麥肯錫研究報(bào)告顯示,2017年全球共銷售了130萬(wàn)輛電動(dòng)車,但只占全球乘用車銷量約1%,與2016年比增長(zhǎng)了57%,顯示了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)趨勢(shì)。現(xiàn)在很多OEM已經(jīng)發(fā)布到2024年將有100多種純電動(dòng)汽車(BEV)新車型投產(chǎn)。隨著汽車工業(yè)和移動(dòng)出行的加速發(fā)展,麥肯錫預(yù)測(cè)2030年電動(dòng)汽車(EV)仍會(huì)保持強(qiáng)勁增長(zhǎng),潛在市場(chǎng)份額為30-35%,如中國(guó)、歐洲和美國(guó),2030年全球平均增長(zhǎng)預(yù)計(jì)為20-25%。電動(dòng)汽車正在改變其小眾市場(chǎng)的角色,未來(lái)中型電動(dòng)車會(huì)獲得一定的市場(chǎng)份額,最近特斯拉發(fā)布的新Model 3就是一個(gè)明顯的實(shí)例,其預(yù)定量已經(jīng)達(dá)到了45萬(wàn)輛!
圖1 OEM發(fā)布的電動(dòng)車價(jià)格和續(xù)駛里程
OEM獲得市場(chǎng)份額的主要原因是其電動(dòng)車產(chǎn)品達(dá)到顧客期望的續(xù)駛里程和低的價(jià)格,如提高設(shè)計(jì)效率和降低制造成本,來(lái)達(dá)到細(xì)分市場(chǎng)的顧客購(gòu)買(mǎi)力。如圖1顯示的,如果對(duì)標(biāo)車型續(xù)駛里程超過(guò)300公里,OEM可能專注在進(jìn)入低端價(jià)格細(xì)分市場(chǎng)。這意味著長(zhǎng)期觀望的EV細(xì)分市場(chǎng)的中型EV車型批量上市可能會(huì)很快成為現(xiàn)實(shí)。但是報(bào)告也認(rèn)為高水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),包括構(gòu)架、系統(tǒng)集成、先進(jìn)技術(shù)和成本因素對(duì)電動(dòng)汽車批量進(jìn)入市場(chǎng)有很大影響。
國(guó)產(chǎn)的EV在整車的構(gòu)架上和白車身方面可以容納更大的電池包,因此可以獲得更大的續(xù)駛里程。事實(shí)上國(guó)產(chǎn)EV比非國(guó)產(chǎn)的EV電池包容積平均大25%(相對(duì)白車身容積)。其中的原因之一是車身結(jié)構(gòu)可以不考慮現(xiàn)有的構(gòu)架,重新布置電池包,從而可以使續(xù)駛里程更長(zhǎng),功率更大,更快充電。
此外,電池技術(shù)正在快速演變,使得新電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程更長(zhǎng),已經(jīng)不再是瓶頸。電動(dòng)車正在進(jìn)入大批量ICE汽車市場(chǎng),提供多種動(dòng)力總成選項(xiàng),國(guó)產(chǎn)的固有靈活性的電動(dòng)車扮演重要角色,例如電池包可以裝載不同的電池單元,保持同樣的外部形狀,不同的動(dòng)力總成技術(shù)也可以使OEM在一個(gè)簡(jiǎn)單的平臺(tái)上提供后輪、前輪和全部四輪驅(qū)動(dòng)等多種驅(qū)動(dòng)方式。
對(duì)標(biāo)顯示EV動(dòng)力總成不斷集成的趨勢(shì),許多動(dòng)力電子零部件集成在一起,形成幾個(gè)模塊,OEM不斷提升設(shè)計(jì)效率,但報(bào)告認(rèn)為市場(chǎng)上并沒(méi)有形成一個(gè)主流EV動(dòng)力總成。
EV動(dòng)力總成主要零部件線束連接的設(shè)計(jì)集成水平明顯增加(即:電池、電機(jī)、功率電子器件和熱管理模塊)。當(dāng)審視OEM電動(dòng)車的重量和總線束數(shù)量時(shí),其最新車型與上一代車型比其重量和數(shù)量都在減少,這表現(xiàn)了EV動(dòng)力總成的高度集成(圖2)。除了多數(shù)EV動(dòng)力總成零部件物理集成外,熱管理解決方案趨向更簡(jiǎn)單、更高效。一些OEM也加強(qiáng)了充電過(guò)程,沒(méi)有形成清晰的統(tǒng)一的趨勢(shì)(圖3)。
圖2 純電動(dòng)汽車動(dòng)力總成線束設(shè)計(jì)正與新車型更大的集成
圖3 OEM對(duì)電動(dòng)車動(dòng)力總成和電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不同
固有性和高度的靈活性有助于EV動(dòng)力總成設(shè)計(jì)的多樣性,由于這些零部件小,在車身下面有限的空間內(nèi)自由度高,前端和后端空間比發(fā)動(dòng)機(jī)艙大。例如Opel Ampera-e可能利用了ICE動(dòng)力總成位置作為其動(dòng)力電子的位置。而特斯拉的Model 3則將大部分零部件集成在電池包后部或直接在后橋上集成。
麥肯錫研究顯示:很多電動(dòng)車用戶是非常懂技術(shù)的。新技術(shù)大部分是在成熟后獲得應(yīng)用,這為OEM和其它希望推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)方開(kāi)辟了很大的新技術(shù)測(cè)試領(lǐng)域。但是這也使電動(dòng)車OEM必須在其產(chǎn)品上裝備ADAS、V2X和其它能夠重新定義駕駛和旅行體驗(yàn)的新技術(shù)。
