- 绝地反击:汽车业数字化、新能源化的追赶与超越
- (德)彼得·默滕斯
- 10299字
- 2023-12-25 10:35:34
电动发动机1:0
“电池已经赢得了比赛”这句话振聋发聩。早在2021年3月“大众动力日”开始的时候,赫伯特·迪斯就清楚地表明,这就是他今后几年将带领大众集团前进的方向。比赛的走势并非每个人都能预料到,我也没有。我开诚布公地讲吧,多年来,我低估了锂离子电池的必然发展。欧洲的汽车制造商早就应该在这里掌握技术诀窍。现在,我要说的是,我们从过去学到了一些经验,现在还来得及。
2021年,德国销售的电动汽车和混合动力汽车首次超过了柴油车。这是一个明显的迹象。但赫伯特·迪斯的声明才真正宣布德国汽车制造商放弃了长期以来视为圭臬的多赛道战略——同步推进各种业务。
换句话说,一直以来只要我们还不清楚到底哪种技术最终会获胜,各种驱动方式——传统燃料、燃料电池、锂离子电池、混合动力、液体碳氢链燃料和氢燃料——在我们眼中都是一样的。这是一个昂贵的想法,愿意接受的制造商越来越少,但到目前为止,他们背后仍然有着可靠的政界支持者。至于为什么会这样,请见后文分解。现在,让我们先聊一聊人们对电动出行的热情。我觉得,人们对电动出行的热情还是很大的。我也是这种驱动技术的大力支持者。但目前电动汽车仍有许多缺点。对客户来说,它的充电时间较长,续航里程较短。对制造商来说,它的利润很少或根本没有。那么,制造商该如何定位?
在德国注册的特斯拉汽车已经达到大约34000辆,但“总决赛”还没有开始。事实上,前民主德国特拉贝特车型电动汽车的注册数量超过38000辆,比埃隆·马斯克的特斯拉电动汽车更普遍。
为了进一步推动电动汽车的发展,大众集团现在想消除纯电动汽车的两个最大限制因素:电池和充电桩。大众集团就这两个主题准备了一个大计划。从长远来看,电池的成本要降低一半,充电速度要提升一倍。现在,电池已经成了大众集团的研究、开发和生产中心的宠儿——汽车燃烧器曾经在这里做了80多年的霸主。从2023年开始,大众集团预计生产一种尽可能便宜的“统一电池”,搭配(所有品牌的)所有车型销售,这样一来,即使没有买家佣金,这些车型的价格也比同类型的柴油车和汽油车版本便宜。大众集团的努力带来的结果不是进化,而是一场革命。
而竞争对手也没有掉以轻心:除了特斯拉和大众之外,福特、通用汽车、沃尔沃等汽车制造商也在争夺电动汽车市场的新霸主地位,并希望向全世界销售数百万台纯电动汽车,这都预示着燃油车的终结。宝马计划到2030年至少50%的销售量来自电动汽车,这是“汽车电动化”运动中最保守的计划。戴姆勒则首先将其车辆设计为电动汽车型,然后再研制混合动力传动装置。
福特计划投资10亿美元在其科隆基地开发和生产电动汽车。这不仅对科隆来说是个好消息,对大众来说也是个好消息。2019年,两家公司就电动出行主题达成了合作协议。例如,福特将用大众的模块化电动汽车平台(MEB)生产电动汽车,大众也可以一道赚钱。从2026年开始,福特打算在欧洲只销售纯电池驱动或混合动力的汽车;到2030年,则只销售纯电池电动汽车;汽油版本的商用车辆将在市场上再活跃一段时间,除了将于2023年在土耳其下线的电动汽车“Transit Custom”。
以德国本地制造商的战略部门和工厂为例。发展服务提供商Fka和企业咨询公司罗兰贝格的电动出行指数证实,德国汽车制造商现在的发展前景还算不错。该指数每年比较七大汽车国在电动交通领域的情况。在该指数2021年的排名中,德国上升了一位,排名第二。在具体到市场类别中,德国甚至从排名第五爬升到了第一。原因在于其电动汽车销售增长了250%以上。
麦肯锡咨询公司(简称“麦肯锡”)对未来发展做出了量化预测:到2024年,德国汽车制造商在全球电动汽车生产量中所占份额将增加到29%。麦肯锡科隆分公司的高级合伙人尼古拉·穆勒(Nicolai Müller)称:“中国仍然是世界上最大的市场,中国本地产品的供应大幅增加。但是,欧洲的需求在猛增。预计还会产生更多的动力,因为制造商希望在碳排放限制范围内不断增加产品。”截至2021年5月,仅在德国,像“环境红利”(Umweltbonus)这样的电动汽车激励措施就收到了593978份资助申请,其中数量最多的是大众汽车的e-Up!(20115份申请)和Smart EQ fortwo (17385份申请)。
2018年至2019年,欧洲纯电动汽车和插电混合动力汽车的销量增长了44%,达到60多万辆。但这还远远不够。为了避免向欧盟支付惩罚性款项,到2021年,欧洲汽车制造商必须将200多万辆电动汽车投入市场。正因为如此,麦肯锡已经宣布欧洲“成为未来电动出行的热点”。
简而言之,我们在汽车行业看到了新的动力、新的决心。尽管如此,电动出行仍备受指摘。原因很明显:技术和政策。让我们从政策开始谈。
问题领域——政策:为什么电动出行腹背受敌?
