拆了10款暢銷電動(dòng)車后，發(fā)現(xiàn)高性能車有這些設(shè)計(jì)技巧

　　目前，傳統(tǒng)電動(dòng)車廠商的續(xù)航表現(xiàn)都未能超越特斯拉，是來自于電動(dòng)車平臺(tái)的選型?；趦?nèi)燃機(jī)平臺(tái)開發(fā)的電動(dòng)車，在電池組能量密度的提升上有著幾何設(shè)計(jì)問題上的天然缺陷。

　　內(nèi)燃機(jī)的監(jiān)管壓力，與電動(dòng)系統(tǒng)、電池的技術(shù)升級(jí)，共同推動(dòng)了純電動(dòng)車的需求增長(zhǎng)。大多數(shù)汽車制造商正在推出新款電動(dòng)車型，而沒有內(nèi)燃機(jī)傳統(tǒng)的新廠商們也紛紛加入到這個(gè)行列。2016 年，純電動(dòng)車（不包含混合動(dòng)力車）的全球銷量增長(zhǎng)了將近 45% 。

　　隨著純電動(dòng)車開始轉(zhuǎn)變成暢銷品，是時(shí)候來深入理解下技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。我們和汽車標(biāo)桿分析公司 A2Mac1 合作，做了一場(chǎng)大范圍的標(biāo)桿車型分析，其中包含第一代和第二代電動(dòng)車。同時(shí)，我們對(duì)十款車型進(jìn)行物理拆解，它們分別為 2011 Nissan LEAF，2013 Volkswagen e-up!，2013 Tesla Model S 60，2014 Chevrolet Spark，2014 BMW i3，2015 Volkswagen e-Golf，2015 BYD e6，2017 Nissan LEAF，2017 Chevrolet Bolt 和 2017 Opel Ampera-e 。

　　在已量產(chǎn)的純電動(dòng)車?yán)?，這十款車型的銷量占 40% 左右。除了這十款被拆解的車，我們還分析了其他車輛的公開信息，并咨詢了相關(guān)領(lǐng)域的獨(dú)立專家。結(jié)果顯示，能夠成功量產(chǎn)的純電動(dòng)車需要徹底不同的思考邏輯。

　　以下是我們提煉出的五個(gè)關(guān)鍵洞察。

　　1、想要一輛高性能的電動(dòng)車？必須打造原生平臺(tái)

　　標(biāo)桿車型分析顯示，基于原生平臺(tái)的電動(dòng)車和基于內(nèi)燃機(jī)平臺(tái)的電動(dòng)車，在續(xù)航里程和內(nèi)飾空間上有著明顯的差距。前者可以使電池的模塊設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，后者需要讓電池適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)平臺(tái)上尷尬的空間，從而限制了電池能量密度的提升。

　　根據(jù) EPA 的數(shù)據(jù)，原生的電池組可以使用簡(jiǎn)單的矩形形狀，使電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程提升至兩倍，每次充電可以行駛超過 300 公里，并在最佳狀態(tài)下行駛接近 400 公里，而且價(jià)格并不會(huì)因此上漲。另外，在同樣的細(xì)分市場(chǎng)里同等軸距的條件下，比起基于內(nèi)燃機(jī)平臺(tái)開發(fā)的電動(dòng)車和燃油車，基于原生平臺(tái)開發(fā)的電動(dòng)車可獲得更多的內(nèi)飾空間，多達(dá) 10% 左右。

　　2、在電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，還未形成技術(shù)趨同性

　　我們?cè)跇?biāo)桿車型分析過程中，對(duì)電池、電芯和熱管理系統(tǒng)也進(jìn)行了拆解。我們發(fā)現(xiàn)三種不同幾何形狀的電芯設(shè)計(jì)（圓柱，方殼和軟包），呈現(xiàn)多樣的化學(xué)反應(yīng)。