隨著ADAS技術(shù)的不斷引入,OEM通過(guò)加強(qiáng)人機(jī)界面和信息娛樂(lè)系統(tǒng)來(lái)滿足EV顧客的需求。特別是不斷集成了很多功能在一個(gè)更中心化的、“像智能手機(jī)”的用戶界面(HMI)上,例如:一些控制采用連續(xù)的觸摸屏,而不是按鍵控制。這一概念現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了一定的技術(shù)成熟度,顧客也很感興趣。報(bào)告研究的EV儀表板上只有7個(gè)物理按鍵,而一般的內(nèi)燃機(jī)車型有50-60個(gè)按鍵。這一先進(jìn)技術(shù)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)是計(jì)算能力的迅速提升。傳統(tǒng)汽車有許多分散的標(biāo)準(zhǔn)的電子控制單元(ECU),新一代EV更多依賴于不斷加強(qiáng)的中心化計(jì)算能力。
在增強(qiáng)的中央ECU環(huán)境下,應(yīng)用最新的如自適應(yīng)巡航控制、自主制動(dòng)和智能駕駛等技術(shù),與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車或EV相同配置或少配置相比,更加鞏固了ECU(圖4)。
圖4 一些電動(dòng)汽車表現(xiàn)出正在統(tǒng)一電控單元的趨勢(shì)
對(duì)于中央ECU或非中央ECU構(gòu)架的決策是企業(yè)的戰(zhàn)略問(wèn)題,這是由不同因素決定的。選擇中央ECU的一個(gè)原因是擁有一個(gè)控制點(diǎn),成為集成器,便于先進(jìn)軟件開(kāi)發(fā),具有開(kāi)放實(shí)時(shí)傳輸能力,如實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)更新。
除了戰(zhàn)略考慮外,ECU構(gòu)架也影響重量和成本。例如,中央化ECU可以通過(guò)集中線束優(yōu)化和提高采購(gòu)效率。與非中心化的多個(gè)ECU比,因?yàn)檫@樣需要簡(jiǎn)單的協(xié)議和少量線束連接頭,這樣也可以減少可能出錯(cuò)的連接操作,而中心化的ECU可靠性更高。在開(kāi)發(fā)方面,分散ECU意味著需要更多的團(tuán)隊(duì)協(xié)同和更高的溝通效率才能確保整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量。由于中央ECU可以簡(jiǎn)化流程和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)人員少的特點(diǎn),可以減少開(kāi)發(fā)周期。此外,高功率的中央ECU是開(kāi)發(fā)全智能駕駛汽車的關(guān)鍵,因此可以使EV配置更具有未來(lái)市場(chǎng)特征和潛在的超越顧客的期望。
動(dòng)力總成成本問(wèn)題是EV企業(yè)提高盈利能力的重要問(wèn)題。目前OEM已經(jīng)解決了顧客續(xù)駛里程焦慮的問(wèn)題,嚴(yán)格達(dá)成目標(biāo)成本將是EV打入批量市場(chǎng)上成功的關(guān)鍵。這會(huì)使OEM獲得有吸引力的價(jià)格,從而保障OEM的邊際利潤(rùn)。成本效益是現(xiàn)有OEM和供應(yīng)商的主戰(zhàn)場(chǎng),他們可以充分利用成本效益的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)(見(jiàn)圖5)。
因此,ICE和非國(guó)產(chǎn)EV會(huì)比國(guó)產(chǎn)EV更容易達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)成本,這是由于制造商有可追溯的成本優(yōu)化經(jīng)驗(yàn),可以從上一代繼承優(yōu)化的零部件。最新的國(guó)產(chǎn)EV可能會(huì)很快追趕上來(lái),例如由于先進(jìn)電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)EV可能會(huì)從注重輕量化轉(zhuǎn)向成本效益好的材料解決方案,例如白車身鋼材的使用,例如在批量生產(chǎn)中投入中采用高強(qiáng)鋼而不是彎管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
圖5 電動(dòng)車與內(nèi)燃機(jī)汽車設(shè)計(jì)目標(biāo)成本對(duì)標(biāo)
新一代電動(dòng)車采用更集成化的動(dòng)力總成,零件數(shù)量下降,成本降低,動(dòng)力總成給顧客帶來(lái)更多的選擇,新興電動(dòng)車企業(yè)動(dòng)力總成和電池的布置有很大的靈活性。電池技術(shù)獲得了突破,滿足了顧客的續(xù)駛里程要求。電動(dòng)汽車控制單元數(shù)量越來(lái)越少的趨勢(shì)明顯,傳統(tǒng)汽車控制單元越來(lái)越多。整車控制按鍵越來(lái)越少,觸摸屏應(yīng)用很多。新一代電動(dòng)汽車因?yàn)榻o顧客帶來(lái)新的體驗(yàn)會(huì)獲得一定的市場(chǎng)份額。
https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-as?sembly/our-insights
作者:Antoine Chatelain,et al.
時(shí)間:2018年3月
編譯:《汽車文摘》編輯部