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以零部件通用化推进我国电动汽车快速发展

北极星储能网  来源:中国汽车报  作者:王晓明 王鹏飞  2020/6/10 9:05:08  我要投稿  

北极星储能网讯:汽车产业经历了百年未有之大变局,伴随着以新能源汽车为主的汽车“新四化”革命的到来,汽车产业必将迎来能源革命、交通出行、数字科技变革的又一个新起点。中长期来看,新能源汽车数字化柔性技术、车电分离和新型能源服务模式的创新、全生命周期电池管理平台的推进,将逐步推进新能源汽车向模块化、标准化、兼容化方向发展,未来新能源汽车成本将大大下降。

从1814年第一辆汽车诞生以来,汽车产业发生了巨大的变革。福特汽车的T型车流水线,使大规模生产方式成为现实;丰田的精益生产方式,凭借挖掘供应链效率,成为精细化管理的典范。新一轮科技革命和产业变革方兴未艾,汽车正由100多年前典型的机械产品,逐步演变为机电一体化、智能网联化的高科技产品,呈现出与能源、材料、电子、信息等相关产业紧密相连、协同发展的趋势。如今,汽车产业正经历继规模化生产方式、精益生产方式之后的第三次生产方式变革——模块化生产。随着电动化、智能化技术的不断进步,模块化平台、通用性关键零部件的推进,产业组织形态正在经历深刻的变革,水平型分工将逐步取得主导地位,汽车产业正以全新的产品形态和商业模式,推动整个汽车产业格局和生态的重构。

一、按传统方式生产电动汽车成本不具优势

随着新能源汽车技术进步及电池生产规模化,近年来新能源汽车成本持续下降。但与传统燃油车相比,新能源汽车仍然存在产业规模小、竞争分散、单个产品竞争力不强等问题,新能源汽车价格仍高于传统燃油车价格。根据国家信息中心联合多企业调查研究结果,以纯电动A级车为例,2019年纯电动A级车相较于同级别燃油车价格要高出5万~6万元,主流A级纯电动车型在2025年之后才能体现成本回收期经济性,开始具备向家用普及的基础。而根据消费者调查结果显示,消费者对纯电动汽车成本的回收期接受度普遍维持在3~4年左右,现有的纯电动车价格短期内居高不下,显然不能让消费者满意,并且随着2020年油价下跌,国六排放标准延迟实施,预计新能源汽车市场部分消费需求将被传统燃油车取代。

二、降低电动车成本零部件通用化、模块化是关键

当前,在新一轮科技革命和产业变革的推动下,汽车“新四化”(网联化、电动化、智能化、共享化)正在加速,汽车产业生态面临重构,新能源汽车显现出越来越重要的作用。对于汽车零部件行业而言,电动化技术的发展,使汽车原有零部件被“三电”系统等取代,从而带来产业链的深度变革。从新能源汽车成本构成来看,动力电池成本约占40%,电机、电控、电驱动零部件占电池总成本的份额达到35%。随着零部件模块化、通用化技术的发展,电动汽车成本有望大幅降低。如比亚迪面向全行业开放共享的新能源汽车e平台两款型号产品,分别为电驱动三合一和高压充配电三合一。其中,电驱动三合一由电机、电机控制器、减速器高度集成,减少了复杂的机械结构和连接关系,实现轻量化设计,结构紧凑、成本低、总成传动效率高,有利于降低整车能耗。系统集成后,产品体积降幅达30%、重量降幅为25%、标准工况续驶里程效率提升1%。基于同一技术,已开发出五个平台的驱动三合一产品,几乎覆盖了全部电动轿车对动力性加速和爬坡的需求。高压充配电三合一技术则实现零部件的轻量化、小型化、集成化及低成本,系统集成后,体积降幅达40%、重量降幅为25%。

三、零部件通用化推动电动汽车生产组织方式变革

传统手工作坊式生产是倚靠个别工人进行设计组装,流水线生产方式的特点是一条生产线只能生产一种车型,而汽车平台式生产则可基于一个平台生产同级别多种车型,但车型之间的相似度较高,缺乏灵活性。随着汽车电动化时代的到来,模块化平台可以实现同平台跨车型和跨级别生产,大大减少研发成本,缩短研发周期。模块化平台的发展推动零部件标准化、通用化、兼容化,这势必改变汽车生产的传统分工模式,产业组织形式也将发生显著变化。传统汽车通过掌握以发动机和车型为核心的“产品定义权”,进而掌握“市场定义权”。而模块化平台打破了原来的传统汽车平台只针对一个级别车型的限制,通过不同的模块组合,可以覆盖多个车型。通过模块的方式,设计组装汽车的各部分子系统,最后在不同车型上进行组装。模块化平台由于兼具产品推出周期缩短以及样式多样化提升的优点,已经被全球主流车企所认可,主流整车厂商陆续推出模块化平台体系。

模块化平台的发展将推动汽车产业生产组织形式发生变革,主要表现为以下四方面。

1.汽车产业整零关系将发生重大变化。

以传统发动机、变速器等为主的汽车零部件将被储能电池、电机以及车载充电器等零部件替代,传统整车企业的核心“产品定义权”被分割。传统整车企业不再占据产业链核心地位,部分关键核心零部件企业崛起,并在产业链中居重要地位。以宁德时代为例,2019年我国动力电池装车量为62.2GWh,仅宁德时代配套整车企业的装机量就达到31.46 GWh,占整个动力电池市场的份额超过50%。

