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未來電動汽車降本空間在哪里?

瀏覽: 發布時間:2019-05-22

  電動車的成本何時才能與燃油車的成本持平甚至更低?對于這一生產端和消費端都十分關注的問題,行業人士都有著不同的觀點。2018年,彭博社稱,如果鋰離子電池的價格持續下跌,最早可在2024年,電動車的成本或將與傳統內燃機車型持平,而2025年或將低于傳統車型。

  對此問題,蒙羅公司首席執行官SandyMunro在接受蓋世汽車采訪時表示,“如果按一輛車的5年TOC(TotalCostofOwnership,總擁有成本)來看,目前電動車的成本和燃油車的成本已經基本持平了。電動車除了初始售價比較高,其它都比較低。電價比油價便宜,并且電動車基本不需要保養費用。我認為如果把所有的開支算在一起,就5年周期來看,現在電動車的成本和燃油車的成本已經持平了。”針對電動車目前初始售價較高的現象,Sandy也指出了未來降本的空間所在。

  固態電池將成電動車降本的關鍵

  與傳統燃油車相比,電動汽車增加的主要是電池、電機和電控,而目前動力電池成本占純電動汽車總成本的40%-50%左右,因此成為降本的關鍵領域。Munro認為,固態電池是電動車降本的最大潛力所在。“目前,大家都在使用鋰離子電池,如果想要降本,就需要研發出新電池、新的動力系統。我認為,固態電池可能會帶來最大的降本空間。雖然現在有很多企業在研究固態電池,但是還不足夠好。5年后,我們將會看到另一番景象,動力系統的成本將會大大降低。”

  與當今市場上普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。據了解,固態鋰電池的能量密度大約為傳統鋰電池的2-3倍,且可防止鋰枝晶現象,消除電池破裂或高溫等意外帶來的起火隱患,在擁有高能量密度的同時還能確保安全性。由于不再需要電解液,所以會不再需要冷卻管等部件,因此成本將會下降。

  正是固態電池的較多優勢,全球很多企業已開始在該領域布局。豐田從2010年開始就重點研究固態電池,并希望在2020年后實現商業化;戴森旗下子公司Sakti3也在積極研究固態電池。至于哪些公司能夠在固態電池市場拔得頭籌,Sandy認為,中國企業有很大的機會。“目前,中國企業已經主導了全球電池市場。固態電池很重要,對于任何國家都有著戰略性意義,但是美國和歐洲公司沒有像中國一樣有足夠的研發資金。我認為,特斯拉等車企已經在研發固態電池了,但是這需要很多資金。”

  同時,Sandy也指出,影響電池發展的一大因素不是原材料成本而是原材料的儲備,尤其是鈷。鈷的存在可防止電池過熱,同時還可保證電池的穩定性。相關行業人士預測,未來十年內鈷的需求量可能會翻番。但是,地球上60%的鈷都分布在貧窮且不穩定的剛果(金)境內。“剛果(金)是全球鈷儲量最豐富的的國家,不幸的是,剛果(金)十分不穩定,經常發生革命和動亂。如果因為戰爭暫停生產鈷,對于電池生廠商將會是一個很大的難題。”也正是出于對鈷供應的擔心,很多企業已在研究無鈷或者少鈷的電池。去年5月初,特斯拉表示Model3采用的電池在減少鈷含量以及增加鎳成分的基礎上,依然能夠實現優異的熱穩定。

  無線技術將降低車輛的線束需求

  隨著車輛電氣化和智能化的發展,越來越多的器件被應用到汽車中,因此對于部件的空間要求就越來越高,而這就對素有“汽車神經”之稱的汽車線束提出了更高的要求。Munro認為,無線技術的發展將減少車輛對于線束的需求,進而為車輛帶來較大的降本機會。

  從功能上來看,汽車線束有運載驅動執行元件電力的電力線和傳遞傳感器輸入指令的信號線兩種。電力線較粗,主要用于傳輸電流。Munro認為,“未來線束將會主要用于動力上,因為目前動力系統還做不到無線。電池將會從電網接受電量,需要線束將電量傳輸到電池控制器,再從電池控制器將電量輸送到電池。然后,電池的電源線將會連接到所有需要電力的電路系統。”

  根據Munro的說法,主電源的電力線束是無法強行去掉的,但是用于傳遞電信號的指定信號線是可以用無線模塊替代。無線模塊會從主控板接收信號,很有可能通過觸屏方式控制開關,因此就不再需要電源線。Munro認為,未來5-10年,通信使用的小線束將會消失。

  在采訪中,Munro舉了特斯拉ModelY的例子。ModelY是基于Model3同平臺打造的智能電動SUV,意味著兩款車型將會擁有不少共同點。對比Model3來看,ModelY最主要的進步可能是在通信技術上,將會采用無線、電動設備。根據Sandy的猜測,ModelY的線束長度將會低于100米。“最大的改進之一將會是車載通信的線束,他們將采用OTA(空中升級)的傳輸連接,通過無線方式進行開關,而不是通過有線設備。目前已有很多可傳輸無線信號的方式,包括藍牙,所以可以避免采用線束。我認為他們將會這樣做,成本將會下降很多。車內的線束和連接器成本是非常高的,并且連接器有可能會失效,所以就很難尋找故障。”