赫伯特·迪斯称批评在意料之中:在未来两年内,多达5000个职位将被裁撤。这些职位在社会劳动合同管理范畴之内,不算解雇,但工会代表们丝毫不喜欢听到这个消息。而气候活动家们则希望转型来得再快一点,而不仅仅是到2030年逐步转型。他们希望德国联邦政府最终到2045年能够按照《气候保护法》的计划完全实现温室气体净零排放,并希望汽车工业100%地转向电动。但为什么政客们最初如此强烈地抨击大众汽车的电动汽车之路呢?
因为德国政界看到了另一条路:氢能。其批评的背景在于:可以通过使用(可再生)电力电解水来获得氢气,并将其加工成电力燃料,即液体碳氢链燃料,这种电力多元转换技术会让使用这些合成燃料的交通活动不再产生二氧化碳。但我可以直截了当地说,对大部分汽车来说,这一方案并不起作用,因为可供我们生产氢气所使用的可再生能源太少。不过,对工业应用和卡车运输来说,氢气可能是一种选择。我们将在下一章更详细地讨论氢气这一话题。
无论如何,在这种背景下,德国希望在2030年之前实现5吉瓦时的氢气产能,到2040年达到10吉瓦时,相当于10座核电站的产能。2016年至2026年,14亿欧元的鼓励资金会流入氢技术领域。多风的临海联邦州石勒苏益格-荷尔斯泰因州因此发挥着特殊的作用,它是德国最北部的联邦州,凭借其港口、仓库和管道等基础设施可成为未来氢进口的枢纽。根据专家意见,到2030年,这里的氢生产收入可以覆盖成本。石勒苏益格-荷尔斯泰因州用2000万欧元鼓励资金资助技术发展,具体来说是帮助德国意昂集团(E.ON)、汉斯能源(HanseWerk)集团和科思创集团(Covestro)建造氢电解厂。目前已经与温佳能源(Wind2Gas)公司合作,在易北河上的布隆斯比特运营一个加氢站,并测试了绿色氢通过天然气管网的运输情况。
简而言之,德国这一北部联邦州的动作很大,对氢气寄予了很大希望。当大众汽车这样规模的企业选择完全不同的道路,将所有力量集中在全球范围内的电动出行问题上时,北部联邦州政界的过敏反应也就毫不令人奇怪了。我的意思是,我们现在需要一致的关注点。许多事务早已被汽车行业熟知,但在政界还没有达成普遍共识。我认为,当涉及个人的、碳中和的出行时,政策应紧随经济其后。而为什么原始设备制造商早已放弃的方案依然存在,我们还没有其他办法可以解释。现在我们来了解一下围绕电池主题的技术挑战。
“常青树”电池:回顾历史,展望未来
在电池方面,欧洲迫切需要切断对亚洲的依赖。随着大众汽车规划的六个生产基地的落实,一切终将步入正轨。在欧洲迈出建立电池工厂这一步之前,我们只听到了来自亚洲的计划。比如,韩国电池制造商SK创新(SK Innovation)计划在匈牙利建设第三家工厂(30吉瓦时),韩国乐金化学(LG Chem)也已经在波兰建厂(65吉瓦时),中国制造商宁德时代已经在德国的埃尔福特、霍伊斯韦勒和于伯黑恩建厂。
据德国弗劳恩霍夫协会系统与创新研究所(简称“弗劳恩霍夫ISI”)估计,2025年至2030年,亚洲电池制造商在欧洲建厂的总产能将达到250吉瓦时至300吉瓦时。欧洲电池制造商的计划可以与之匹敌。如果一切按计划进行,到2030年,欧洲将拥有500吉瓦时至600吉瓦时的产能。虽然亚洲制造商在电池生产方面有更丰富的经验,但弗劳恩霍夫ISI自信满满地认为:展望未来,更高的能量密度、快速充电能力、更低的成本和可持续的生产,例如通过使用可再生能源,仍然可以为欧洲带来理想的竞争优势。
