Как сделать электромобили дешевле: консультанты называют 10 факторов дизайна для снижения затрат на материалы
Изображение: Seat (иллюстративное)
Электромобили составляют всё большую долю в производстве новых автомобилей, однако производители сталкиваются с давлением из-за высоких затрат на производство. Многие устоявшиеся производители выпускают электромобили в ещё меньших количествах, чем гибридные или бензиновые модели, в то время как государственная поддержка сокращается, а покупатели, чувствительные к цене, становятся всё более важными. Однако спрос не снижается: на большинстве крупных рынков продажи продолжают расти, причём, по мнению экспертов McKinsey, аккумуляторы по-прежнему составляют до 35 процентов от общей стоимости автомобиля.
Анализ показывает, что разница в стоимости производства между различными моделями электромобилей составляет от 20 до 50 процентов. Примерно треть этих различий обусловлена выбором материалов и дизайна, еще треть — эффективностью процессов, а остальное — такими факторами, как субсидии или более низкие затраты на поставки. Благодаря целенаправленным техническим решениям по дизайну можно сократить затраты на материалы на 10–25 процентов. По мнению консалтинговой компании, ключевыми являются ранние решения относительно технологий, требований, архитектуры, интеграции систем и управления разработкой.
Один из первых факторов — снижение энергопотребления, что позволяет использовать более маленькие и дешевые аккумуляторы. Улучшения в аэродинамике, весе, сопротивлении качению, электрической архитектуре, приводе и системе управления температурой могут повысить эффективность. Как показало исследование, один из производителей пикапов сократил размер аккумулятора на 13 процентов, одновременно увеличив дальность поездки по сравнению с аналогичной моделью конкурента на 4 процента, что привело к снижению затрат на аккумуляторы на примерно 2000 долларов на единицу транспортного средства. Систематический подход к проектированию компонентов с учетом реальной пользы для клиента также помогает обеспечить, чтобы компоненты обеспечивали только те функции и характеристики, которые клиенты действительно нуждаются и ценят, а также избегать ненужных затрат на материалы и конструкцию.
Выбор технологий и интеграция систем как ключевые факторы снижения затрат
Выбор технологий также влияет на затраты, зависимость от сырья и возможности масштабирования. По данным исследования, переход от аккумуляторных элементов с высоким содержанием никеля, таких как NMC (никель-марганец-кобальт) или NCA (никель-кобальт-оксид алюминия), к технологии LFP (фосфат лития-железа) может позволить сократить прямые затраты на материалы в автомобилях емкостью 75 кВт·ч на 750–1500 долларов. При выборе компонентов для электроники управления и конфигурации двигателя необходимо сопоставлять затраты, эффективность и зависимость от материалов. Для автомобилей класса SUV среднего размера анализ показывает, что при оптимальном сочетании модуля мощности, химического состава аккумулятора и конфигурации двигателя экономия составляет от 400 до 1000 долларов на единицу транспортного средства.
Дополнительные возможности заключаются в системной интеграции, объединении функций и сокращении количества вариантов оснащения. Инверторы, электродвигатели и коробки передач могут быть объединены в единые приводные узлы. Общая система управления температурой позволяет связать аккумулятор, салон, привод и электронику управления мощностью, что делает возможным уменьшение емкости аккумулятора на 1–1,5 кВт·ч. Меньшее количество вариантов оснащения позволяет сэкономить от 150 до 400 долларов на каждом автомобиле, в то время как совместное использование аппаратного обеспечения и функциональная активация с помощью программного обеспечения дополнительно снижают сложность. Благодаря объединению нескольких функций в отдельные компоненты также удается избежать использования частичных систем. Кроме того, структурные пакеты аккумуляторов могут выполнять функции кузовной конструкции.
Платформы, стандартизация и электроника в центре внимания
Гибкие платформы должны поддерживать несколько типов приводов и моделей транспортных средств с более высоким процентом общих компонентов. Совместно используемые инструменты, компоненты и логистика могут сократить инвестиции, упростить закупки и эксплуатацию, позволяя разрабатывать новые варианты на существующих платформах за несколько месяцев, а не лет. Кроме того, производители могут проверять принятые технические требования до того, как они будут воплощены в аппаратном обеспечении. По мнению авторов исследования, последовательный контроль требований может сэкономить от 120 до 240 долларов на каждое транспортное средство ещё до начала проектирования заново или переговоров с поставщиками.
Ещё один подход заключается в более строгой стандартизации на компоненты, оптимизированные для поставщиков, вместо разработки собственных решений для каждой модельной линейки автомобилей. Цель состоит в том, чтобы повторно использовать меньшее количество оптимизированных компонентов в различных платформах и линейках автомобилей, тем самым объединяя объёмы производства. Потенциал также имеет архитектура электрических и электронных систем: она составляет примерно пять-десять процентов от общей стоимости комплектующих. Архитектуры, основанные на зонах, могут сократить потребность в кабелях и меди на 30 процентов и одновременно уменьшить объём работ по сборке.
Генеративный искусственный интеллект может способствовать процессам разработки, начиная с выявления требований клиентов, прохождения этапов спецификации и дизайна и заканчивая проверкой готовых решений. Он может изучить большее количество вариантов дизайна, проанализировать баланс между затратами и качеством, а также раньше выявить возможности для оптимизации, однако он не заменяет техническую экспертизу инженеров.
Десять факторов, описанных McKinsey, по мнению консультантов, не являются исчерпывающими. Кроме того, упоминаются такие аспекты, как выбор между собственным производством и закупками у поставщиков, стратегия платформы и сильная функция закупок. Целенаправленная оптимизация стоимости продукта с помощью дизайна описывается как основной подход для снижения затрат, повышения эффективности и более широкого предложения доступных электромобилей.
Также интересно
Об авторе
Томас Лангенбухер — эксперт в области электромобильности с опытом работы в автомобильной и финансовой отраслях. С 2011 года он публикует статьи на сайте ecomento.de о электромобилях, устойчивых технологиях и решениях в сфере мобильности. Узнайте больше.
Взаимодействие с читателями