《華商世界雜誌》第49期 - 電動車驅動產業革命


發佈日期:2021/05/05
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電動車驅動產業革命

華商世界雜誌第49期

 

前言

汽車產業邁向電動車化的同時,也朝向智慧化發展。技術的革新帶動車輛朝智慧化發展,汽車零組件也產生變革,例如引擎就會因為電動化而消失、方向盤也會因為無人車技術消失。這將帶動全新的汽車工藝。

 

本文

 隨著電池和汽車技術的迅速發展,使電力可替代汽油,作為車輛主要動力能源。電動車是以電力驅動的車輛,車內設有可循環充電式電池,只需接駁外置電源即可重新充電,十分方便易用。純電動汽車是完全以電池來推動,優點是不會排放廢氣,被稱為「零排放」汽車。

 

但是,電動車並非只是把燃油引擎更換成馬達而已,帶來的產業鏈衝擊不可小覷。在電動化之後,電子及電池模組成本將佔整車一半以上。還有如變速箱、油壓裝置、倍力裝置、轉向系統等零組件也不再需要,電池、馬達、變頻器將成為新的關鍵零組件,這將會是很大規模的產業遷徙。

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「電池」是電動車最核心的技術

 電動車改變了傳統汽車供應鏈與核心技術,在電池、電動車平台、汽車軟體及自動駕駛,帶動百年以來的汽車業變革。

 

與傳統燃油汽車相比,電動車最大的不同在於動力系統,以電能取代燃油,這背後牽動了汽車技術及整體產業的變化。

 

在電動車戰場上,車輛品質、自動駕駛和品牌形象雖然也是銷售指標之一,但電動車成本,最關鍵的就是電池。「電池」是電動車最核心的技術,若能達成壓低成本、提升續航力兩大目標,將讓電動車加速普及。因為電池占電動車成本逾三分之一,重量為車身的一半,是成本占比最高的零組件,更是續航力超越燃油車的決勝點。電動車續航力若能增加到1,000公里、減少充電頻率,以及減少重量,就能解決最擔心的里程焦慮問題。

 

正如能源諮詢公司伍德麥肯茲(Wood Mackenzie)的首席分析師Ram Chandrasekaran表示:「消費者接受電動車的最大障礙之一是續航里程焦慮,也就是擔心到達目的地之前電就用完了。」

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電池,未來10年電動車業者最重要戰場

2020全年,特斯拉交付市場近50萬輛電動車。日前,執行長馬斯克(Elon Musk)在語音社群平台Clubhouse上談到,特斯拉目標是2030年以前,將年生產量提升至2,000萬輛電動車,然而前方最大的障礙,就是電池技術。

 

專家分析,以電動車的建造成本來看,電池就占了30~35%,其次是驅動系統20~25%,也就是說超過三分之一的成本來自動力電池,這也致使電動車價格居高不下。電池是電動車最為核心的技術,也是成本最高的零組件。電動車若要與油車同台競爭,降低電池組建置成本便

是不可繞過的一道門檻。

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從2017年起,寧德時代連續3年拿下全球電動車電池供應量第一,客戶幾乎涵蓋全球各大車廠:豐田(Toyota)、本田(Honda)、BMW、現代(Hyundai)、戴姆勒(Daimler)等。寧德創辦人曾毓群預言,2030年前電動車將比油車便宜,汽車更將在2040年實現全面電動化。寧德時代主力生產磷酸鋰鐵組合的電池,優點是價格便宜、安全性高,因此獲得特斯拉等車廠大量採用,寧德時代才得以稱王。

 

根據市調單位SNE Research最新調查,2020年韓國三家主要電動汽車電池供應商的全球市占率已超過三分之一,佔據了全球市場的三分之一以上,這也顯示韓國電動車電池業者擴大事業版圖的企圖心。

 

自製電池‧各顯神通

 在2020 年的電池日,馬斯克公布自製電池藍圖,新製程、新工廠甚至還有新礦場,計畫中新的特斯拉電池將能夠擁有 5 倍能量密度,更重要的是生產速度將可以達到目前的十倍,並且降低76%的製造成本。若成真,將能在維持現有車款效能的情況下,大幅降低成本,以同樣續航力的Model 3來說,要降到2.5萬美元也沒問題。