零部件供应趋向通用化、标准化、设计兼容性强,可实现整车成本大幅下降。零部件通用化,可以使低级别车型的生产标准向高级别看齐,尽可能多地共享关键零部件,使汽车整体制造工艺水平得到提升;而高级别车型在保证品质的同时,通过增加不同车型通用化零部件的比例,减少专用零部件的种类和数量,减少零部件的研发成本,进而大大缩短产品研发周期,降低制造成本。

2.汽车产业硬件和软件分离,硬件通用化,软件个性化。

汽车传统的定义是偏硬件的,它在生命周期中的价值也是由硬件的价值来定义的,整车厂商通过硬件差异化来实现车辆附加值的提升。随着汽车电动化和模块化平台的发展,汽车实现硬件和软件的解耦,实际上是重新书写了汽车生命周期中的价值曲线,汽车通过软件升级和迭代实现其体验价值,这与传统车的设计和使用模式是不同的,也会带来汽车产业的深刻变革。未来,汽车关键零部件将逐渐通用化,部分模块化平台零部件通用率可高达80%。零部件的通用化推进零部件质量的提升,从而进一步推动统一化零部件标准体系的完善。

3.“软件定义汽车”成为重要趋势。

随着智能网联和自动驾驶汽车技术的发展,“软件定义汽车”成为重要发展趋势。软件带动汽车技术的革新,引领汽车产品差异化发展潮流,正逐渐成为汽车信息化、智能化发展的基础和核心。根据美国电气和电子工程师协会与IHS咨询公司报告,上世纪80年代初,一辆轿车的电子系统只有5万行代码,而现在高端豪华汽车的电子系统有6500万行程序代码,提升了1300倍。目前,汽车软件的价值占比仅有10%。麦肯锡咨询预测,到2030年,汽车软件价值将占整车价值的30%;而摩根士丹利估算,未来自动驾驶汽车60%的价值将源于软件。

4.传统汽车产业链各主体战略地位发生颠覆性变化,行业竞争法则将被改写。

当汽车逐渐从一个硬件的机器进化为软件驱动的电子产品,软件公司和其他科技公司的产业链地位将显著提升,从原有的二三级供应商位置晋级为一级供应商。模块化的生产企业(特别是动力电池企业)将通过生产标准化、通用型产品,取得独立的市场地位;部分独立的模块化供应商或者与无品牌代工厂,或者与硬件管理运营商结成战略合作,成为面向汽车使用环节维修保养的产品技术承包商。传统整车企业面临的挑战最大。部分实力较强的整车企业依靠强大的品牌影响力和个性化定制推陈出新;节奏较慢的整车企业或将逐渐退化为无品牌汽车制造商,专注于代工生产和为硬件管理运营商进行规模化、柔性化定制生产;部分跨界进入者通过对“核心产品”进行重新定义,有可能获得市场认可。

四政府要发挥前瞻性、引导性作用

近年来,我国政府非常重视模块化零部件的发展,通用化零部件的战略地位逐渐突出。2017年,由工信部、国家发改委、科技部联合发布的《汽车产业中长期发展规划》提到,“夯实零部件配套体系。依托工业强基工程,集中优势资源优先发展自动变速器、发动机电控系统等核心关键零部件,重点突破通用化、模块化等瓶颈问题”。

在产业管理体制改革和产业政策创新上,政府部门要顺应汽车产业格局的趋势性发展,管理上放宽行业和市场准入,产业政策上鼓励和支持创新,引导优势骨干企业联合科研院所、高校等组建新能源汽车通用零部件产业联盟,加快培育零部件平台研发、先进制造和信息化支撑能力,通过新能源汽车零部件和主要模块的标准化、通用化,大大降低新能源汽车全行业的设计成本、采购成本、生产制造成本以及后续的维修养护成本。不同新能源汽车的整车厂家如果能够在电池和电机等关键模块上形成通用化、标准化的产业联盟,就可以克服产业起步阶段的成本制约瓶颈,大大推进我国新能源汽车的发展进程。

在具体的政策上,可以由动力电池联盟作为电池通用产业联盟的发起单位,由各地成立的产业转型升级资金对动力电池通用产业联盟提供支持,吸引越来越多的整车企业加入联盟。一旦联盟形成影响力和号召力,会大大推进电池标准化和通用化进程,也为车电分离和动力电池的全生命周期管理创造有利条件。

在汽车产业百年时代变革的新起点,新能源汽车模块化、通用化、标准化进程的加快推进,必将打破传统汽车发展的规律性特征。虽然短期国内外形势严峻,但只要我们坚定信心、勇于创新,在产业发展转型阶段积极求变,定能带动新能源汽车产业走上强盛之路,为中国新能源汽车的发展开辟出一片新天地。

(作者王晓明系中科院科技战略咨询研究院研究员,王鹏飞系北京汽车股份有限公司高级政策分析专员)


原标题:以零部件通用化推进我国电动汽车快速发展

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