“保时捷的血脉中流了70年的高标号汽油,如今他家CEO却说,保时捷的未来在电缆中探寻。”
一年多前,内卡河谷之上的古城斯图加特,盾徽、骏马、熟麦与鹿角之地,一项展现汽车工业未来蓝图的宣言,在保时捷博物馆正式公布。在这个庆祝保时捷首款量产车356诞生70周年的盛典之中,保时捷CEO Dr. Oliver Blume(奥利弗•布卢姆博士,对,就是在2017上海车展看完众泰展品后露出尴尬微笑的那位)如此说道:电动之路已定,运动之魂永存。
在Dr. Oliver Blume的言辞中,“传统”不止是辉煌的历史,它首先得是一种“承诺”,对高性能的承诺。为了确保保时捷在下一个70年依然有今日的魅力,保时捷规划让这三类车型各占1/3江山:富有感情色彩的汽柴油车、介于两者之间的插电式混合动力汽车、性能高强的纯电动车。
那么问题来了,保时捷真的那么迫切需要纯电动车吗?或者,换句话来说:纯电驱动的保时捷,还能称之为保时捷吗?
A
保时捷博士的电驱情结
或许电驱动本是保时捷的“应许之地”吧,费迪南德·保时捷在1898年打造的第一台车(各位的大清那时还没亡呢),全称为“Egger-Lohner electric vehicle, C.2 Phaeton model”的作品,便是纯电动车。
这台简称“保时捷P1”的四轮四座车,最大功率达到3.7kW(5PS),极速为33.8km/h,纯电续航“高达”78km,是2015款卡宴混动的2倍…… 保时捷很早就想到了用变速器来调节扭矩,然而保时捷设计的电动车变速器真的足够硬核工科风,居然有12个挡位,其中6个前进挡、2个倒档、4个制动挡。1899年,费迪南德·保时捷驾驶这台纯电车,赢得了柏林40km汽车赛。
如今,保时捷特意将这款铁质骨架、木头外壳打造的纯电动车(但也重达1350kg)放在了位于祖文豪森总部的保时捷博物馆入口之处(入馆的上行电梯末端),以宣示保时捷与电驱技术的渊源。
最有趣的是,笔者在2013年首次到达保时捷博物馆时,并未见此“创始神器”。因为这台保时捷纯电动车自1902年就消失在世界上,经历了两次世界大战,经历了欧洲的风云动荡,112年后的2014年才在一个奥地利的仓库中被发现。
虽然重达500kg的电池包已经失效,双排座椅也已经丢失(现以类似亚克力的半透明染色材质替代),但费迪南德·保时捷设计的“八角形电机”(外壳是八棱柱)居然还能工作。当笔者在2019年再次踏足保时捷博物馆,第一眼就见此电动车,仿佛见到了神迹。
接着来到1900年,费迪南德·保时捷研发出一款混合动力车型,并将其命名为“Lohner-Porsche Mixte Hybrid”。这台混合动力汽车的原型车本是纯电动的(1899年),由轮毂电机直接驱动,恒定输出功率为2.6kW(3.5PS),峰值功率为5.2kW(7PS)。
可是原型车的太重太短腿,因此保时捷为其增添了一台汽油机用于发电,为44芯80V铅酸电池供电,并以此打造出一台并联式混合动力车型(根据维基百科“driven by battery and/or petrol engine”的原句解读)。
经过多次试验和减重,最终成品控制在1.8吨,也就是100多年后多数混合动力车能减到的重量水平。混合动力系统的最大功率为7.5-10.3kW(10.2-14.0PS),四轮驱动,极速能达到60km/h。
在1906年,交由 Lohner-Werke公司生产的Mixte Hybrid混合动力车就卖出了300台之多,其中包括一些供应柏林的后驱双层巴士,供应维亚纳、法兰克福和伦敦的前驱消防车,以及为奥地利国王、挪威国王、瑞典国王打造的豪华汽车,甚至还包括萨拉热窝遇刺的弗兰茨·费迪南德大公之灵车。
再后来,保时捷在Mixte Hybrid上的电驱结构设计得到NASA与波音公司学习借鉴,后者最终打造出阿波罗登月计划中的轮毂电机四轮驱动的月球漫游车(Lunar Roving Vehicle),分别使用在阿波罗15号、16号与17号之上(当然,NASA月球车并未使用内燃机增程器)。至于使用内燃机为电池电机供电的设计,目前已在大型船舶、轨道机车上得到广泛使用。
