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又拆车!麦肯锡深度评测:电动汽车将如何“飞入寻常百姓家”?

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-11  来源:文章来源于网络  作者:文章来源于网络  浏览次数:433

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去年,麦肯锡拆了十款畅销电动车以研究电动汽车的发展趋势。

如今,麦肯锡又联手汽车标准测试服务提供商A2Mac1分析了一些汽车设计的可选项,这些选择可以为电动汽车的发展铺平道路,使电动汽车有利可图,并能在大众市场中普及。

2017年会成为电动汽车开始走向公众的里程碑式的一年吗?

这是一个发人深省的问题,也是麦肯锡与汽车基准服务提供商A2Mac1合作的原因,以在这一领域进行深入的观察。

去年,全球售出了约130万辆电动汽车。虽然这仅占乘用车总销量的1%,但比2016年的销量增长了57%,而且几乎没有理由相信这一趋势会放缓。

预测在2024年之前,汽车厂商们会宣布推出超过100种电动汽车新模型,电气化和自动驾驶趋势进一步加快,潜在地将电动汽车在乘用车领域的市场份额提高到30-35%,在中国、欧洲和美国等主要市场(目前全球市场份额为20-25%)。

从以往的“小众角色”(如高性能运动或中型城市汽车)中移开目光,在众多新电动汽车车型中会有相当大比例的中型和量产车型。

最近一个明显的例子是特斯拉的Model 3,预购数量已超过45万辆。

厂商们已经到达了一个商业临界点,使他们能够专注于降低价格,例如通过提高设计效率或降低制造成本,以使更多的客户能够负担得起,这也有助于电动汽车提高市场份额。

如图1所示,一旦我们选择的测试车平均里程超过了300公里,厂商们似乎就可以专注于降低成本同时提高里程。

这表明,人们期待已久的电动汽车类型细分——“面向大众的中型电动汽车”——可能即将成为现实。

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根据地理区域和城市状况的不同,对车辆质量的评价在全球范围内有所不同。但平均电池续航里程似乎超出了最苛刻的客户群体的预期。

这与电动汽车价格的下降相结合,意味着电动汽车的市场可能接近商业拐点。

对于许多业内人士来说,电动汽车的市场份额是否(或将会)盈利仍然是一个迫切的问题。

我们估计,在他们的基础版本中,许多电动汽车的模型,甚至包括可附加项,仍然可能有较低的边际贡献率,特别是与当前的内燃机引擎同级别相比。

为了考虑盈利能力,在电动车的技术进步和新设计趋势的快速发展之时,麦肯锡和A2Mac1对电动汽车设计的趋势进行了第二次基准分析。

传统厂商发展电动汽车产业

尽管有较高的前期投资——花费时间、购买新的工具等等,传统的电动汽车厂商已经证明了其在多个方面都比新进入行业的电动汽车厂商占有优势。

完全围绕电动汽车概念设计车辆架构,没有内燃机汽车的遗留元素,这意味着需要妥协的地方更少,具有更大的灵活性(见图2)。

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由于传统的电动汽车厂商需要妥协之处较少,尤其是在架构和车身上,他们可以容纳更大的电池组,因此能够续航更多的里程。

事实证明,与非传统电动汽车厂商相比,传统电动汽车厂商的电池体积平均要大25%。

其中一个原因是,车身结构可以在电池组周围安装,而不需要集成在现有的体系结构中。

这种在设计上的额外自由度通常会导致更大的电池空间,这也会导致其他潜在的优势,比如更多的续航里程,更大的功率,或者更快的充电速度。

此外,随着电池技术的快速发展,最新的电动汽车的续航里程不再是瓶颈,我们可以看到初步迹象表明电动汽车正在向大众市场中常见的内燃机汽车转变,比如提供动力系统的选择。

传统汽车厂商的固有灵活性在这方面也起着重要的作用。

例如,电池组可以容纳不同数量的活动部位,同时保持相同的外部形状和可变的传动系统技术,使玩家可以在单一平台上安装后轮、前轮或全轮驱动。

这可能有助于推动电动汽车制造业开始向模块化策略靠拢,就像内燃机汽车一样,更加接近行业典型的大规模量产方法,但我们至今仍未看到在设计出的解决方案中有一个明确的统一标准。厂商们需要在将电动汽车投入量产这方面保持敏锐。