　　由于每種電芯設(shè)計(jì)都有著清晰的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在暢銷電動(dòng)車的性能表現(xiàn)里，沒有誰是絕對(duì)的贏家。我們的分析發(fā)現(xiàn)，從 2011 年到 2018 年的七年間，這幾種電芯設(shè)計(jì)的能量密度均增長(zhǎng)超過 30% 。

　　我們也發(fā)現(xiàn)了熱管理的設(shè)計(jì)方法有著巨大的區(qū)別，比如電池冷卻系統(tǒng)就有四種不同的方案：被動(dòng)式（自然風(fēng)冷），主動(dòng)式結(jié)合動(dòng)力系統(tǒng)的，主動(dòng)式獨(dú)立用于電池的，主動(dòng)式結(jié)合空調(diào)電路的。

　　我們還明確了三種電池加熱的原型，第一種完全沒有，第二種使用的是電機(jī)、電子設(shè)備或者空調(diào)系統(tǒng)的余熱，而第三種則是將專用熱電阻加熱裝置集成到電池組。一些專用熱電阻加熱單元使用了電池的能量，同時(shí)只有當(dāng)車輛在充電的時(shí)候才工作；其他的則以液體冷卻/加熱聯(lián)合循環(huán)為主，并且使用了不同的熱源，比如電池組以外的熱電阻加熱裝置。

　　目前，圓柱電芯在市場(chǎng)上表現(xiàn)最佳，擁有最高的能量密度，接近 245 Wh/kg 。其次是軟包電池，能量密度接近 195 Wh/kg ，令人震驚的將近 25% 的差距。最后是方殼電池，能量密度接近 160 Wh/kg 。然而，如果看電池組的凈能量密度，電池殼體和熱管理系統(tǒng)則幫助將分?jǐn)?shù)拉平：圓柱電池 132 Wh/kg ，軟包電池 138 Wh/kg ，方殼電池 104 Wh/kg 。

　　目前，技術(shù)趨勢(shì)沒有形成唯一的趨向，主機(jī)廠仍需同時(shí)在這些領(lǐng)域進(jìn)行投資，在電池和熱管理設(shè)計(jì)的性價(jià)比考慮中取得理想交易。

　　3、按費(fèi)用設(shè)計(jì)（DTC）方式已經(jīng)在電動(dòng)車上實(shí)施

　　標(biāo)桿車型分析顯示，在性能和續(xù)航之爭(zhēng)中取勝的主機(jī)廠，已經(jīng)開始堅(jiān)持實(shí)施按費(fèi)用設(shè)計(jì)（DTC）方式，尤其是電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)和白車身設(shè)計(jì)。這個(gè)趨勢(shì)在第二代電動(dòng)車上尤為明顯。按費(fèi)用設(shè)計(jì)主要關(guān)注動(dòng)力總成的元件集成化和結(jié)構(gòu)件里輕量化材料的智能應(yīng)用

。

　　談到車重問題，我們分析了十款車型里的主要結(jié)構(gòu)件，來估算他們?cè)阡X和復(fù)合材料上的使用比例。在這些結(jié)構(gòu)件中，某些第二代暢銷電動(dòng)車僅使用了占車重 5% 到 10% 的鋁，接近于內(nèi)燃機(jī)的平均水平（ 5% 左右）。而在豪華電動(dòng)車?yán)铮X占車重的 40% 左右，主要用于提升加速和動(dòng)力性能。

　　暢銷電動(dòng)車在輕量化領(lǐng)域里的市場(chǎng)份額還會(huì)繼續(xù)趨向于內(nèi)燃機(jī)，主要來自以下三個(gè)原因：

　　1）動(dòng)力技術(shù)的隔代突破需要顯著的車輛減重表現(xiàn)，這可以直接投資到更低成本的結(jié)構(gòu)件中。

　　2）在如今的制造成本中，電池才是長(zhǎng)續(xù)航的關(guān)鍵問題，而不是輕量化材料；

　　3）電動(dòng)車缺少（昂貴的）減重措施的外部激勵(lì)，不像內(nèi)燃機(jī)有碳排放目標(biāo)和相應(yīng)的處罰措施。根據(jù)目前即將上市的車輛情況，按費(fèi)用設(shè)計(jì)的趨勢(shì)還將持續(xù)。