今年正好是人类登月50周年纪念,那些把月球车发射到静海基地的航天人,其实都是站在巨人肩膀上的幸运儿。
现在想起来,为何当年保时捷对电动车如此执着呢?这与保时捷在维也纳找到的第一份与第二份工作有关。
说出来不怕丢人,费迪南德·保时捷并非贵族出身,他只是普通的铁匠之子。保时捷从小爱跟父亲学手艺,对当时依然是新鲜事物的电学十分感兴趣,但他没有受过任何高等教育,18岁(1893年)就开始闯荡世界。只身来到维也纳的保时捷,第一份工作是在贝拉爱格电子公司(Bela Egger)工作,主要任务就是打杂。期间,保时捷经常跑到维也纳工学院旁听机械电子相关的课程,也就是“蹭课”。
3年后,保时捷发明了拥有自主知识产权的轮毂电机,得到英国政府颁发的专利证书,并正式担任Egger公司实验部门经理。这一年,费迪南德·保时捷21岁。
23岁时(1898年),保时捷认识了Egger公司的合作伙伴,维也纳洛纳车身工厂(Lohner-Werke)的主理人路德维希·洛纳(Ludwig Lohner)。洛纳非常看好自带动力的汽车,因此一边生产老式的马车,一边研发汽车。保时捷被挖角了,洛纳当时并未想到他挖去的是20世纪最有影响力的车辆工程学鬼才(不太想加“之一”)。
这时候我们来回顾一下,费迪南德·保时捷打造的第一款车型,全名为“Egger-Lohner electric vehicle, C.2 Phaeton model”的作品。Egger致敬他的第一份工作,贝拉爱格电子公司(Bela Egger);Lohner致敬他的第二份工作,维也纳洛纳车身工厂(Lohner-Werke)。
1918年,费迪南德·保时捷得到了维也纳工业大学(Vienna University of Technology)授予的荣誉博士学位;1924年,保时捷又获得了斯图加特工业大学(Stuttgart Technical University )授予的荣誉博士学位,随后又是一个荣誉教授的头衔。
因此,Ferdinand Porsche的全称应该是Pro. Dr. Ferdinand Porsche。如今我们在保时捷官网上查到的品牌全称“Dr.-Ing. h.c. F. Porsche AG”,便有了来源。其中Dr.-Ing. h.c.源于德文“Doktor Ingenieur Honoris Causa”(工程学荣誉博士)。
B
保时捷电驱技术的黑历史
电驱保时捷的白历史差不多就这些了,黑历史则是这位出身自奥匈帝国波西米亚一个铁匠家庭、拿了一堆荣誉博士/荣誉教授的天才机械工程师,经历了两次世界大战。才气冲天但运气不佳,他每次都被迫站到了输的那方……
一战期间,费迪南德·保时捷是捷克斯柯达军工厂的技术总监;二战之前,他在汽车迷希特勒的授意下设计了国民车甲壳虫(然而无耻的纳粹政府将其变为众筹骗局);二战期间,费迪南德·保时捷重启电驱动黑科技的研发,一共设计和试制了中型坦克VK3001(P)保时捷型、第一代虎式坦克VK4501(P)保时捷型、第二代虎式坦克VK4502(P)保时捷型、象式重型坦克驱逐车、鼠式超重型坦克VK10001等作品的底盘与驱动系统。
其中,最著名的要数第一代保时捷虎。相比使用传统汽油动力的主要竞争者亨舍尔(Henschel & Son),费迪南德·保时捷破天荒地使用了串联式混合动力结构。这台编号为VK4501(P)的重型坦克使用两台V10汽油发动机发电,供应给电动机驱动履带,省去了沉重的变速系统,平地巡航速度为35km/h。
然而因为当时的三电技术落后,还不足以打造出一台能在东线战场摧枯拉朽击破T-34洪流的实用化主战坦克,这款续航里程只有80km、硬塞下克虏伯88炮、战斗重量高达59吨(本只想要45吨)的重型坦克,最终只生产了91个底盘。
费迪南德·保时捷对电驱动技术最疯狂的作品要数“鼠式”。这款由保时捷打造的128mm主炮超重型坦克,依然使用了电驱动结构,初期型号由奔驰V12汽油机发电给电动机驱动履带,后期型号改由迈巴赫V12柴油机与电动机一起发力,变身混动坦克。
然而,以上提到的所有由费迪南德·保时捷设计的重兵器,全部都是垃圾中的战斗机,毫无实用性与可靠性可言,一代电动虎式甚至在1942希特勒生辰当天的展示活动中直接抛锚了。