动力系统集成趋势

我们的基准测试显示了电动汽车动力系统集成的持续趋势,电动系统的许多部分更紧密地结合在一起,并集成到更少的模块中。

尽管厂商不断地寻找额外的设计效率,一个“主流”的电动汽车动力系统设计还没有出现——无论是整体架构,还是单个组件的设计。

测量集成程度的一个很好的指标是电子线束的设计,该部件用于连接主电动汽车动力总成组件(即电池、电动机、电力电子和热管理模块)。

当计算厂商的电动汽车模型中这些电子线束的重量和总数时,我们发现在厂商的最新车模型中,电子线束的重量和总数都比旧有模型有所减少。

这反映了最近的电动汽车电力系统的集成化趋势(见图3)。

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除了主要的电动汽车动力系统总成组件的物理集成之外,我们还观察到在各个组件之间实现更简单、更高效的热管理解决方案的趋势。

然而,虽然一些汽车厂商已经开始了这方面的整合,另一些厂商仍然依赖于不同的各种系统,而且设计上并无可观察到的清晰的收敛性(见图4)。

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技术仍在逐渐成熟的过程中,电动汽车动力系统设计的多样性可能得益于其内在更大的灵活性,因为组件通常规模较小,可用空间(包括尾部、前后车厢)也比内燃机汽车更大。

举个不同的电动汽车动力系统架构的例子:欧宝Ampera-e似乎想将其动力系统放在内燃机的普遍位置上,车身架构和车轴组件选择ICE,而特斯拉Model 3将大部分集成组件放在电池组后方或后轴(见图5)。

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值得指出的是,这种在组件定位上的自由也给整体功能提供了更大的灵活性,例如,由于重心较低,可以选择有更大的后备箱空间或提供优越的驾驶性能。

在他们不断追求大众市场的过程中,电动汽车厂商可能会在他们的电动汽车动力系统的高度整合中发现更多的机会。

这样做可以帮助他们获得潜在的好处,例如降低开发的复杂性、降低材料、装配成本、重量和提高能源效率。

在技术游戏中保持领先

麦肯锡的研究显示,许多电动汽车客户都非常精通技术。与此同时,新技术在很大程度上已经成熟到可以付诸实践。

这为传统汽车厂商和其他玩家将新技术落地提供了一个便利条件。

但采购方也常常要求电动汽车制造商为他们的汽车配备先进的技术,包括先进的驾驶员辅助系统(ADAS)、连接服务和其它可能给消费者带来更好体验的技术。

除了越来越多地引入ADAS系统,厂商还通过增强用户界面和信息娱乐系统来满足其电动汽车客户的需求。

具体来说,他们越来越多地将各种内部功能的控制集成到一个更核心的“类似智能手机”的用户界面(HMI)中。

例如,控制组件的按钮设计开始逐渐转向触摸屏,这项技术现在已经足够成熟,客户兴趣也很大。

在我们的基准测试中,我们观察到的电动汽车的内部物理按钮可以少至7个,而在许多标准的内燃机汽车中,其物理按钮有50到60个。

这种进步的一个关键因素是计算能力的快速增长。

虽然传统汽车经常显示许多分散和标准化的电子控制单元(ECUs),但最新的电动汽车似乎依赖于不断增长和日益集中的计算能力。

例如,ADAS技术需要大量的计算能力来处理各种传感器的实时信号处理。

最新的ADAS解决方案能够自适应巡航控制、自动制动、甚至可能自主驾驶等, 这样的技术也会推动传统车辆行业整合(见图6)。

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实现盈利能力仍然是电动汽车的一大难题,尤其是高动力所带来的成本。

由于电动汽车现在的续航里程似乎已经达到了可接受的范围,所以严格的按成本设计(DTC)理念将会变得更加重要,为电动汽车成功推广铺平道路。

也就是说,它可以帮助电动汽车的造价达到一个有吸引力的数字,而不损害厂商的利润。

成本效率似乎仍是老牌汽车厂商和供应商的地盘,他们可能是遵照“按成本设计”理念的最富经验和知识的最佳人选(见图7)。

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老牌玩家仍有优势

然而,最新的传统电动汽车或许能够迅速赶上。

例如,由于在电池包上的优势,传统电动汽车现在似乎从轻量级转向更高效的材料解决方案,例如白车身的钢元素。

他们似乎也应用了更好的材料(例如,在控制系统和仪表板上的通风口),并投资于材料的大规模生产过程,例如高强度的冲压钢,而不是每次都自行生产或全款购入。

非传统的汽车厂商可能会研究传统汽车厂商的削减成本的做法,例如采购行业标准部件,以缩小成本差距,从而提高产品的利润率。尽管如此,成本依旧是老牌厂商的竞争优势之一。

传统厂商常被怀疑是否能在电动汽车市场上赚钱,最近,电动汽车在许多汽车厂商的新产品发布会上亮相。

但与此同时,电动汽车模型在整体盈利能力上的贡献还远远不够。

随着全球市场份额不可避免地增长,他们的利润将越来越集中。

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