麥肯錫發(fā)布電動汽車未來五大趨勢

　　越來越嚴格的對內(nèi)燃機的監(jiān)管、電動動力系統(tǒng)和電池的技術(shù)進步，這些都推動了電動汽車的快速發(fā)展。目前許多汽車制造商都正在推出新車型，包括那些以前沒有過制造內(nèi)燃機汽車經(jīng)驗的新廠家。純電池電動汽車（不含混合動力汽車）的全球銷量在2016年增長了大約45%。

　　隨著電動車成為大眾市場中隨處可見的產(chǎn)品，現(xiàn)在是時候詳細了解一下技術(shù)的發(fā)展趨勢了。

　　麥肯錫與與汽車基準測試服務(wù)提供商A2Mac1合作，進行了第一代和第二代電動汽車車型的大規(guī)?；鶞蕼y試，其中包括十個電動汽車車型的實物拆解：

　　2011款尼桑LEAF、2013款大眾e-up!、2013款特斯拉Model S 60、2014款雪弗蘭Spark，2014款寶馬i3、2015款大眾e-Golf、2015款比亞迪e6、2017款尼桑LEAF、 2017款雪弗蘭Bolt和2017款歐寶Ampera-e。

　　這些模型共占有史以來所有生產(chǎn)的純電池電動汽車的40%。除了十輛被拆解的車輛之外，我們還分析了公開提供的已有的其他車輛信息，并咨詢了相關(guān)領(lǐng)域的獨立分析師。分析表明，面臨生產(chǎn)銷售電動汽車的新局面，廠商需要另辟蹊徑。其中有五個關(guān)鍵點值得一提：

　　一、高性能電動汽車需建立原生平臺

　　基準測試顯示，在原生電動汽車平臺和內(nèi)燃機車型的可行駛里程和可用車內(nèi)空間存在明顯差距。

　　原生平臺具有最佳的電池裝配框架，而基于內(nèi)燃機車型的平臺僅僅是把電池塞進去，這限制了其能量密度。相比之下，根據(jù)美國環(huán)保局的數(shù)據(jù)，原生平臺的電池組可以采取簡單的矩形形狀，使每次充電后的最大續(xù)航里程可達兩倍（300公里以上），其中的佼佼者可達約400公里。這些續(xù)航里程的增加并不會增加車價。此外，比起同類使用內(nèi)燃機平臺的電動汽車或內(nèi)燃機汽車，搭載原生平臺的電動汽車的車內(nèi)空間也更大，增加了約10%左右。

圖1：電動汽車原生平臺空間更大

　　二、電動汽車核心傳動設(shè)計各顯神通

　　這次基準測試包括拆解電池、電池組和熱管理系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)了三種不同幾何形狀（圓柱形、軟包和方殼）的電池設(shè)計以及不同的化學反應(yīng)。由于每種設(shè)計都有各自優(yōu)劣，對于哪種設(shè)計能最終勝出還沒有統(tǒng)一說法。在所有設(shè)計中，七年（2011-2018）期間的能量密度增幅都超過30%。

　　我們還發(fā)現(xiàn)，熱管理系統(tǒng)一共采用了四種不同的電池冷卻解決方案，其中存在很大差異：被動自然空氣冷卻、主動式結(jié)合動力系統(tǒng)、主動式獨立電池、主動式結(jié)合空調(diào)電路。

　　我們還確定了三種電池發(fā)熱的原型：完全不發(fā)熱;馬達、動力電子設(shè)備或空調(diào)系統(tǒng)釋放的余熱；第三種將專用熱電阻加熱裝置集成到電池組。一些專用的電阻加熱裝置僅在車輛充電時使用來自電池的能量，其他類型使用不同的熱源，如電池組外的熱量（見圖2），或以液態(tài)冷卻/加熱聯(lián)合循環(huán)為主。

圖2：電池組設(shè)計相差千里

　　目前市場上表現(xiàn)最好的是圓柱形電池，其能量密度最高，達每千克大約245瓦時（Wh / kg）；其次是195 Wh / kg的軟包電池，與前者差距驚人，大約低了25%; 方殼電池的能量密度約為160 Wh / kg。

　　然而，當考慮電池組的凈能量密度時，電池殼體和熱管理系統(tǒng)則拉回了比分：圓柱形電池為132Wh / kg，軟包電池為138Wh / kg，方殼電池為104Wh / kg。

　　由于目前在這個領(lǐng)域關(guān)于哪種電池最好還沒有統(tǒng)一說法，所以原始設(shè)備制造商仍然需要在這些領(lǐng)域進行更多投資，以在電池和熱管理系統(tǒng)設(shè)計的成本和性能方面作出最佳的折衷方案。

　　三、電動汽車需考慮設(shè)計成本

　　基準測試顯示，在于性能、續(xù)航里程的領(lǐng)域內(nèi)取得了勝利后，原始設(shè)備制造商也開始考慮設(shè)計成本，特別是在電動汽車的動力系統(tǒng)和白車身設(shè)計上（白車身是指完成焊接但未涂裝之前的車身）。第二代電動車明顯呈現(xiàn)出了這種趨勢。關(guān)于設(shè)計成本的考慮主要集中在動力系統(tǒng)的部件整合、結(jié)構(gòu)件里輕量化材料的智能應(yīng)用上（見圖3）。