从另一种角度来看,拥有如此天才且在“希特勒钦点”之下工作,设计出完全凌驾于三电技术极限之上的、过于先进因此毫无用处的兵器,保时捷早应在挪威诺贝尔奖委员会的和平奖候选名单中出现,可惜老爷子伤病过重早早骑鹤。
根据笔者从保时捷博物馆找到的资料,由于费迪南德·保时捷一家在二战期间使用了400名左右的外籍劳工(多数是技术工种而非苦力),以及部分科技研发成功被用于推动战争,费迪南德·保时捷与儿子(费里·保时捷 Ferry Porsche)、女婿(安东·皮耶希 Anton Piëch)被判为战犯。
其实,费迪南德·保时捷并不喜欢元首的那一套。首先,他的初衷是为德国人打造一款人人都买得起的国民车,性能优秀的第一代甲壳虫从1938年一直生产到2003年;其次,保时捷一直拒绝传纳粹服装,即使在元首面前也是如此不卑不亢;再者,保时捷拒绝了元首“将大众工厂命名为保时捷工厂”的好意。
保时捷博物馆展示的“二战期间的保时捷”
儿子在不久之后获释,但费迪南德·保时捷与女婿皮耶希在未经审判的不公平对待中,被监禁了20个月,费迪南德·保时捷也因此患上了一身顽疾,获释之后不再从事汽车设计工作。一代工学鬼才就这样被盟军的鲁莽给毁掉了。
博物馆公开的保时捷二战期间内部文件
1951年1月,75岁的费迪南德·保时捷与世长辞,留给儿子与女儿各50%股份。由于女儿嫁给了皮耶希,因此这个庞大的重工业世家被称为“保时捷-皮耶希家族”。
下图为笔者4年前绘制的族谱,籍此良机邀请各位记住这三个改变世界的伟大名字:家族奠基人费迪南德·保时捷(甲壳虫、纯电动虎式坦克设计者)、保时捷家族第三代传人费迪南德·亚历山大·保时捷(保时捷911设计者)、皮耶希家族第三代传人费迪南德·皮耶希(保时捷917设计者)。奇妙的事情来了,三位大师都叫费迪南德(Ferdinand)。
2015年费迪南德·皮耶希辞去大众监事会主席一职,在全球范围内引起轰动,大家知道原因吗?很简单,因为大众集团超过一半资产都是“保时捷-皮耶希家族”的,集团一年营收占德国GDP的3% 。
C
21世纪的保时捷电驱技术
时间回拨到1948年6月8日,由费里·保时捷(Ferry Porsche)主持开发的356车系,成为第一款烙上“Porsche”商标的量产车,这是保时捷汽车品牌正式诞生的日子。
然而费里并不如父亲那般钟爱电驱动技术,这基因还传达到其大儿子,另一位20世纪的伟大的机械工程师亚历山大·费迪南德·保时捷(Ferdinand Alexander Porsche)。“子承父业”四字,在亚历山大及其杰作Carrera之上,均有毫不含糊的体现。
老保时捷与费里父子俩
作为保时捷356车系的直系子裔,911车系如今经历超过半个世纪的风与雪,依然坚守当初的设计灵感与机械初衷。对于保时捷而言,等同于品牌之魂的911 Carrera,甚至比917、959、Carrera GT这些传奇缔造者都来得重要。
可是,自从战后,保时捷就再无电驱技术出现。直至2007年洛杉矶车展,一台基于初代卡宴(9PA)打造的混动保时捷才终于诞生。其综合油耗能降低至9.8L/100km,电驱系统还接管了转向助力、制动真空泵、空调等系统,让12V系统的载荷得到释放。
此后,第二代卡宴混动版(2010年)、991 GT3 R混动赛车(2011年)、Panamera混动版(2012年)等混动保时捷陆续登场,然而最让人振奋的是2014年诞生的保时捷919 Hybrid混动赛车。
这是一台伟大的耐力赛车,服役4年之内,20个杆位、17场全胜、3座勒芒奖杯 —— 从2014.04.20首次亮相,到2017.11.19功成身退,它就这样一直在赢、一直在赢,走自己的路,让别人无路可走。
2014赛季初亮相,WEC前排陪跑,193积分年度第三。经验获得,赛车经过改进,之后的2015赛季/2016赛季/2017赛季,保时捷919 Hybrid开始在WEC系列赛中虐待全球车企 —— 连续三年夺得勒芒LMP1组冠军、连续三年夺得纽北耐力赛冠军、连续三年以大部分横扫WEC积分榜并夺得年度冠军!
