电动汽车转型的解释

从外观上看，一辆基本款的福特XL ICE没什么可炫耀的f - 150来自电动福特PRO F-150闪电。外部变化可能会被认为是典型的模型年刷新．虽然有LED大灯和后灯的改进，以及更流线型的外形，闪电的货箱与ICE F-150完全相同，包括后挡板进入台阶和工作现场尺。闪电的内部也有一种熟悉的感觉。

但当你打开闪电的引擎盖时，你会发现内燃机不见了。取而代之的是前干(“frunk”)，而隐藏在下面的是新的滑板框架它的双电动马达(每个轴一个)和98千瓦时的大标准(以及131千瓦时的增程)电池组。这种组合可以让“闪电”在不充电的情况下行驶230英里(370公里)从0到60英里每小时只需4.5秒这是目前最快的F-150尽管它重得多．

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“闪电”复杂的计算和软件系统也看不见。据报道，2016年的ICE F-150大约有1.5亿行代码．闪电的软件套件甚至可能比ICE的同类产品更大(福特不愿证实这一点)。闪电取代了福特F-150电子控制单元(ecu)中的ice相关软件新的“智能”软件和系统控制主电机，管理电池系统，并向司机提供充电信息。

福特说“闪电”的软件将识别附近的公共充电站，并告诉司机何时充电。为了提高距离计算的准确性，该软件将利用类似的操作数据福特将动态捕捉、分析并反馈给卡车。

然而，对于高管们来说，闪电的软件不仅是一个巨大的消费者吸引力，也是其成功的最大威胁之一。福特首席执行官吉姆·法利告诉的《纽约时报》他最担心的是软件漏洞。为了降低风险，福特已经整合了无线(OTA)软件更新功能，用于修复错误和升级功能。但闪电的胎压监测系统设置错误，需要软件修复只有一个几周在首次交付后，并与一些新的福特野马Mach-Es回忆由于软件配置错误导致的“服务更新或无线更新法利的担忧可能在一段时间内无法得到缓解。

福特称闪电为“21世纪的T型时刻以及该公司在美国的业务500亿美元投资在电动汽车是一个以公司存亡作为赌注命题。由于福特关闭了Lightning，短期内有望取得成功预订销量达到20万，销售预期为到2024年，每年15万美元．

F-150闪电的前后备箱(也被称为frunk)有助于这种轻型电动皮卡的运输甚至更多。福特

然而，长期的成功并不能保证。“福特正在走钢丝，同时试图说服所有人，电动汽车与内燃机汽车是一样的，但又有所不同，”他说密歇根大学荣誉退休教授约翰·莱斯利·金他长期研究汽车行业。福特和其他汽车制造商将需要说服数千万客户改用电动汽车来迎接拜登政府的脱碳目标到2030年，50%的新车销售是非ice车辆。

金指出，无论是福特还是其他汽车制造商，都不能永远表现得像电动汽车只是可以互换——但比内燃机汽车更环保。随着电动汽车的大规模普及，它们所处的技术、政治和社会生态系统与内燃机汽车截然不同。核心技术和必要的专业知识、供应链依赖关系和政治联盟是不同的。对于电动汽车车主的期望，以及他们改变生活方式的意愿，也存在显著差异。

事实上，从内燃机汽车大规模过渡到电动汽车所带来的挑战，比政策制定者设定的监管时间表要大得多，也要复杂得多。单是系统工程的任务就很艰巨，无数的相互依赖关系超出了政策制定者的控制，并且依赖于对有前途的技术和人类行为的期望变化的乐观假设。出错的风险以及由此产生的负面环境和经济后果是很高的。在本系列中，我们将从与众多业内人士和行业观察人士的讨论中了解到相关的无数基础设施、政策和社会挑战。让我们来看看阻碍电动汽车发展的一些基本挑战。

柔软的汽车

对于福特和其他汽车制造商来说，一个多世纪以来，他们一直在塑造ICE汽车生态系统，最终的成功已经超出了他们曾经控制的传统政治、金融和技术杠杆的范围。雷诺首席执行官卢卡·德·梅奥例如，美国是引用在金融时报》他说，汽车制造商必须认识到“游戏规则已经改变了”，他们将“不得不按照采矿和能源公司等公司制定的新规则行事”。

教授指出，这是出台新规定的原因之一迪帕克沙发，主任分布式能源中心在佐治亚理工学院，电动汽车转型是远离化石燃料的“能源转型的一个子集”。另一方面，未来主义者彼得·施瓦兹认为整个电力系统是电动汽车供应链的一部分。这些替代框架突出了所涉及的强烈的相互依赖性。因此，汽车制造商不仅要与其他电动汽车制造商竞争，还要与众多参与能源转型的企业竞争，以争夺同样稀缺的资源和人才。