  綜合來看,無線不僅能夠減少線束、接插件、隔離原件等部件的生產制造,降低綜合使用成本,并且能夠提高生產自動化水平,改善車內空間利用率,避免車內連接器失效風險。事實上,目前已經有很多企業在研究無線產品,比如森薩塔的無線電池管理系統等等。

  工程設計可從源頭降本

  史蒂芬·柯維在《高效人士的七個習慣》一書中提到的第二個習慣是以終為始,簡單來說,就是先擬出愿景和目標,然后制定出相應的措施。那么,如果想要制造出高性價比的汽車,如何開始十分重要,這就決定了最初工程設計的重要性。

  Munro指出,“動力系統和線束都是從汽車零部件的發展帶來的降本機會,但是如果能從最初的整車設計開始,可能會帶來更大的降本空間。工程設計師主導成本和產品的主要部分,如果工程設計做的很差,那么就會用很多零部件,還可能使用錯誤的材料,剩下的產品生命周期就會有很大的問題。所以我不建議減少最初的工程設計成本,那些有著最少工程人員、最少研發預算的企業,他們的產品通常是最貴的。”

  從Munro公司的ShadowDiagram就能一目了然地看出工程設計的重要性。Munro表示,通常情況下,產品設計僅占總成本的5%左右、材料占50%、生產線的人力占15%,還有一些常規費用占30%左右。Munro研究了各個部分對于利潤的影響,然后發現常規費用的影響僅有5%、生產線的人力也是5%、材料占20%(因為如果材料質量很差且不能按時交互,就會帶來額外的成本),而產品設計占70%。“重要的事情基本上都控制在工程師手里,因為他們能告訴你需要多少部件。如果工程師設計了較多的部件,就意味著需要更多的人力成本、更多的供應商、工廠的問題也會隨之增加。”

  為了能夠跟上快速發展的新能源市場,有很多企業都在考慮自動化生產,以提高生產率、減少勞動力數量,而這就需要不同的工程思維。因此,在最初階段設計端和制造端應協助起來進行研發。“所以想要做精益制造需要在設計階段就開始進行相關的活動,同時還要在設計階段了解零部件的成本并進行控制。在產品研發階段,將設計工程師、制造工程師以及財務緊密結合形成一個小組共同研發,是非常重要的。”

  比如,特斯拉Model3因為超前設計,關注自動化,就耗費了很多成本。眾所周知,特斯拉一直追求設計理念的革新,包括生產線的自動化。據了解,為了生產特斯拉Model3,特斯拉花費大約20億美元建立了高度自動化生產線。但是事與愿違,Model3的初期產能并沒有實現最初目標。特斯拉首席執行官馬斯克也承認,在工廠設計上存在過度自動化的問題,導致產能目標一次次延遲實現。

  在采訪中,Sandy還對目前新能源市場比較熱的話題給出了自己的觀點。

  關于造車新勢力:他們最大的挑戰是錢,雖然他們能在最開始獲得很多投資,但是很多人是不清楚如何造車的,并且在最開始并沒有聘請對的人,導致后面造車失敗。然而,重新開始需要更多的錢。如果他們能在最開始就清楚自己懂什么,不懂什么,并且適時尋求幫助結果就會不同。初創公司需要工程設計審核人員,只要中國的車企投資了對的技術,他們會在全球汽車市場占據主導地位。

  關于充電基礎設施:Munro表示,雖然目前充電站的數量比較少,但是就目前的電動車保有量來說,充電樁是足夠的。隨著電動車的大規模普及,未來能夠停車的地方都將會設有充電站。“充電站的發展路徑基本是和加油站發展的路徑一致,先是政府控制,每個加油站都會有自己的價格,有自己的利益區間,電就像油一樣是個商品,消費者可以選擇去哪個充電站,實現競爭并保持盈利。”

  關于電動車補貼政策對成本的影響:在美國,(車企電動車銷量超過20萬輛之后,美國聯邦政府將不再為電動車購買者發放補貼)沒有影響。唯一的影響就是消費者不買電動車了,因為他們得不到政府的補貼了。美國的車企只生產消費者想要購買的產品,因為很多美國消費者還是只想購買汽油車,部分車企甚至把電動車當作集郵一樣是種興趣。如果你是一個電動車消費者,你會購買特斯拉車型。當然也有其他人購買Bolt、寶馬i3、捷豹I-Pace和其它車型,但銷量非常小。中國市場就完全不同了,我認為中國政府將取消電動車補貼,而是向內燃機車型征稅。雖然消費者有電動車和內燃機車型兩種選擇,一個沒有補貼,一個要征收罰款。

  哪些汽車部件的成本將會上漲:Sandy認為,電子器件的成本將會上漲。隨著汽車智能化和電氣化的發展,車輛內將會新增更多的部件,而電路板的成本也會因此隨之上漲。“因為市場將會需要越來越多的功能,所以電子器件會上漲。我認為,電路板將會越來越小型化,就像手機一樣。我們會將很多部件整合成一個部件,因此會越來越緊湊,從單獨的芯片集合成電路板。”

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