简直就是地外科技……
保时捷这套混动系统由一台2.0T V4涡轮增压汽油机(500PS)和一台高性能前轴电动机(400PS)组成,刹车系统能量回收与尾气能量回收系统一同为8MJ的能量回收级别努力。
保时捷919 Hybrid EVO是功勋赛车的终极进化版本,它在全球知名赛道陆续开展退役致敬巡演,目标只有一个 —— 以王者之姿态,告别。
1年前,保时捷对全世界公布了919 Hybrid EVO的纽博格林北环战绩:5分19秒546。
纽北单圈成绩比那台速度记录尘封35年的保时捷956 C少了将近一分钟。果然,能打败保时捷的,也只有保时捷了。
以保时捷120年电气化科技的名义,以保时捷70年运动之魂的名义,919 Hybrid EVO自我证明了:这,就是现今地球上最快的车!
作为新能源技术的试验场,Formula E国际汽联电动方程式竞标赛诚然也是保时捷需要征服的地盘。2017年7月,保时捷几乎同时宣布退出勒芒LMP1组别和加入2019年Formula E序列,这也意味着丰田即使2018勒芒封侯,奖杯含金量也会大打折扣,毕竟史上最强的两队勒芒连冠王(Audi/Porsche)不在华山之巅,自认称霸武林也没啥意义了。保时捷不仅要加入Formula E战团,还力图成为2018/2019赛季的电池供应商,只可惜这份合同已被迈凯伦砍获。
从公路车和赛车制造的蓝图来看,保时捷已经全身心地投入了电驱动的事业之中,这对于一个用高转速汽油机打天下的传统豪华品牌而言(宝马:加我一个),需要的不止是资金和勇气,还有70年前的那份坚定承诺。
在民用领域,保时捷在持续推动插电式混合动力车型的同时,把注意力逐渐转移至纯电技术方向。在欧洲,Panamera插混车型的销量已达车系60%,保时捷甚至还需为其电池组供应量不足之事烦恼(备货期长达120-150天),这张成绩单的确完美回应了保时捷在插混方向作出的努力。
保时捷于2015年对外发布了Mission E概念车。这台概念车基于保时捷专属的电动车平台打造,并不会共享给大众其他家族成员。车架车身由碳纤维、钢材以及增强型聚酯纤维打造,前后各放一台永磁同步电机,598PS上身之后,0-100km/h仅需3.4s,0-200km/h不过12s,纽北战绩锁定在8分钟以内(蔚来EP9对此表示遗憾并掩嘴偷笑),快充0-80%仅15分钟,续航500km。
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保时捷投资Rimac的战略意义
此前有传言称“保时捷收购了Rimac?” 错,保时捷只购入了10%股份,算不上完整的控制权,只能称之为“达成战略合作关系”。
Rimac的股权池当然也没有“90%-10%”这么简单。早在2014年,Rimac进行A轮融资之时,中国动力控股(China Dynamics)就曾入股了10%,仅仅花掉700万欧元(真心超值);2017年,中国的骆驼股份给了Rimac一份高达2700万欧元的风投,双方还将投资10亿人民币在中国建厂生产电动车部件。
那么Rimac是何方神圣呢?时间回到2009年,克罗地亚北部城市Sveta Nedelja,当时还只有21岁的克罗地亚青年Mate Rimac(1988年生)创建了Rimac Automobili纯电动车公司。
Mate Rimac在17岁时因为一项发明(电动手套)获得了一笔钱,买了一台E30 M3,每次比赛都输得一塌糊涂。于是Mate Rimac把E30改成了纯电动,这台绿色E30的终极版本在2012年以11.85秒的成绩破了吉尼斯1/4英里电动车纪录。