　　4、電動(dòng)車是完全不同的車輛，并且它需要完全不同的供應(yīng)邏輯

　　汽車主機(jī)廠需要審視他們的商業(yè)模型，來為電動(dòng)車創(chuàng)造全新的收入和利潤。今天，他們還高度依賴于消費(fèi)者的車型升級(jí)需求，比如增加發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱，舒適性和安全性配置，用售后配件和服務(wù)來提高盈利能力（并且達(dá)到他們的資金成本）。

　　電動(dòng)車的維護(hù)費(fèi)用大量減少，而更多地受選裝件約束，來自以下兩個(gè)原因：

　　1）性能差異幾乎很少。在相同的細(xì)分市場(chǎng)里，現(xiàn)有的電動(dòng)車已經(jīng)能夠具備高配內(nèi)燃機(jī)的加速性能。然而，與以往 10 到 20 種方式的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)比起來，現(xiàn)在電動(dòng)車只提供不超過四種的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱組合。

　　2）基礎(chǔ)款的電動(dòng)車配置已經(jīng)包含很多選裝件。由于電池成本高的原因，電動(dòng)車的基礎(chǔ)價(jià)格很高，使得主機(jī)廠在一款電動(dòng)車的基礎(chǔ)配置里放入比燃油車更多的選裝件，從而損失高利潤的收益。

　　5、電動(dòng)車的核心供應(yīng)商與主機(jī)廠的內(nèi)部策略形成嚴(yán)重競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系

　　1）在必要能力，附加價(jià)值和零部件復(fù)雜度三個(gè)方面，電動(dòng)力系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)有明顯不同。電動(dòng)車的銷量增長(zhǎng)威脅到主機(jī)廠和內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)地位和市場(chǎng)份額。

　　2）根據(jù)拆解出的零部件上印的供應(yīng)商 logo 和可查找到的公開信息，我們得到了電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng)鏈一次由外而內(nèi)的觀察。主機(jī)廠在外包動(dòng)力總成中采用了不同的策略，從垂直一體化生產(chǎn)到零部件完全外包。當(dāng)零部件完全外包的時(shí)候，設(shè)計(jì)的所有權(quán)程度也呈現(xiàn)變化。

　　在大部分電動(dòng)力系統(tǒng)的零部件復(fù)雜度更低，開發(fā)潛能也較低，并且難以差異化的前提下，一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)完全商品化的趨勢(shì)，我們預(yù)計(jì)主機(jī)廠未來會(huì)將大部分的動(dòng)力系統(tǒng)外包。

　　同時(shí)，我們能看到老牌主機(jī)廠和一級(jí)供應(yīng)商的顯著風(fēng)險(xiǎn)。一些一級(jí)供應(yīng)商已經(jīng)在他們?cè)瓉淼暮诵念I(lǐng)域之外占有顯著份額。而由于電動(dòng)車比內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的復(fù)雜度更低，主機(jī)廠面臨的更高的風(fēng)險(xiǎn)則是如何在駕駛性能中做到差異化。

　　值得關(guān)注的是，電動(dòng)車制造商中的前五名，有兩位都來自于新加入的成員，一個(gè)是特斯拉，一個(gè)是比亞迪。

　　隨著需求的增長(zhǎng)，電動(dòng)車在技術(shù)和設(shè)計(jì)上還會(huì)不斷革新，戰(zhàn)略上的挑戰(zhàn)也會(huì)隨之而來。老牌主機(jī)廠和傳統(tǒng)供應(yīng)商需要重新思考如何保護(hù)他們?cè)械氖找妗?/p>