圖3：涉及成本關(guān)鍵在于組件整合、材料選取

　　關(guān)于重量，麥肯錫還分析了所有十款車型的主要結(jié)構(gòu)部件，以估測其使用了多少鋁和復合材料。一些第二代大眾款電動汽車使用的鋁僅相當于汽車總重量的5%至10%，接近內(nèi)燃機汽車的平均比例（約5%）。 在豪華款電動汽車中，鋁約占車重的40%，這主要是為了提升加速度和動力性能表現(xiàn)。大眾市場的電動汽車將繼續(xù)蠶食輕量化內(nèi)燃機汽車的市場份額，原因有三：

　　動力系統(tǒng)在減重上取得了技術(shù)飛躍，這使得節(jié)約下來的重量可以用來減輕結(jié)構(gòu)材料的成本。

　　在今日的制造成本下，不是輕型材料，而是電池成為了更長續(xù)航里程的關(guān)鍵。

　　電動汽車缺少減重的外部激勵——這些減重措施常常代價昂貴——這不同于內(nèi)燃機汽車有碳排放目標和相應(yīng)處罰。

　　在將來，這種設(shè)計成本上的趨勢很可能還將延續(xù)下去。

　　四、與以往截然不同的電動汽車需要改變供銷思路

　　汽車原始設(shè)備制造商將不得不調(diào)整他們的商業(yè)模式，以在電動汽車領(lǐng)域創(chuàng)造新的收入和利潤。如今，他們非常依賴客戶的升級需求——比如更換性能更良好的發(fā)動機、變速箱、更優(yōu)秀的舒適性和安全性以及售后配件、服務(wù)——以提高盈利能力并收回其資金成本。電動汽車的維護成本要低得多，而且更多地受到選裝件的限制，原因有二（見圖4）：

　　電動汽車性能的差異化程度不高。目前的電動汽車已經(jīng)能在同一水準上提供和高規(guī)格內(nèi)燃發(fā)動機相媲美的加速性能。但與擁有10到20個不同種類組合的內(nèi)燃機相比，目前為止他們的選擇范圍只有不超過四個不同發(fā)動機和變速器的組合。

　　基本的電動汽車配置已經(jīng)包含了很多選裝件。由于電池成本高，電動汽車的基本價格也變高了，迫使原始設(shè)備供應(yīng)商在電動汽車的基本配置中加入比相應(yīng)內(nèi)燃機汽車更多的選裝件，這使得他們不再能達到以往的高邊際利潤率。

圖4：電動汽車需要改變供銷思路

　　五、電動汽車供應(yīng)增加，市場競爭激烈

　　從必要配置、附加價值和零附件復雜度三個方面來比較，電動汽車都與內(nèi)燃機汽車截然不同。隨著電動汽車供應(yīng)量的增加，將會威脅到市場中原有的原始設(shè)備供應(yīng)商和內(nèi)燃機汽車廠家。

　　通過分析公開信息和印在拆解組件上的供應(yīng)商徽標，我們對原始設(shè)備供應(yīng)商的電動汽車動力系統(tǒng)供應(yīng)鏈中進行了從外而內(nèi)的觀察。在采購動力系統(tǒng)零部件時，從非常全面的垂直整合到幾乎完全外包，不同的汽車廠商遵循的戰(zhàn)略存在很大的不同。在那些存在組件外包的廠商中，其擁有組件設(shè)計所有權(quán)的程度各不相同（見圖5）。

圖5：原始設(shè)備供應(yīng)商的電動汽車動力系統(tǒng)供應(yīng)鏈

　　鑒于大多數(shù)電動汽車動力系統(tǒng)零部件的復雜程度較低，因此差異化的潛力也較低，我們預(yù)計原始設(shè)備供應(yīng)商在未來一旦能將完整的設(shè)計商業(yè)化，就會將大部分零部件外包出去。

　　與此同時，我們能發(fā)現(xiàn)市場中已經(jīng)成熟的原始設(shè)備供應(yīng)商和一級供應(yīng)商面臨著許多風險。一些一級供應(yīng)商已經(jīng)在其原有的核心領(lǐng)域之外提供了大量的組件。另外，考慮到電動汽車并不比內(nèi)燃機動力傳動系統(tǒng)復雜，原始設(shè)備供應(yīng)商更容易由于不同的產(chǎn)品性能拉開距離。目前，前五大電動汽車制造商中有兩家是新進入電動汽車市場的公司：特斯拉和比亞迪。

　　隨著需求的增加，電動汽車技術(shù)和設(shè)計都將繼續(xù)發(fā)展，許多挑戰(zhàn)也將隨之而來。 在這個市場中，無論是新秀還是老牌廠商，都將需要重新對其戰(zhàn)略進行思考，來維持他們的收入和盈利能力。