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如何降低電動車的成本?

鉅大LARGE  |  點擊量:1596次  |  2019年12月05日  

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(chǎn)端和消費端都十分關(guān)注的問題,行業(yè)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(xù)下跌,最早可在2024年,電動車的成本或?qū)⑴c傳統(tǒng)內(nèi)燃機車型持平,而2025年或?qū)⒌陀趥鹘y(tǒng)車型。


對此問題,蒙羅公司首席執(zhí)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(jīng)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(yǎng)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(xiàn)在電動車的成本和燃油車的成本已經(jīng)持平了。針對電動車目前初始售價較高的現(xiàn)象,Sandy也指出了未來降本的空間所在。


固態(tài)電池將成電動車降本的關(guān)鍵


與傳統(tǒng)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(guān)鍵領(lǐng)域。Munro認為,固態(tài)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(fā)出新電池、新的動力系統(tǒng)。我認為,固態(tài)電池可能會帶來最大的降本空間。雖然現(xiàn)在有很多企業(yè)在研究固態(tài)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(tǒng)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(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。據(jù)了解,固態(tài)鋰電池的能量密度大約為傳統(tǒng)鋰電池的2-3倍,且可防止鋰枝晶現(xiàn)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(tài)電池的較多優(yōu)勢,全球很多企業(yè)已開始在該領(lǐng)域布局。豐田從2010年開始就重點研究固態(tài)電池,并希望在2020年后實現(xiàn)商業(yè)化;戴森旗下子公司Sakti3也在積極研究固態(tài)電池。至于哪些公司能夠在固態(tài)電池市場拔得頭籌,Sandy認為,中國企業(yè)有很大的機會。目前,中國企業(yè)已經(jīng)主導(dǎo)了全球電池市場。固態(tài)電池很重要,對于任何國家都有著戰(zhàn)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(fā)資金。我認為,特斯拉等車企已經(jīng)在研發(fā)固態(tài)電池了,但是這需要很多資金。


同時,Sandy也指出,影響電池發(fā)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(wěn)定性。相關(guān)行業(yè)人士預(yù)測,未來十年內(nèi)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(wěn)定的剛果(金)境內(nèi)。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(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生革命和動亂。如果因為戰(zhàn)爭暫停生產(chǎn)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(yīng)的擔(dān)心,很多企業(yè)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(chǔ)上,依然能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的熱穩(wěn)定。


無線技術(shù)將降低車輛的線束需求


隨著車輛電氣化和智能化的發(fā)展,越來越多的器件被應(yīng)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(jīng)之稱的汽車線束提出了更高的要求。Munro認為,無線技術(shù)的發(fā)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(qū)動執(zhí)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(tǒng)還做不到無線。電池將會從電網(wǎng)接受電量,需要線束將電量傳輸?shù)诫姵乜刂破?,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(tǒng)。


根據(jù)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(guān),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(shù)上,將會采用無線、電動設(shè)備。根據(jù)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(guān),而不是通過有線設(shè)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(nèi)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(chǎn)制造,降低綜合使用成本,并且能夠提高生產(chǎn)自動化水平,改善車內(nèi)空間利用率,避免車內(nèi)連接器失效風(fēng)險。事實上,目前已經(jīng)有很多企業(yè)在研究無線產(chǎn)品,比如森薩塔的無線電池管理系統(tǒng)等等。


工程設(shè)計可從源頭降本


史蒂芬·柯維在《高效人士的七個習(xí)慣》一書中提到的第二個習(xí)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(yīng)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(shè)計的重要性。


Munro指出,動力系統(tǒng)和線束都是從汽車零部件的發(fā)展帶來的降本機會,但是如果能從最初的整車設(shè)計開始,可能會帶來更大的降本空間。工程設(shè)計師主導(dǎo)成本和產(chǎn)品的主要部分,如果工程設(shè)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(chǎn)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(shè)計成本,那些有著最少工程人員、最少研發(fā)預(yù)算的企業(yè),他們的產(chǎn)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(shè)計的重要性。Munro表示,通常情況下,產(chǎn)品設(shè)計僅占總成本的5%左右、材料占50%、生產(chǎn)線的人力占15%,還有一些常規(guī)費用占30%左右。Munro研究了各個部分對于利潤的影響,然后發(fā)現(xiàn)常規(guī)費用的影響僅有5%、生產(chǎn)線的人力也是5%、材料占20%(因為如果材料質(zhì)量很差且不能按時交互,就會帶來額外的成本),而產(chǎn)品設(shè)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(shè)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(yīng)商、工廠的問題也會隨之增加。


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


比如,特斯拉Model3因為超前設(shè)計,關(guān)注自動化,就耗費了很多成本。眾所周知,特斯拉一直追求設(shè)計理念的革新,包括生產(chǎn)線的自動化。據(jù)了解,為了生產(chǎn)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(chǎn)線。但是事與愿違,Model3的初期產(chǎn)能并沒有實現(xiàn)最初目標。特斯拉首席執(zhí)行官馬斯克也承認,在工廠設(shè)計上存在過度自動化的問題,導(dǎo)致產(chǎn)能目標一次次延遲實現(xiàn)。


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(guān)于造車新勢力:他們最大的挑戰(zhàn)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(dǎo)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(jié)果就會不同。初創(chuàng)公司需要工程設(shè)計審核人員,只要中國的車企投資了對的技術(shù),他們會在全球汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位。


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