 

豐田汽車(Toyota)是汽車電動化的先驅者,Hybrid引擎在過去 10 年和未來 5~10 年都是市場上的主流。豐田有項重要的資產,就是自行研發的固態電池,固態電池移除了電解液,而是以全固態的方式來堆疊,還可以大幅降低電池因撞擊而爆炸的風險,同時還能顯著降低充電時間。

 

根據豐田計畫,配備固態電池的車輛不僅重要更輕,滿電續航里程超過 500 公里,快充時間也只需 10 分鐘就能充飽,足以徹底改變市場。

 

此外,包括 BMW、GM、Nissan 和福特都有考慮自製電池,福斯汽車投資的電池新創Qunatum Scape,則在去年揭露了他們的固態電池技術,和Toyota一樣更輕、充電更快而且更安全,福斯希望在2022可以讓固態電池用在最新的 ID 系列電動車上。

 

電動車平台將是未來電動車造車主流

 電動車帶動生產方式的改變, 包括福斯(Volkswagen)、通用(GM)、賓士(Mercedes-

Benz)、豐田(TOYOTA)等汽車大廠,都開始建自己的「電動車平台」。鴻海也跟裕隆攜手,打造「MIH電動車開放平台」,目前約有1000多家公司參與。

  

平台生產的優點是,零組件共用、模組化,通用性更高,可以同時製造不同款式的車子,用最少的資源和時間,開發出車商要的車型,讓產品快速投入市場。

 

過去福斯汽車教父級前總裁皮耶希(Ferdinand Piech)即曾使用集團內各品牌「共用車身平台」的策略。2012年發表的MQB模組化底盤更在所有車款中共用,可提高研發效率、新技術普及容易並降低製造成本約20%,並兼顧各國的文化及需求差異,此作法使福斯搶下全球最大汽車集團寶座。豐田(TOYOTA)也推出TNGA平台,提高集團內零組件共用比例至50%。但這樣的共用平台僅是「對內不對外、封閉不開放」,汽車的標準化程度仍低,各集團間共用零組件亦少。

 

自從特斯拉(Tesla)掀起電動車狂潮後,先進的自駕功能、電池續航力及充電速度都令人驚豔,且電池、電機及電控系統等三電系統成為技術重心,這使擅長的電子業有機會敲開市場大門。

 

台灣經濟部國際合作處陳祈典先生分析表示,鑒於電動車的生產成本尚高,為了加速普及,透過平台模組化生產可降低成本,且專屬設計更適合電動車的零組件配置,因此各大品牌紛紛推出專屬或合作電動車平台。

 

如福斯與福特合作的MEB平台,福斯首輛平台電動車ID.3售價僅約新台幣百萬元,在德國享有「國民電動車」稱號,並隨即拿下歐洲去年10月電動車銷售冠軍;美國通用汽車(GM)發表的Ultium Drive平台採無線電池管理系統,可減少80%電池組布線,與LG合作的NCMA(鎳

鈷錳鋁)鋰電池降低高價的鈷元素比例,盼壓低電池成本至100美元/千瓦時以下,此價格與油車成本相仿,被視為電動車將出現爆炸性成長的甜蜜點,該平台並獲本田(Honda)採用。

 

豐田與Subaru合作發表的e-TNGA平台也急起直追,研發中的固態電池被視為秘密武器;南韓現代汽車也與起亞汽車共同推出E-GMP平台,訴求充電效能大幅提升。可預見電動車平台將是未來電動車造車主流。

 

鴻海董事長劉揚偉表示,汽車體積很大,無法全部在一個地方製造,且難以空運必須依賴船運,加上運費貴與時間供應鏈長,難以形成「世界工廠」概念,在同一個地方製造的可能性不大;畢竟最後的組裝應該在市場當地,這就是趨勢的結合,就是鴻海做平台的模式,平台上面的零組件在台灣做,然後運到市場當地做組裝。

 