但事实是,公认的全球电池技术行业的领头羊是松下、乐金化学、三星和宁德时代等亚洲企业。欧洲的电池技术还只是初级水平。从产业政策的角度来看,长期以来,欧洲一直完全依赖于中国和韩国的制造商,这不是平衡的发展状态。我们低估了电池的问题。当然,瑞典基律纳的电池制造商诺斯伏特(Northvolt)公司除外,其创办人和前特斯拉汽车公司经理彼得·卡尔松(Peter Carlsson)5年来一直以环保的方式处理电池问题。一方面,诺斯伏特公司依赖水力和风力,另一方面,它在瑞典当地尽可能以环保的方式开采原料,进行生产。我觉得迈出这一步非常勇敢。好吧,这个行业现在终于起步了。但是,为什么这么迟?
答案是路径依赖。德国的汽车制造商在燃油车这条道路上走得一直非常成功。因为外部压力,汽车制造商才把柴油车改造得如此强大,甚至达到了极限值。在大多数情况下,当前德国汽车制造商在电动汽车方向上的进步也不是自主的,而是对愈发严格的排放限制所做出的反应。钟摆现在更偏向于电动出行,而更少偏向于燃料电池,这要归功于锂离子电池的发展进步。锂离子电池不仅使我们对汽车本身,还使我们对围绕汽车的整个生态系统进行彻底重新的思考——从制造商到供应商,再到云服务商、绿色电力生产商和电池回收商。
只是思考总比行动容易。从以前的技术范式转变中我们知道,重大变革需要非常长的时间。以航运业为例,蒸汽船诞生于19世纪初期,帆船供应商再次投入了巨大的资金,但新技术推迟了足足100年后才得以实施。再以照明为例,从煤气灯(1785年开始)向白炽灯(1880年开始)的转变不仅需要新技术,还需要新的商业模式,到目前为止还没有完全开发完成。柏林目前约有42000个煤气灯,这占到了世界上仍在使用的煤气灯的一半以上。也就是说,在许多情况下,技术发展既不迅速,也不直截了当。在汽车上也是如此。
1900年前后,在美国,电动汽车的数量几乎是汽油车的两倍。虽然当时的电池很重,电力很弱且很贵,但仍然比早期的燃油车更实用,因为这些燃油车有时会喷出危险的热油,而且只能用曲柄来启动,需要操作员具备很大的力量和经验,那些做不到的人偶尔会手部骨折。于是,补救措施来了,那就是发明于1911年的电启动器。这使得驾驶员无须经过训练即可发动汽车,更重要的是,他们能够到达较远的目的地,因为当时燃油车的可行驶距离已经超过了电动汽车。所以燃油车占了上风。尽管如此,汽车制造商仍持续不断地研究电池。
在1972年的奥运会中,宝马推出1602e型电动汽车作为马拉松比赛的引导车。它应用了质量为350千克的铅酸电池,续航里程约30千米。直到25年后,即1997年,第一个量产混合动力发动机在日本诞生了:丰田普锐斯在纯电模式下速度达到了75千米/小时,行驶了5千米的距离。5千米仅仅是一个开始。10年后,一个叫埃隆·马斯克的家伙又在车上装了一堆铅酸电池。当时很少有人认真地看待这件事。特斯拉装了7000多节电池?这看起来太复杂、太脆弱,根本行不通。但实际上并没有问题。今天,老牌汽车制造商正在努力从钣金联盟中崛起,而这名后起之秀正在准备他的第一次火星之旅。
从2008年开始,捷报频传:特斯拉汽车公司于2008年推出了Roadster跑车,三菱汽车公司于2009年推出了三菱i-MiEV,日产汽车公司于2010年推出了日产Leaf。此外,还有宝马于2009年推出的MINI E和2011年推出的ActiveE 等概念车。然而,电动汽车真正变得“酷”起来,而不仅仅是智能和生态的代名词,源于蔚来汽车于2016年推出的像Nio EP9这样的运动型汽车,其零排放、平稳的运行和动力水平在业界树立了一个新标杆,甚至令燃油车的狂热爱好者们也倍感兴趣。
