Як зробити електромобілі дешевшими: консультанти називають 10 способів зниження витрат на матеріали

Зображення: Seat (символічне зображення)

Електромобілі становлять все більшу частину виробництва нових автомобілів, проте виробники стикаються з тиском через високі витрати на виробництво. Багато вже існуючих виробників виробляють електромобілі у ще менших кількостях, ніж гібридні чи двигунні моделі, у той час як державна підтримка зменшується, а споживачі, чутливі до цін, набувають все більшої значущості. Однак попит не знижується: у більшості великих ринків продажі продовжують зростати, а за словами експертів McKinsey, акумулятори все ще становлять до 35 відсотків від загальної вартості автомобіля.

Аналіз показує, що між різними моделями електромобілів різниця у витратах на виробництво становить від 20 до 50 відсотків. Близько третини цих відмінностей зумовлена вибором матеріалів та дизайну, ще третина — ефективністю процесів, а решта — такими факторами, як субсидії чи нижчі витрати на постачання. Завдяки цілеспрямованим технічним рішенням щодо дизайну можна скоротити витрати на матеріали на 10–25 відсотків. За словами консалтингової компанії, ключовими є ранні рішення щодо технологій, вимог, архітектури, інтеграції систем та керування розробкою.

Одним із перших факторів є знижена енергетична потреба, завдяки чому достатньо менших та дешевших акумуляторів. Покращення в аеродинаміці, вазі, опорі коченню, електричній архітектурі, приводі та управлінні температурою можуть підвищити ефективність. У випадку пікапа, за даними дослідження, один із виробників зменшив розмір акумулятора на 13 відсотків, водночас збільшив дальність їзди порівняно з конкуруючою моделлю на чотири відсотки, що дозволило знизити вартість акумулятора на близько 2000 доларів на автомобіль. Систематичне проектування компонентів з урахуванням реальної користі для клієнта також має забезпечити, щоб компоненти надавали лише ті функції та характеристики, які клієнти дійсно потребують та цінують, а також уникнути зайвих витрат на матеріали та конструкцію.

Вибір технологій та інтеграція систем як ключові фактори зниження витрат

Вибір технологій також впливає на витрати, залежність від сировини та можливості масштабування. Згідно з дослідженням, перехід від акумуляторних елементів із високим вмістом нікелю, таких як NMC (нікель-марганець-кобальт) чи NCA (нікель-кобальт-оксид алюмінію), до LFP (літій-залізо-фосфат), може дозволити досягти прямої економії на матеріалах у розмірі від 750 до 1500 доларів для автомобіля ємністю 75 кВт·год. Щодо електроніки для керування потужністю та топології двигуна, необхідно знаходити баланс між витратами, ефективністю та залежністю від матеріалів. Для SUV середнього класу аналіз показує економію від 400 до 1000 доларів на автомобіль при оптимальному поєднанні модуля потужності, хімічного складу акумулятора та топології двигуна.

Інші шляхи до покращення полягають у інтеграції систем, об’єднанні функцій та зменшенні кількості варіантів. Преобразувачі, електродвигуни та коробки передач можна об’єднати в інтегровані приводні одиниці. Спільне управління температурою дозволяє поєднати акумулятор, салон, привід та електроніку потужності, що дає можливість зменшити об’єм акумулятора на 1–1,5 кВт·год. Кількість варіантів оснащення, що зменшується, дозволяє заощадити від 150 до 400 доларів на кожен автомобіль, тоді як спільна апаратура та функції, які активуються за допомогою програмного забезпечення, ще більше знижують складність. Крім того, об’єднання кількох функцій у окремі компоненти дозволяє уникнути часткових систем. Структурні пакети акумуляторів також можуть виконувати функції каркаса автомобіля.

Платформи, стандартизація та електроніка у центрі уваги

Гнучкі платформи мають підтримувати кілька типів приводів та моделей транспортних засобів із вищою часткою спільних компонентів. Спільно використовувані інструменти, компоненти та логістика можуть зменшити інвестиції та спростити закупівлі та експлуатацію, водночас нові варіанти можна розробляти на існуючих платформах протягом місяців, а не років. Виробники також можуть перевіряти прийняті технічні вимоги перед тим, як вони будуть втілені у апаратному забезпеченні. За словами авторів досліджень, послідовний контроль вимог може дозволити заощадити від 120 до 240 доларів на кожен транспортний засіб ще до початку процесу розробки нової конструкції чи переговорів з постачальниками.

Ще одним підходом є посилена стандартизація на компонентах, оптимізованих для постачальників, замість розробки власних рішень для кожної програми автомобілів. Метою є більше повторного використання менш оптимізованих компонентів у різних платформах та лінійках автомобілів, що дозволяє об’єднати обсяги виробництва. Також архітектура електрики та електроніки має потенціал: вона становить близько п’яти–десяти відсотків від загальної суми витрат на складові. Архітектури, засновані на зонах, можуть скоротити потребу у кабелях та міді на 30 відсотків, водночас зменшуючи час монтажу.

Генеративний штучний інтелект може підтримувати процеси розробки — від визначення вимог клієнтів, через специфікації та дизайн, до верифікації. Він може дослідити більше варіантів дизайну, проаналізувати баланс між витратами та продуктивністю та раніше виявити можливості для оптимізації, проте не замінює технічний судження інженерів.

Десять факторів, описаних McKinsey, за словами консультантів, не є вичерпними. Крім того, згадуються, серед іншого, рішення між власним виробництвом та закупівлями у сторонніх постачальників, стратегія платформи та сильна функція закупівель. Цілеспрямована оптимізація вартості продукту через дизайн описується як основний підхід для зниження витрат, покращення ефективності та масштабного виробництва доступних електромобілів.

Також цікаво

Про автора

Томас Лангенбухер — експерт з електромобільності, який має досвід роботи в автомобільній промисловості та фінансовому секторі. З 2011 року він пише на сайті ecomento.de про електромобілі, сталі технології та рішення в галузі мобільності. Дізнайтеся більше.

Інтеракція з читачами