汽車軟體化時代來臨

 科技與汽車的界限日益模糊,因此許多科技巨人都插足車輛研發,例如蘋果、Google母公司字母、亞馬遜、百度等等,讓傳統車廠面臨激烈競爭。車用作業系統目前最先進的要屬電動車大廠特斯拉的空中下載更新(OTA,Over-the-Air Technology)作業系統,用戶經由雲端更新,系統可以控制車子的所有事情,從煞車到WiFi,從車門開關到車燈明滅。特斯拉電動車的自駕功能與電池續航力自2012年起,以遙控方式讓用戶能夠不斷更新。

 

特斯拉的電動車,就像一台電腦一樣,不斷透過升級軟體來擴充功能。消費者購買特斯拉新車之後,會隨著購買時間愈長,電動車變得更智慧化。例如:特斯拉在2020年6月下旬,提供了7項新軟體更新:改進了交通訊號燈和停車標誌控制、後視攝影機、行車記錄器、鎖門功能、

TuneIn、支持新的語言和車內相機。在電動車時代,汽車大部分的功能體驗,都能透過軟體更新優化,車子不但會記住不同駕駛人、乘客的喜好,也會讓開車變得更加安全。

 

從整體戰略觀點來看,特斯拉在設計一輛電動車時,會預先配備高性能相機模組和感測器等基本硬體,之後再透過軟體更新,來強化這些硬體的功能,達到收費獲利的目的。

 

豐田汽車(Toyota)也開發車用作業系統軟體「Arene」,想要跟現在業界先驅特斯拉(Tesla)的系統拚一拚。負責系統研發的Toyota子公司Woven Planet說,Arene作業系統讓車輛可透過雲端安裝新功能到車輛既有硬體之上,平台同時可供開發者創造軟體程式。

 

根據一些機構的估計,傳統車廠在如特斯拉這樣提供用戶經由雲端更新作業系統這方面,大約落後三到五年。

 

軟體定義汽車‧開創規模數千億美元市場

 未來幾年,隨著汽車軟體化時代的來臨,傳統汽車廠商必須從現在開始就建立一個軟體部門,且針對未來汽車作業系統進行相關研發。不然,就必須全力尋求科技公司的支援,建立一個聯盟或深度合作的夥伴關係,才能在特斯拉引領的汽車軟體化時代,找到活路。這種以軟體精進而成為運營模式,正在改變汽車產業。未來的汽車,將由軟體能力來定義,這將會開創一個規模數千億美元的龐大市場。

 

自駕科技‧未來十年交通運輸備受關注技術

 自駕科技也是未來十年交通運輸上備受關注的技術。專家分析,雖然電動車和自駕系統兩者在技術發展上沒有必然關係,但自駕科技在電動車上的應用,會比在燃油車上好。原因是,車輛的電子架構完全不同,電動車可以更有效率地整合車上每個感測器搜集到的資料,加快車輛反應速度。

 

專家預測,到了2030年,絕大部分車輛都會具備L2等級(能自動完成大部分任務,一偵測到需要駕駛人情況,仍會交由駕駛人接管後續控制)的自動駕駛能力,讓開車變得更輕鬆,無論駕駛技術有多差,車子都可以在確保安全的前提下,依照駕駛的想法行駛。屆時更有20%的汽車,配有L5(在任何條件下,都能完全自行駕駛)全自動駕駛軟體,其中大多會應用在貨車,在封閉式場域行駛。

 

電動車改變汽車銷售模式

 汽車的銷售模式也會有所改變,車廠可能會用成本價來販售汽車,再透過車主訂閱、購買新軟體來獲利。過去買車,交車當天就是車輛性能的高峰,折舊率很高;由軟體定義汽車的概念正好相反,交車當天是汽車性能最弱的時候,透過軟體更新加值,車會愈開愈聰明。

 

面對電動車將驅動相關產業和供應鏈大幅變革,將改變汽車產業的售後服務和銷售模式;電動車的保養次數將明顯減少,「前店後廠」的銷售模式將會沒落。而軟體定義下的電動車平台,將帶動軟體通路行銷模式,一次次的軟體更新將讓電動車更聰明、更智慧化。

 

(END)

 




 
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