能让保时捷看上的品牌,当然得手握“地外科技”。专注高性能纯电动车的Rimac暂无量产车型诞生(连工厂在哪里都未知),其陆续发布的三款超跑仍是概念车状态,它们分别是Rimac Concept One、Rimac Concept S、Rimac C_Two(也叫Rimac Concept Two)。
与其说是三款概念车,还不如说概念车的改款。因此,我们只看Rimac C_Two的动力参数就行了:纯电四驱,最大功率1914PS,峰值扭矩2300N·m,0-100km/h加速1.97秒,0-300km/h加速时间11.8秒,极速412km/h,120kWh电池组,标准续航里程650公里(NEDC工况),250kW快速充电技术……只要实现量产化,世上暂无纯电动车能与之匹敌。
合作之后,保时捷与Rimac将联袂打造什么作品呢?其实,自918 Spyder停产之后,保时捷民用车序列暂无3秒内的超跑,因此保时捷很想在这家初创企业身上找到更多灵感,德国人还能让Rimac那些不稳定的前沿技术拥有更强的可靠性。
E
保时捷工厂参观有感
今年初,笔者给保时捷工厂打了一通电话,问能不能参观他们的工厂,对面的大姐回复很干脆:“给我个邮件预约一下就行。”于是笔者就顺利地进入了保时捷祖文豪森工厂进行参观。(由于厂区不允许拍摄,因为本环节的图片采用网络图片。)
整个参观流程涵盖了水平对置引擎工厂、皮革线、高定线、总装线、CUP性能部门(就一个角落),官方讲解足足2个小时。参观者行走区域与工作区域之间没有隔断,人在讲解员视野内即可。
笔者在工厂参观与咨询沟通中了解到几个信息点:
1、保时捷有三处生产基地,包括祖辈留下的斯图加特祖文豪森工厂(打造918、911、718)、专门造摇钱树的莱比锡工厂(打造卡宴、Macan、Panamera)、负责部分SUV总成的斯洛伐克布拉迪斯拉发工厂。
2、918停产之后,保时捷祖文豪森工厂目前只造三款产品:911、718、Taycan。
3、目前正在为生产二代Macan而进行扩建的莱比锡工厂,其实更适合用于打造Taycan纯电动跑车。“保时捷-皮耶希家族”在莱比锡拥有11万平方米的土地,而保时捷却选择了占地0.66平方米的祖文豪森,只为一个执念 —— 血统。只有在莱比锡诞生的保时捷,才是血统最纯正的保时捷,其它就是摇钱树。
4、Taycan不能与911/718共用工厂,因此必须在祖文豪森总部找一块空地重新建设电池工厂与电动车工厂。祖文豪森总部的可用面积太小了,所有车间都必须往高处建。
5、祖文豪森工厂汽油车产品线的自动化水平真的好低,工人有说有笑,讲解员还提醒了一下偷懒的水平对置引擎技术工人:“嘿,同事们,有嘉宾参观啊,动起来吧”。因此,蔚来CEO李斌先生说“蔚来工厂比保时捷工厂更先进”是真事,笔者所见到的蔚来工厂,自动化水平高得不要不要的。
6、别急,保时捷电动车工厂今年建成,明年夏季就能开启参观,其先进程度肯定是世界前列的。
保时捷希望旗下第一款纯电动车型Taycan在量产发布之时,也能得到类似Panamera混动版那般的美妙市场反响,毕竟保时捷已为这个项目投入了约10亿欧元(约合78亿人民币),在斯图加特总部创造了1200个就业岗位。
然而保时捷品牌目前面临着“上山容易下山难”的困境。一方面,它是大众集团品牌集群里利润率最高的,转移盈利方式将有较大风险;另一方面,进军新能源市场将面临重资产投放与高端品牌电动车定价难题。
至于保时捷CEO为何要将七十年传奇品牌压在这台叫“Taycan”的纯电动车之上呢?恐怕不如表象那般简单。Taycan更像一块试金石,一个技术验证平台与一个市场验证平台。
如果Taycan验证了豪华甚至奢华品牌市场可以接受纯电动车(特斯拉笑而不语,宾利弱弱试探),保时捷很有可能加大新能源动力系统和造车平台的研发与推广力度;如果Taycan让所有投资打了水漂,那保时捷品牌凉掉的可能性……