特斯拉的表现也十分强劲。直至2019年,这家美国加利福尼亚州的汽车制造商的Model S、Model X,尤其是Model 3,在欧洲市场中的销量名列前茅。但随后,欧洲的汽车制造商追赶了上来。2020年,雷诺汽车公司以小型车Zoe位居榜首,排在第三位的是大众的新款电动汽车ID·3。瑞银集团的分析师说,大众汽车甚至有办法打败特斯拉。
与此同时,对超级电池的探索工作仍在继续。电池初创企业成了众人瞩目的焦点,例如,致力于开发固态电池的量子景观公司(QuantumScape)。大众汽车向这家位于加利福尼亚州的初创企业投资超过3亿欧元,并持有其20%的股份。
现在,这家沃尔夫斯堡的公司和整个行业都在翘首企盼技术突破,希望电池的能量密度在相同充电周期下增加50%甚至100%。当然,大众汽车和其他厂商的长期目标远不止于此。相比固态电池,电池使用液态电解质的主流设计已经过时了,新标准的性能要高得多。具体来说,使用固态电池的电动汽车的续航里程可以增加30%,充电只需10分钟,行驶性能可达到450千米。固态电池块也不需要外部冷却,占用空间更少,需要的原材料更少,而且更安全,有效地避免了起火的危险。今后,固态电池也可以用作车辆的结构构件。在这种情况下,电池模块的重型金属槽变得多余,从而可以显著降低车辆的重量和成本,而且续航里程也更远。
电动汽车的续航里程相对较短。这是一些人反对电动出行的主要理由之一。如今,这个问题不再严重。现在的电动汽车的续航里程普遍在300~400千米,德国的先进汽车制造商正在向700千米努力,特斯拉和卢西德(Lucid)则希望实现800千米。到目前为止,我们似乎难以想象,电动汽车在2015年的平均续航里程仅为200千米。这是一个巨大的进步。其中不容忽视的是,大约500家欧洲公司在2019年和2020年总共投入850亿欧元用于电池研发。
但是,越来越长的续航里程和越来越强大的性能真的是问题的关键吗?如今,对于追求超高的续航里程,我们已经陷入了一种痴迷与狂热。其实,我们也可以从另一个角度来看待这件事。一台电动汽车的主要成本是电池,但电动汽车并不是每天都需要跑上350千米,也不是时刻都要达到250千米/小时的峰值速度。在日常生活中,普通用户的需求也不过是150千米的续航里程和150千米/小时的峰值速度。这样一来,电动汽车就会便宜很多。在这样的方案中,瓶颈不在于电池,而是在于充电基础设施。现在马路上仍然没有足够的充电站,这简直令人无法忍受。我的意思是,如果每家公司的停车场都配备了足够的充电桩,那么更小规模的电池方案也应该适合日常使用。
无论是小型电池还是大型电池,有一点是肯定的,电池行业在欧洲还是一片蓝海。我们必须奋起直追,特别是在充电基础设施方面,而且不能被一些细枝末节干扰。我估计锂离子电池已经到了它生命的后半程。固态电池可能在下一个10年的前半期迎来突破。据德国《商报》报道,大众希望委托量子景观从2023年开始在第一个试点工厂量产成熟的固态电池,丰田希望在2025年之前推出其固态电池,宝马则希望从2030年开始。所以,现在的热门选手是美国的量子景观和日本的丰田。那么,为什么欧洲不能上场呢?
