回顾大约十年前,汽车行业基本上就是两种动力系统——汽油和柴油,而这已是汽车行业一个多世纪一成不变的“忠于”。如今,在政府主导的节能减排的推动下,汽车行业开始转向更环保、更高效的运输方式,随之而来的是动力总成组合的多元化进展。

 

这种多样化的趋势造就了越来越多的混合动力(PHEV)和电动汽车(EV)车型,也让动力总成组件的前景变得越来越复杂,甚至有点变幻莫测。

 

对于主机厂、供应商和造车新势力来说,大家并没有完全预见到这一点,因此需要开阔视野,全面了解不断变化的动力总成部件市场及其对价值链的影响,跟上趋势才能从容应对,达至成功。 

 

1、动力总成部件和系统变化几何?

管理咨询公司麦肯锡在关于动力总成部件市场的报告中得出了几个关键信息:·电动出行(e-mobility)正处于一个历史转折点。政府强有力的二氧化碳法规令消费者越来越倾向于清洁运输解决方案;电池成本的快速下降加之基础设施的部署加速,正使EV经历最好的时刻。

 

·动力总成技术的混合构成了EV发展的基础,未来五到十年内替代动力系统的采用速度将不断加快。尽管因地区而异,EV、PHEV及燃料电池电动汽车的组合都会有很大进展。

 

·动力总成类型的多样性正导致每辆车的动力总成内容随着时间推移发生重大变化,包括数量、技术和车辆价值。供应商只有了解这些变化,才能够发现电气化相关的增长点。

 

·供应商正在完善自己的战略,以应对不断变化的零部件市场。他们都在仔细审视自己现有的能力、活跃的市场、长期的客户关系、新的出行参与者,重塑投资组合战略。 

 

2、动力系统和供应链群雄并起

纵观当前汽车动力总成市场,正朝着更环保、更高效出行的方向发展。现在市场上存在多种动力系统,我们来梳理一下它们之间在技术和应用环境、性能和经济方面存在的关系。

 

·内燃机(ICE):包括汽油机和柴油机,仍然是当前主要动力系统。其发展方向是缩小尺寸、采用涡轮增压和优化排气后处理系统,以使排放量大幅下降。

 

·混合动力汽车(HEV):旨在优化ICE与小型、低档域、高压电动系统的相互作用,例如用于低速巡航或功率提升。

 

·插电式混动汽车(PHEV):与HEV结构相似,但其电池体积要大得多,发动机功率也更大,并且可以通过插入外部电源进行充电。车辆的很大一部分是为纯电动汽车而设计的,目前典型行驶里程在60公里以下,不久的将来可能提升到80公里。

 

·轻混动力汽车(MHEV):它是电动动力系统技术的切入点,也是一种以简捷模式满足法规要求的过渡,并没有纯电动推进模式。其低压(LV)系统(主要是48V)能够使用高效的电气化元件,例如启动-停止、再生制动和一定程度的功率来辅助ICE动力。

 

·全电动汽车(BEV):是未来出行的终极模式,最终将为客户提供比ICE或混合动力汽车更低的TCO(总拥有成本)。BEV用电动机取代了内燃机,随着电池成本的持续下降以及密集充电基础设施网络的部署,未来十年内将大规模普及。

 

·燃料电池电动汽车(FCEV):其基本功能与BEV类似,只是储存的能量是加压氢气,并用燃料电池来发电。无论是体积还是重量,燃料电池的能量密度都明显高于电池,这意味着车辆可以携带更多能量。此外,其加氢速度仅为几分钟,非常适合高功率和长距离行驶,如卡车和商用车。

 

不过,目前动力总成价值链的多样性和复杂性正在“撕裂”车辆制造商和供应商,因为没有一种动力总成技术可以胜出。传统Tier 1和Tier 2,包括汽车行业外部的新供应商、初创企业都在蚕食电子动力总成市场,欲以其技术争夺下一个时代的主导地位。参与者面临的压力就在于此,当前和未来的利润池亦捉摸不定。

 

各种动力系统技术的优劣

 

3、电气化进程取决于三股力量

未来十年,在汽车电气化进程中,采用替代动力系统的快慢基本上取决于三个关键因素的力度。当然,EV和HEV以及FCEV的普及率将是因地制宜的结果。先说法规,几乎所有主要地区的二氧化碳法规都越来越严格,只有美国是个例外。

 

欧洲率先在2020年达到95克/公里的排放限值,到2030年进一步减排37.5%,最终达到59克/公里的排放限值。为了达到这一目标并免于处罚,主机厂必须在2021年销售220万辆电动汽车(假设50%的PHEV和50%的BEV)。此前,欧洲电动汽车年销量为20万辆。

 

 

欧洲排放要求最高 中国的监管目标设定为117和93克/公里;北美目前的目标设定为50 mpg(每加仑燃料英里数)以上,相当于99克/公里。其他国家也已经宣布了ICE的目标结束日期,如挪威到2025年;以色列、印度和丹麦到2030年;加拿大、英国和中国到2040年。这些都在加速从ICE向电动汽车的转变。

 

再看基础设施,预计到2030年,充电基础设施的累计投资约为500亿美元(不包括电网升级)。其中欧洲需要1500万个公共和私人充电站,中国需要1400万个,北美需要1300万个。

 

公共电网升级将是推动中国和欧洲电动汽车采用率的关键因素,而北美50%至70%的充电将在家中进行。欧洲和美国最关心的问题是里程和车辆充电能力,中国关注度稍弱。不管怎样,基础设施不足可能成为一些市场发展电动汽车的瓶颈。同时,电网运营商还必须通过升级变压器或激励消费者转移充电负荷(智能充电)来应对本地不断增加的峰值负荷。

 

最后是技术,最重要的是电池技术。由于技术进步、生产工艺优化和规模经济,作为BEV主要成本构成的电池成本已大大降低。自2010年以来,以美元/千瓦时为单位的成本下降了约85%,进一步打开了BEV市场的发展空间。目前,电池组成本已平均降至接近约130美元/千瓦时,最佳电池成本已达110美元/千瓦时。

 

随着电池化学的优化和大型电池工厂开始实现高量产,预计电池成本不久将降低到100美元/千瓦时。电池成本的走低将进一步使BEV向大众市场渗透。当然,不同地区的补贴、电价与燃料价格、税收和转售价值差异将在一定程度上影响其采用率。

 

此外,生产的创新也是使电动汽车具有与传统ICE汽车竞争力的一个原因。

 

那么,消费者购买电动汽车的可能性有多大呢?麦肯锡全球电动汽车调查表明,预计整个核心市场的考虑购买电动汽车的消费者正在增加,超过50%的人回答说,他们正在考虑购买电动汽车作为下一辆车,比上次购买时的意愿高出了1.5倍。

 

消费者购买电动汽车的考量 

 

4、ICE将伴随48V前行

麦肯锡认为,在未来十年的整个过渡期内,ICE仍将是主导技术。上述应用场景包括了ICE车辆中的MHEV(48V)。预计到2025年,MHEV在欧洲的市场份额将达到60%至80%,在中国将达到50%至70%,在美国将达到10%至20%。而到2030年,预计欧洲这一比例将增加到近100%,在中国将增加到70%到90%,在美国增加到60%到80%。因此,虽然ICE仍然很重要,但没有至少48V电动机的ICE车辆变得“寸步难行”。而这似乎与中国市场目前的情形比较径庭。