开玩笑,保时捷怎么可能会倒,请大家跟我读这两棵摇钱树的名字,大的那棵叫“Cayenne”,小一点那棵叫“Macan”。
F
Taycan的技术创新
斯蒂芬·维克巴赫博士(Dr. Stefan Weckbach)是保时捷CEO助理,曾经带领团队更新Boxster与Cayman产品线,从2014年开始担任Taycan车系开发工作的主管人。
曾有媒体询问过维克巴赫博士“Taycan是否出现得太早了”,得到的回复是:不算早,保时捷已经有足够的电驱技术与现代化生产经验(混动车系)来支撑一款纯电动产品。
对于豪华与奢华品牌进军新能源界,笔者是这样子想的:汽车是工业产品,但奢华品牌汽车不是。某些奢华品牌的汽车产品甚至不使用“福特模式”来提升生产率,他们更像在生产一种类似红葡萄酒的“期货”,得看“风土” —— 来自全球特选产地、特选年份、特选品种的木材与皮质,在品牌御用木匠与皮革匠的手中,成为品牌对客户个性订单的诚意答复。
就如宾利的Mulliner高端定制部门,他们会提供钻石、宝石、刺绣、钟表等溢价率极高的选项。只有被刷爆的黑金卡,不会有Mulliner镶不上的钻。此时,自动化生产设备的重要性已经不复存在。那些祖祖辈辈都在克鲁、德累斯顿、摩德纳、马拉内罗、博洛尼亚、莫尔塞姆为这些奢华品牌服务的匠人,他们才是品牌精神的精髓所在。
那么,是谁赋予这些奢华手工艺作品一个傲视众生的灵魂?是动力,这也是Automobile之所以被称为Automobile的缘由。然而,在新能源大潮之下,各国的排放法规日趋严苛,就连混动设定的福特GT也都因为无法满足中国排放法规而无缘我国大陆。留给奢华品牌的时间不多了,它们并不是在新能源大潮中被迫为了中国市场而战,而是在这一轮破坏式创新当中为了品牌存亡而战。
保时捷打造Taycan纯电动跑车,运用了电驱系统的一些优势,比如:
1、相比汽油机,电动机的扭矩响应速度更快,扭矩绝对值更大。
2、电池组位于底盘,重心更低。
3、使用永磁同步电机,自身体积小,重量轻,转动惯量也小,功率密度特别高,因此能做到高效率、低能耗。
4、Taycan电动机的特性是所谓的发夹式绕组,定子的电磁线圈是由矩形而不是圆形的导线组成。导线在弯折后插入定子的层压铁芯,由于它们的形状看起来就像发夹因故得名“发卡”。开口端用激光焊接连接在一起。发夹技术使线圈得以用更紧凑的方式封装,从而将更多的铜线集成到定子中,提高单位体积中的功率输出和扭矩水平。对于Taycan这样的高性能车型的另一个重要优点是发夹定子可以被更有效地冷却。
此外,保时捷还规避了一些电驱系统的劣势,比如:
1、电池高功率输出之后过热,电驱系统容易有衰减,加速变慢。保时捷研发了一款智能冷却系统,能稳定地将冷却性能精确输送到需要冷却的组件,避免由于热量过高而导致潜在功率损失。
2、纯电动车的整备质量特别高,因此只能通过一系列昂贵的轻量化材料来换取一套轻巧又强韧的车身。
3、整备质量高,就需要一套更强大的制动系统,绿油油的保时捷陶瓷复合制动系统派上用场了。
4、不能片面地只追求长续航,续航500km是比较均衡的点,续航焦虑需要通过800V高压快充来解决。Taycan可以在15分钟内补充400km续航。
5、保时捷在Taycan的研发过程中对空气动力学进行了深入研究,为了把阻力系数降低千分之几而在风洞里进行了反复的试验。
G
编辑结语
如果说“历史是螺旋式发展的”,那么121年后的今天,正是电驱动科技福音传遍五大洲的最佳季节。在保时捷新能源战略的全力推动下,波西米亚工程学天才的电驱之梦,终将成为造福人与自然的美好现实。