不过,欧洲也不是一点动静都没有。例如,欧盟资助了一个名为ASTRABAT的新项目,旨在支持固态电池的开发。此外,欧盟委员会于2021年年初批准了第二个欧洲电池生产计划,名为“欧洲电池创新”。在欧盟12个成员国的42家公司中,德国有11家公司得到了扶持资金。2019年以来,德国正在进行的大型项目总共吸纳投资130亿欧元。德国联邦经济和能源(BMWi)部正在推进30亿欧元的电池相关项目,预计将产生数千个技术性工作岗位。具体来说,这些资金将流入11家汽车公司的电池项目:德国ACI系统公司(ACI Systems)、德国Alumina系统公司(Alumina Systems)、宝马集团、保时捷子公司Cellforce集团、爱尔铃克铃尔股份有限公司、利欧菲特有限公司、曼茨集团、诺斯伏特、西格里碳素公司、Skeleton科技公司和特斯拉。
这一巨大扶持项目的目标是在整个价值链上为电池创新和生产建立一个运转良好的从原材料加工到生产再到回收的生态系统。因此,通过整合西班牙、法国、比利时、奥地利、意大利、波兰、瑞典、芬兰、斯洛伐克、克罗地亚和希腊的其他电池项目,欧洲电池增值联盟的目标现在正大规模地变为现实。
汽车制造商不断在这些通常为基础性的开发项目之外并行开发其他项目,一次又一次地实现令人吃惊的性能创新。例如,保时捷Taycan搭载800伏电气系统,奥迪汽车公司被喻为“特斯拉敌手”的“阿尔忒弥斯”汽车也搭载了800伏电气系统,并且所有A4 E-Tron型号以后的奥迪电动汽车均搭载800伏电气系统。在你喝杯咖啡休息一会儿的时间内——一刻钟而已,这种电动汽车即可充满电。那么,纯电动汽车所有的电力问题都解决了吗?不幸的是,并没有。
针对“漂绿”[3]的指责:电动汽车到底有多清洁?
一条针对电动汽车的基本性批判不绝于耳:虽说电动汽车表面看上去用的是清洁能源,但其实是金玉其外,败絮其中。虽然我们同情纯电动汽车,但是这种批评不无道理。
电池驱动的电动汽车需要电力,实际上,只有当充入的电力也是“绿色清洁”时,这样的电动汽车才是真正的“绿色”。今天,德国尚未实现这一条件。德国的电力生产逐年“绿色化”,可再生能源所占份额在不断增加:从2000年的约6%上升到2020年的约46%(图1-2)。但是,到2020年,德国总发电量的564太瓦时中,褐煤仍占据了15.8%的电力供应(2018年占比22.5%),硬煤占到了6.5%(2018年占比12.9%),天然气占到了11.9%(2018年占比12.9%)。因此,德国的电力生产并不“绿色”,仍然需要排放大量的二氧化碳。这样可不行。我们需要大胆的政治决策,使我们的能源供应可以实现碳中和。我们需要退出煤炭能源,而且要马上退出。
图1-2 德国的可再生能源发电
好消息是,我们的二氧化碳排放量已经在下降。2000年,德国通过发电向大气排放的二氧化碳总量为327吨,2019年降为219吨。这样的进展看起来不错,但我们现在面临4个问题。
(1)如果电力生产减少,我们该何以为继?
答案是,德国向国外售电会减少,并且需要偶尔从法国购买核电。对于减缓全球变暖的首要目标来说,这一点暂时是可以接受的。
(2)德国的电力供应是否足够支持电动汽车运行?
德国联邦环境部的答复是,当然,没问题。目前,德国公路上行驶的大约4500万辆乘用车都是电动的,每年消耗电量大约100太瓦时,这是德国每年总用电量的1/6。随着可再生能源的迅速发展,政府方面认为应该能够满足需求。与此同时,联邦和州制定的风力发电安全距离法规使得新建风力发电站几乎不可能实现,而且光伏能源的发展速度明显放缓,这一点并不是什么秘密。德国农田上除了生产农产品之外,还能生产光伏能源,这一点也没得到政府关注。同样,在西班牙或其他南欧国家也可以生产光伏电力能源。现在需要的是具体的快速扩张行动,而不仅仅是空谈。
(3)电动汽车相比燃油车排出的二氧化碳要少多少?