“福特正在走钢丝，同时试图让所有人相信，电动汽车与洲际汽车是一样的，但又有所不同。——约翰·莱斯利·金

电动汽车代表了一种新的网络物理系统，它将物理与信息技术统一起来，使它们能够在一个大型交通生态系统中进行实时感知、处理、行动和通信，就像我所做的那样详见别处．ICE车辆的计算通常是在销售时优化汽车的性能，而基于电动汽车的网络物理系统则是在不断更新和升级的过程中不断进化，推迟其过时的时间。

福特的法利对《华尔街日报》表示:“作为一家汽车公司，我们接受的培训是，在车辆完美时推出它们。《纽约时报》．“但有了软件，你可以通过无线更新来改变它。”这允许在现有模型中引入新功能，而不是等待明年的模型出现。法利看到福特在改变汽车的物理性能上花费的精力要少得多，未来将更多精力投入到升级软件功能上。

提供整体解决方案的系统工程

电动汽车的大规模成功取决于政治决策，甚至更多取决于技术决策。例如，美国州和联邦一级的政府决策者都有创建电动汽车市场激励措施设定越来越激进的日期停止ICE汽车的销售，而不管支持大规模电动汽车所需的技术基础设施是否真的存在。虽然通过公共政策可以确定方向，但它不能保证工程成果在需要时可用。

“为了找到可行的解决办法，必须采用系统工程方法来管理涉及的许多利益相关者的各种利益，而且往往是相互冲突的利益。——克里斯·帕雷迪斯

有承诺到2030年达到1.2万亿美元到目前为止，汽车制造商正在为地球脱碳可以理解的担心不仅是汽车行业的快速重组，能源、电信、采矿、回收和运输行业也需要同时进行变革，这些行业的投资必须获得成功才能获得回报。

电动汽车转型是一个前所未有的、全球范围的、网络物理系统工程项目的一部分，具有巨大的潜在收益和成本。考虑到同时发生的技术、政治和社会变革所带来的巨大规模、相互关联性和不确定性，电动汽车的转型无疑将是混乱的。

“有很多事情需要纠正。而且也不会事事顺利。Kristin Dziczek他是哈佛大学研究部门的前副总裁汽车研究中心现在是一名政策分析师芝加哥联邦储备银行．“我们可能会以某种方式跌跌撞撞地前进，”但她强调，“这不是不前进的理由。”

转型将会有多少挫折，需要多长时间，这取决于所涉及的众多挑战是否得到充分认识和切实解决。

“每个人都需要停止孤立地思考。邻接的相互作用将会杀死你。”—Deepak Divan

“为了找到一个可行的解决方案，有必要采用系统工程方法来管理涉及的许多利益相关者的各种各样的、经常相互冲突的利益，”他说克里斯Paredis他是宝马汽车系统集成讲座教授克莱姆森大学．例如，支持电动汽车所需的工程基础设施改进，“需要在国家/国际层面进行协调，而不是单个公司所能做到的，”他说。

如果那些难以解决的实质问题被掩盖或忽视，或者EV的期望被忽视被炒作得超出了市场的承受能力在美国，人们不应该对电动汽车遭遇反弹感到惊讶，这使得转型更加困难。

直到特斯拉事实证明并非如此，尤其是电动汽车电池电动汽车成为目前已经传统汽车制造商不相信成为一个可行的，可扩展的方法来运输脱碳甚至在十年前。特斯拉的成功在于生产了超过到目前为止有300万辆已经表明电动汽车在技术上和经济上都是可行的，至少对于豪华电动汽车来说是这样。

有一点尚未得到证实，但已经被广泛认为，那就是bev可以迅速取代大部分汽车目前有13亿多辆轻型ICE汽车．然而，涉及电动汽车工程基础设施、政策和社会接受度的相互关联的挑战将检验这一假设是否成立。

因此，佐治亚理工学院的迪帕克·迪万强调，要成功大规模地向电动汽车过渡，需要“全面的方法”。“每个人都需要停止孤立地思考。邻接的相互作用将会杀死你。”

这些邻接性问题涉及许多社会基础设施障碍，需要与工程问题一起全面解决，包括它们之间的相互作用和矛盾。这些问题包括的价值和影响政府电动汽车激励措施,电动汽车转型对就业产生影响以及公众意识到这一点后改变生活方式行为的意愿仅仅转换为电动汽车还不够实现未来的脱碳目标。

约翰•莱斯利•金表示:“我们无法预见成功转型电动汽车所需的所有细节。”“虽然有理由相信我们会到达那里，但没有理由相信我们知道路。这将会很困难。”

在本系列的下一篇文章中，我们将探讨从对石油的依赖转向对电池的依赖所带来的复杂性。