全球汽車與科技巨擘 革新製程壓低成本
阻礙電動車普及率的因素,主要還是價格過高;因此全球汽車與科技巨擘,都希望把製造成本壓低,讓平價電動車時代早日來臨。
文/劉志明
俄烏戰爭導致全球能源與物價大漲, 逆風中,全球汽車銷售二○二二年仍可望突破八千萬輛,僅微幅衰退○.一%。TrendForce 產業分析師陳虹燕預估,二三年全球汽車銷售量可達八三九○萬輛,二四年成長到八七一五萬輛,分別呈現三.七與四.三%的年成長態勢。
其中,電動車市場更是飛快成長。根據Digitimes分析師林卉芬統計,市場雖然受到疫情、車用晶片短缺等因素影響,二一年純電動車銷量仍達六五七萬輛,而今年則有機會挑戰九七八萬輛,年成長四八.七%;到二四年電動車銷售將挑戰二千萬輛以上,年複合成長超過四五%。
助力1 導入共用平台 量產具優勢
為了提高民眾購車意願,加快電動車普及,各國政府紛紛啟動補助大計;其中美國總統拜登簽署《降低通膨法》最受矚目:從二三年起補助美國製造的電動車,每輛高達七千五百美元稅收抵免,直到三二年底。
蓬勃發展的電動車市場大餅,成了各國際車廠與科技巨擘的兵家必爭之地, 除了推出各種車款外,降低售價更成為掌握市場商機的撒手鐧。為了降低電動車製造成本,四項製程革新正悄悄改變電動車產業結構,加速平價電動車時代的來臨。
過去新車開發耗時耗錢, 一款新車型底盤製造、設計與調校,可能就需耗資數十億到百億元台幣;雖然電動車開發也非常花錢,但全球汽車大廠的純電動車開發都採用共用平台,可對車子軸距、輪距、車身尺寸等進行調整,並適用在小型車、SUV等不同類型車款,達到降低成本目的。
群益投顧汽車產業研究經理陳執中指出,福斯汽車在一八年就推出MEB模組化平台,供應旗下集團品牌及美國福特使用。現在福斯電動車平台MEB已進入量產階段,但因應品牌市場區隔需求,再將電動車設計平台強化成PPE(Premium Platform Electric),用於奧迪、保時捷等高階車款。低階車款,例如福斯平價電動車ID4與ID3,則採用MEB-Lite 模組設計平台,以因應各國市場與各車型需要。
全球汽車龍頭廠豐田也運用e-TNGA 平台,開發各類電動車。在日本,除豐田汽車外,包括鈴木、速霸陸、大發汽車等,都將電動車製造平台規格共通化、量產化以達到降低成本的優勢。
助力2 縮短零件供應鏈 提升效益
鴻海電動車也採用平台開發,Model C為普及版,Model E為高級版;其中將Model C設計出量產車納智捷n7,同時衍生開發出Model B,未來可量產跨界休旅車,彈性整合電動車平台,協助車廠研發製造電動車各類車款。鴻海電動車的共用平台,電池皆平置於平台底盤上,模組化設計讓車廠可彈性配置空間、座椅等系統,大幅增加車輛設計的自由度,也大幅降低開發各類車型的成本。
除了共享電動車開發底盤平台外,過去汽車供應鏈分為開Tier 1(系統整合)、Tier 2(模組)、Tier 3(零組件元件)、Tier 4(原物料商)等系統,每個層級廠商都要獲利,疊加起來當然會推高整車成本。但是純電動車結構較燃油車更簡單,一般燃油車零組件高達兩三萬個,但純電動車零組件只剩下不到一萬個,因此精簡與整合零組件供應鏈,也能大幅降低成本。
陳虹燕指出,國際車廠為了降低成本,許多關鍵的零組件可能會直接跟廠商大量預訂;例如電動車螢幕愈來愈大,數量愈用愈多,是重要零組件,因此國際車廠會直接與台灣的面板生產廠如友達與群創合作,確實可以降低不少成本。