经济学家哈耶克通过详细的计算得出了这个问题的答案。他写道,电动汽车每行驶100千米平均需要耗电16.3千瓦时,每千瓦时需要向空气中排放0.465千克二氧化碳。柴油车行驶100千米平均需要燃烧6.36升柴油,燃烧的每升柴油产生2.6千克二氧化碳。汽油车行驶100千米平均需要燃烧7.88升汽油,燃烧的每升汽油产生2.37千克二氧化碳。所以,现在我们来对比一下各种交通工具每行驶100千米所排放的二氧化碳总量:
●柴油车:16.5千克
●汽油车:18.7千克
●电动汽车:7.6千克
估计在5年内,同样都是每年行驶20000千米,一台电动汽车排放的二氧化碳总量将比一台汽油车少11.1吨。这个数值超过了我们目前的人均年二氧化碳排放量,包括食品、住房、旅游等(9.5吨)。这是重要的一步。专家表示:为了防止气候变暖,到2050年,我们必须将人均二氧化碳当量限制为1吨,其中的“当量”意味着所有温室气体,而不仅仅是二氧化碳。显而易见,我们单靠电动汽车无法实现这一目标。
无论如何,我们得出的结论是,电动汽车基本上是个好方案,也是一条正确的道路。但是,一旦我们的电力不是100%来自可再生能源,而是只有50%,电动汽车也只能是“一半绿色”。
(4)电池生产情况怎么样?电池到底有多么“绿色”?
锂、钴、镍、锰、硅和石墨的原料生产是重要挑战,未来几年德国汽车工业必须解决这个问题。这里也有一些好的想法,例如,锂不全是来自南美洲盐湖的卤水或者澳大利亚的赤铁矿,也可能来自德国布鲁赫萨尔,在这里,卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员开发了一种从温泉水中提取锂的方法。如果温泉水中富含锂,只需要40分钟即可提取足够多的锂来制造一块特斯拉车用动力电池,而提取制造一辆电动自行车专用电池的锂只需两分钟就够了。据研究者说,通过这种方法,理论上每年可生产800吨锂,即生产2万块电池。乍一看,这一数字听起来相当可观,实际上只是杯水车薪。毕竟,2020年仅德国一国就新登记了近20万辆电动汽车,环保补贴申请共计50多万份。
石墨也可以通过合成来制造(尽管能耗很高),硅也可以从沙子中提取出来。刚果(金)德国和赞比亚的钴开采仍然存在问题,虽然我们可以通过开发低钴高能电池来解决,但这需要更多镍。我们也可以开发不再需要钴的钠离子电池,不过其性能更低。所以,我们该如何应对呢?原材料问题仍然具有挑战性,这直接引出下一个问题:回收利用。
从2025年开始,车用电池的回收率预计将显著上升,目前我们还不知道有多少旧电池可以用作其他系统的储能。现在,瑞曼迪斯的利浦工厂正在进行世界上最大的“二次使用电池储能”计划。 这一计划背后的推动者是戴姆勒股份公司、流动之家公司和吉泰的一家合资企业,其合伙人瑞曼迪斯运营着电池回收方面的业务。目标是建造总容量为13兆瓦时的静态储能器。肯定也有其他人会来效仿。但我认为,这方面也需要宏观层面的行动。我建议,所有企业之间展开全面合作,在供应链上要完全透明:包括从原材料生产到供应商和制造商,再到负责废旧电池回收再利用的所有企业。目标必须是“面向回收的设计”(Design for Recycling)。
我非常相信这一设想,因为我自己就是美因茨的初创企业“循环经济”(Circunomics)的投资者。该公司成立于2019年,致力于为电池供应链上的所有企业建立一个电池数据、电芯和回收利用的开源大数据市场,以最大限度地提高电池的转售价值,降低回收成本,并简化需求、供应和生产计划。根据循环经济公司的估算,回收、二次利用和研发数据的交易价值将达到每年87亿美元,并承诺到2025年达到10%的市场占有率。循环经济公司在行业中的人际关系良好,它获得了世界上最大的原料行业财团“EIT原材料”(EIT Raw Materials)的支持。“EIT原材料”代表欧洲创新与技术研究所,是一个欧盟机构,也是欧洲电池联盟的推动者。
