降低电动汽车成本：专家提出10项可减少材料费用的设计策略

图片来源：Seat（示意图）

电动汽车在新车生产中的占比不断上升，与此同时，制造商又面临着高昂的制造成本带来的压力。许多传统车企生产电动汽车的数量仍低于混合动力或内燃机车型，而补贴正在减少，对价格更为敏感的消费者则变得越来越重要。不过需求并未下降：在大多数主要市场，汽车销量仍在上升，据麦肯锡的专家称，电池仍占车辆总成本的35%左右。

分析显示，不同电动汽车型号的制造成本差异在20%到50%之间。其中约三分之一的差异源于材料选择和设计决策，另外三分之一与生产流程效率有关，剩余部分则由补贴或较低的供应链成本等因素造成。通过有针对性的技术设计决策，材料成本可降低10%至25%。据该咨询公司称，关键在于尽早确定技术标准、需求规格、架构设计、系统集成以及开发管理方案。

首个优化手段是降低能源需求，这样体积更小、成本更低的电池即可满足使用要求。在空气动力学、重量、滚动阻力、电气架构、驱动系统以及热管理方面的改进都能提升效率。根据研究，某款皮卡制造商将电池容量减少了13%，同时使其续航里程比同类竞品高出4%，这使每辆车的电池成本降低了约2000美元。以实际客户利益为出发点来设计零部件，还能确保相关组件仅具备客户真正需要且看重的功能和特性，从而避免不必要的材料与设计成本。

技术选型与系统集成作为核心成本控制手段

技术选择同样决定了成本、原材料依赖程度以及扩展性。该研究指出，将NMC（镍锰钴）或NCA（镍钴铝氧化物）这类富含镍的电池化学体系改为LFP（磷酸铁锂），对于75千瓦时容量的车辆而言，可直接节省750至1500美元的物料成本。在功率电子器件和发动机结构方面，则需要权衡成本、效率与原材料依赖性。对于中型SUV，分析表明，在功率模块、电池化学体系及发动机结构达到最佳组合时，每辆车的成本可降低400至1000美元。

进一步的优化措施包括系统集成、功能整合以及减少产品型号的多样性。逆变器、电动机和变速器可以整合到统一的驱动单元中。统一的热管理方案能够将电池、车内空间、驱动系统以及功率电子器件连接起来，从而使电池容量减少1至1.5千瓦时。较少的配置选项每辆车可节省150至400美元，而共享的硬件以及基于软件的功能解锁机制则能进一步降低复杂性。通过将多种功能整合到单个组件中，还可以避免出现子系统。此外，结构化的电池组还能承担部分车身结构的职能。

重点关注平台、标准化与电子技术

灵活的平台应能够支持多种驱动方式及车辆类型，并实现更高比例的组件共享。共用工具、组件和物流体系可降低投资成本，简化采购与运营流程，同时让新车型在现有平台上仅需数月而非数年即可开发完成。制造商还能在相关技术要求落实到硬件之前对其进行审核。据研究作者称，通过有效的需求管控，即便在不重新设计或与供应商谈判的情况下，每辆车的成本也能节省120至240美元。

另一种方法是进一步标准化采用供应商优化的组件，而非为每个车型系列单独开发解决方案。其目的是在多个平台和车型线之间重复使用经过优化的组件，从而实现规模效应。电气与电子架构也具有潜力：它们约占整个零件清单成本的5%到10%。基于区域的架构可将电缆和铜材的需求减少多达30%，同时降低装配成本。

生成式人工智能能够支持从识别客户需求、制定规格与设计到最终验证的整个开发流程。它可分析更多设计方案，评估成本与性能关系，并更早地展现优化机会，但并不能替代工程师的技术判断。

据麦肯锡专家所述，他们所列举的十个杠杆因素并非详尽无遗。此外，还提到了自主生产与外部采购之间的抉择、平台战略以及强大的采购职能等。通过设计有针对性地优化产品成本，被视为一项降低费用、提升效率并实现大规模生产经济型电动汽车的核心方法。

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关于作者

托马斯·朗根布歇是电动汽车领域的专家，曾在汽车工业和金融行业工作。自2011年起，他在ecomento.de网站上撰写关于电动汽车、可持续技术以及出行解决方案的文章。了解更多信息。

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