根據這個數字還無法判斷EV項目的成敗與否。但這無疑為寶馬的開發和生產注入了新的思路。

    反復推敲概念，選擇信念堅定的人才并充分放權。這一看似簡單，但卻需要經營高層下定決心的決斷是推動新業務走向成功的條件。