我认为,电动出行领域是一片蓝海,这不仅对于投资者而言是如此,对整个德国汽车制造商而言更是如此。
电动出行给欧洲汽车制造商带来的机遇
电动出行的含义远不止汽车电池。对制造商和供应商来说,汽车电池的其他部件也十分有价值。电动汽车的发动机想要运转需要三个元件。
●电动汽车的发动机输送电力,让汽车在马路上跑起来。关键词——扭矩。
●动力电子设备,即控制器,负责分配电力并组织电气部件间的相互作用。
●充电系统,存储所需的电力。它通常由多个单元组成,嵌入车身,通过电子设备得到控制,并通过其自身构造保持适当的温度——根据设计和天气进行加热或冷却。
博世集团、大陆集团、采埃孚股份公司以及舍弗勒集团等下游供应商已经开始使用电动驱动组件。他们的业务模式旨在为特定车辆提供精确且集成的电动发动机、变速器、动力电子设备和车轴。由于交付的每个组件都是相互协调的,因此,制造商在测试和开发方面需要投入的成本会大大减少。
电动汽车的车轴比传统燃油车的车轴占用的空间要小得多,准确地说,只有传统燃油车的30%。这使制造商能够在车辆内部和外部拥有全新的设计空间。因此,大型汽车供应商面临的问题是,留给他们施展拳脚的空间究竟还有多大?现在市场上简单的电动汽车轴怎么样?对此,一些下游供应商找到了令自己非常兴奋的答案。
大陆集团和博世集团看好轻量化,隶属于舍弗勒集团的汉诺威公司生产了一个质量仅80千克的电动推进系统,可选择120千瓦/163马力或150千瓦/204马力的配置。这是一招好棋,毕竟,负载减少,纯电动汽车的续航里程就会相应扩大。博世集团的类似车型目前质量达90千克,预计今后将使用硅碳半导体制成,性能更强大、自重更轻。
采埃孚股份公司为电动机开发了一种双速变速箱,可以在约70千米/小时的速度换挡,能够很好地适应山区的行驶条件,加速表现也更好。来自采埃孚的消息称,这将使得续航里程与单速变速箱相比增长大约5%。此外,下游供应商还解除了一个传统的限制因素:单速变速箱会限制电动机的最高转速,在持续加速上表现乏力,双速变速箱可以有效解决这个问题。
而跑车品牌追求更高的速度。插电混合动力的奔驰AMG One为1000马力,纯电动的锐马克C_Two近2000马力。德国汽车制造商戴姆勒首席执行官奥拉·卡勒纽斯(Ola K?llenius)说:“我们计划为该(跑车)系列推出以性能为导向的电气化,称为‘EQ POWER+’。”这一计划针对插电混合动力车和AMG系列纯电动汽车。故事还远远没有结束,克罗地亚电动超级汽车制造商锐马克的创始人马特·里马克(Mate Rimac)这样的聪明人已经被视作“巴尔干的埃隆·马斯克”,吸引了投资者的注意。
其他下游供应商已经抓住了充电基础设施的有关机会,例如,奥地利导电充电系统“矩阵充电”的制造商易连(Easelink)及其合作伙伴中国国家新能源汽车技术创新中心(NEVC)。这一奥地利的充电系统旨在拓展中国市场,成为那里领先的充电系统品牌。它由两部分组成:在汽车下面安装的连接器,在地板上安装的充电板。当电动汽车停在充电板上时,“矩阵充电连接器”下降,并与充电板建立起物理连接。有了这个系统,司机甚至不必离开电动汽车就可以为其充电,不用再使用充电电缆和支付卡,只需停车、等待,就能自动付款、完成充电。这听起来是个好主意。但是在这里必须注意:此类充电系统会造成极高的电磁辐射。这就引出了下一个主题。
从电动汽车的风险和副作用来看,我们难免会遇到车内电磁辐射的问题。以色列初创公司V-Hola实验室已经开始关注这个问题。V-Hola实验室提供测量和记录电动汽车座舱内电磁场强度的辐射探测器,然后控制和调节能量流,以减少车辆的电磁辐射。
结论:数十亿欧元的市场潜力,数十亿欧元的资助计划,电池、原材料回收、循环利用、车轴、充电基础设施方面的新想法足以说明电动出行是一个巨大的赛场,还有许多领域未被发掘。企业只有在创造力、勇气、速度和相关行业的良好结合下才能在这里站稳脚跟。我们只需要做到这一点。同时,除了电动出行,还有其他方案,比如氢能汽车。