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未来电动车降本的空间在哪里?

2019-05-13 10:30:45 蔡书红 盖世汽车

电动车的成本何时才能与燃油车的成本持平甚至更低?对于这一生产端和消费端都十分关注的问题,行业人士都有着不同的观点。2018年,彭博社称,如果锂离子电池的价格持续下跌,最早可在2024年,电动车的成本或将与传统内燃机车型持平,而2025年或将低于传统车型。

对此问题,蒙罗公司首席执行官Sandy Munro在接受盖世汽车采访时表示,“如果按一辆车的5年TOC (Total Cost of Ownership,总拥有成本)来看,目前电动车的成本和燃油车的成本已经基本持平了。电动车除了初始售价比较高,其它都比较低。电价比油价便宜,并且电动车基本不需要保养费用。我认为如果把所有的开支算在一起,就5年周期来看,现在电动车的成本和燃油车的成本已经持平了。”针对电动车目前初始售价较高的现象,Sandy也指出了未来降本的空间所在。

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固态电池将成电动车降本的关键

与传统燃油车相比,电动汽车增加的主要是电池、电机和电控,而目前动力电池成本占纯电动汽车总成本的40%-50%左右,因此成为降本的关键领域。Munro认为,固态电池是电动车降本的最大潜力所在。“目前,大家都在使用锂离子电池,如果想要降本,就需要研发出新电池、新的动力系统。我认为,固态电池可能会带来最大的降本空间。虽然现在有很多企业在研究固态电池,但是还不足够好。5年后,我们将会看到另一番景象,动力系统的成本将会大大降低。”

与当今市场上普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是,固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。据了解,固态锂电池的能量密度大约为传统锂电池的2-3倍,且可防止锂枝晶现象,消除电池破裂或高温等意外带来的起火隐患,在拥有高能量密度的同时还能确保安全性。由于不再需要电解液,所以会不再需要冷却管等部件,因此成本将会下降。

正是固态电池的较多优势,全球很多企业已开始在该领域布局。丰田从2010年开始就重点研究固态电池,并希望在2020年后实现商业化;戴森旗下子公司Sakti3也在积极研究固态电池。至于哪些公司能够在固态电池市场拔得头筹,Sandy认为,中国企业有很大的机会。“目前,中国企业已经主导了全球电池市场。固态电池很重要,对于任何国家都有着战略性意义,但是美国和欧洲公司没有像中国一样有足够的研发资金。我认为,特斯拉等车企已经在研发固态电池了,但是这需要很多资金。”

同时,Sandy也指出,影响电池发展的一大因素不是原材料成本而是原材料的储备,尤其是钴。钴的存在可防止电池过热,同时还可保证电池的稳定性。相关行业人士预测,未来十年内钴的需求量可能会翻番。但是,地球上60%的钴都分布在贫穷且不稳定的刚果(金)境内。“刚果(金)是全球钴储量最丰富的的国家,不幸的是,刚果(金)十分不稳定,经常发生革命和动乱。如果因为战争暂停生产钴,对于电池生厂商将会是一个很大的难题。”也正是出于对钴供应的担心,很多企业已在研究无钴或者少钴的电池。去年5月初,特斯拉表示Model 3采用的电池在减少钴含量以及增加镍成分的基础上,依然能够实现优异的热稳定。

无线技术将降低车辆的线束需求

随着车辆电气化和智能化的发展,越来越多的器件被应用到汽车中,因此对于部件的空间要求就越来越高,而这就对素有“汽车神经”之称的汽车线束提出了更高的要求。Munro认为,无线技术的发展将减少车辆对于线束的需求,进而为车辆带来较大的降本机会。

从功能上来看,汽车线束有运载驱动执行元件电力的电力线和传递传感器输入指令的信号线两种。电力线较粗,主要用于传输电流。Munro认为,“未来线束将会主要用于动力上,因为目前动力系统还做不到无线。电池将会从电网接受电量,需要线束将电量传输到电池控制器,再从电池控制器将电量输送到电池。然后,电池的电源线将会连接到所有需要电力的电路系统。”

根据Munro的说法,主电源的电力线束是无法强行去掉的,但是用于传递电信号的指定信号线是可以用无线模块替代。无线模块会从主控板接收信号,很有可能通过触屏方式控制开关,因此就不再需要电源线。Munro认为,未来5-10年,通信使用的小线束将会消失。

在采访中,Munro举了特斯拉Model Y的例子。Model Y是基于Model 3同平台打造的智能电动SUV,意味着两款车型将会拥有不少共同点。对比Model 3来看,Model Y最主要的进步可能是在通信技术上,将会采用无线、电动设备。根据Sandy的猜测,Model Y的线束长度将会低于100米。“最大的改进之一将会是车载通信的线束,他们将采用OTA(空中升级)的传输连接,通过无线方式进行开关,而不是通过有线设备。目前已有很多可传输无线信号的方式,包括蓝牙,所以可以避免采用线束。我认为他们将会这样做,成本将会下降很多。车内的线束和连接器成本是非常高的,并且连接器有可能会失效,所以就很难寻找故障。”