以近期晶片缺貨為例,車廠不須透過Tier 1、Tier 2 層層溝通,也可以直接找上台灣半導體上游晶片廠開發。此外,部分車廠對透明、撓曲型MicroLED 顯示器有興趣,也直接與台灣Micro LED業者洽談規格。陳執中指出,車廠打破傳統金字塔階層供應鏈體系,大幅縮短供應鏈以降低成本已是趨勢。
值得注意的是,鴻海是少數具系統整合能力的業者。鴻海籌組的MIH聯盟,將原本分散的台灣汽車零組件業者集結起來,採取垂直布局方式,把關鍵零部件整合成模組,與全球品牌車廠合作,除了增加商機,也降低成本,效益未來將發揮。
助力3 導入低成本材料 電池降價
電動車關鍵零組件是電池、電機、電控「三電」,其中電池占整車成本最高,達三成以上。目前,全球五大電池廠商都在技術相對成熟的三元及磷酸鐵鋰電池進行優化動作,以快速降低成本。不過,由於電池正極材料鈷、鎳價格不斷攀升,許多車廠改用磷酸鐵鋰電池來降低電池價格。
磷酸鐵鋰電池雖能量密度較低,但因原料來源豐富,較具成本優勢,適合導入續航里程在四百公里左右的中低階車款。同時磷酸鐵鋰電池安全性高,也可容納更多電池模組,未來成本還能大幅降低。
全球少數生產磷酸鐵鋰材料廠立凱董事長張聖時分析,使用磷酸鐵鋰,電池材料成本可降低三成,如果材料與製造設計良好,甚至可以降低四成。目前已有多家廠商尋求合作,希望立凱授權磷酸鐵鋰材料製造專利與製程,以加速搶食平價電動車電池材料商機。
除了改用磷酸鐵鋰電池外,電池保護盒改採鋁鎂合金,不但可降低車重,還可讓空間增加電池模組的數量,也是控制成本的重大關鍵。例如,歐美與中國許多電動車電池模組的鋁合金保護蓋,都由台商精確與英利製造。隨著電動車市場規模擴大,輕量化零組件成長也是未來趨勢。
助力4 電子零件簡化 愈來愈輕盈
不只電池保護盒輕量化,電動車的電子零件也都朝簡化、減重的方向設計。早期車用電子零件架構都是點對點的連結,需要非常多的線束以及電子控制單元;例如賓士的三百系列,內部就有一五○個電子控制單元,超過四十公斤的線束。鴻海Model B 研發團隊高級工程師楊翔惠表示,新的跨界休旅車不只外形亮麗,車內零組件也是竭盡所能地輕量化以降低成本。例如新的電動車改採車用乙太網路線,可以減少四成車用線材,車用線束重量少了三成以上,對降低造車的成本也有幫助。
此外,電動車零件大量導入的第三代半導體化合晶片,因具耐高壓、耐高溫的特性,在電動車也扮演關鍵要角。由於馬達運作溫度可能達兩百度,傳統矽晶片製作的逆變器零組件不耐高溫,但採用碳化矽元件,則可在兩百度高溫下運作。在採用碳化矽元件下,馬達也可以小型化設計,並與逆變器等零組件合而為一,不僅可降低一半重量,成本也可降低。
國際電動車車廠在充分運用上述四大祕訣之下,持續精進電動車零組件設計與製造,以大幅降低製造成本。德國福斯集團、日本豐田、韓國現代集團,明年企圖推出售價比今年主流電動車再降低兩成的平價電動車。而在鴻海協助下,納智捷更承諾讓售價在百萬元以下的電動車夢想成真。在平價電動車的大浪潮中,有許多台商技術與製造優勢的貢獻,這將是明年汽車業與科技業最熱烈的話題,也是投資人必須留意的大趨勢。
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本文摘錄自
4大關鍵助攻 平價電動車時代提早報到
《財訊》
2022/11月 第671期
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