综合来看,无线不仅能够减少线束、接插件、隔离原件等部件的生产制造,降低综合使用成本,并且能够提高生产自动化水平,改善车内空间利用率,避免车内连接器失效风险。事实上,目前已经有很多企业在研究无线产品,比如森萨塔的无线电池管理系统等等。

工程设计可从源头降本

史蒂芬·柯维在《高效人士的七个习惯》一书中提到的第二个习惯是以终为始,简单来说,就是先拟出愿景和目标,然后制定出相应的措施。那么,如果想要制造出高性价比的汽车,如何开始十分重要,这就决定了最初工程设计的重要性。

Munro指出,“动力系统和线束都是从汽车零部件的发展带来的降本机会,但是如果能从最初的整车设计开始,可能会带来更大的降本空间。工程设计师主导成本和产品的主要部分,如果工程设计做的很差,那么就会用很多零部件,还可能使用错误的材料,剩下的产品生命周期就会有很大的问题。所以我不建议减少最初的工程设计成本,那些有着最少工程人员、最少研发预算的企业,他们的产品通常是最贵的。”

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从Munro公司的Shadow Diagram就能一目了然地看出工程设计的重要性。Munro表示,通常情况下,产品设计仅占总成本的5%左右、材料占50%、生产线的人力占15%,还有一些常规费用占30%左右。Munro研究了各个部分对于利润的影响,然后发现常规费用的影响仅有5%、生产线的人力也是5%、材料占20%(因为如果材料质量很差且不能按时交互,就会带来额外的成本),而产品设计占70%。“重要的事情基本上都控制在工程师手里,因为他们能告诉你需要多少部件。如果工程师设计了较多的部件,就意味着需要更多的人力成本、更多的供应商、工厂的问题也会随之增加。”

为了能够跟上快速发展的新能源市场,有很多企业都在考虑自动化生产,以提高生产率、减少劳动力数量,而这就需要不同的工程思维。因此,在最初阶段设计端和制造端应协助起来进行研发。“所以想要做精益制造需要在设计阶段就开始进行相关的活动,同时还要在设计阶段了解零部件的成本并进行控制。在产品研发阶段,将设计工程师、制造工程师以及财务紧密结合形成一个小组共同研发,是非常重要的。”

比如,特斯拉Model 3因为超前设计,关注自动化,就耗费了很多成本。众所周知,特斯拉一直追求设计理念的革新,包括生产线的自动化。据了解,为了生产特斯拉Model 3,特斯拉花费大约20亿美元建立了高度自动化生产线。但是事与愿违,Model 3的初期产能并没有实现最初目标。特斯拉首席执行官马斯克也承认,在工厂设计上存在过度自动化的问题,导致产能目标一次次延迟实现。 

在采访中,Sandy还对目前新能源市场比较热的话题给出了自己的观点。

关于造车新势力:他们最大的挑战是钱,虽然他们能在最开始获得很多投资,但是很多人是不清楚如何造车的,并且在最开始并没有聘请对的人,导致后面造车失败。然而,重新开始需要更多的钱。如果他们能在最开始就清楚自己懂什么,不懂什么,并且适时寻求帮助结果就会不同。初创公司需要工程设计审核人员,只要中国的车企投资了对的技术,他们会在全球汽车市场占据主导地位。

关于充电基础设施:Munro表示,虽然目前充电站的数量比较少,但是就目前的电动车保有量来说,充电桩是足够的。随着电动车的大规模普及,未来能够停车的地方都将会设有充电站。“充电站的发展路径基本是和加油站发展的路径一致,先是政府控制,每个加油站都会有自己的价格,有自己的利益区间,电就像油一样是个商品,消费者可以选择去哪个充电站,实现竞争并保持盈利。”

关于电动车补贴政策对成本的影响:在美国,(车企电动车销量超过20万辆之后,美国联邦政府将不再为电动车购买者发放补贴)没有影响。唯一的影响就是消费者不买电动车了,因为他们得不到政府的补贴了。美国的车企只生产消费者想要购买的产品,因为很多美国消费者还是只想购买汽油车,部分车企甚至把电动车当作集邮一样是种兴趣。如果你是一个电动车消费者,你会购买特斯拉车型。当然也有其他人购买Bolt、宝马i3、捷豹I-Pace和其它车型,但销量非常小。中国市场就完全不同了,我认为中国政府将取消电动车补贴,而是向内燃机车型征税。虽然消费者有电动车和内燃机车型两种选择,一个没有补贴,一个要征收罚款。

哪些汽车部件的成本将会上涨:Sandy认为,电子器件的成本将会上涨。随着汽车智能化和电气化的发展,车辆内将会新增更多的部件,而电路板的成本也会因此随之上涨。“因为市场将会需要越来越多的功能,所以电子器件会上涨。我认为,电路板将会越来越小型化,就像手机一样。我们会将很多部件整合成一个部件,因此会越来越紧凑,从单独的芯片集合成电路板。”

 

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