現階段,中國市場的電動汽車,絕大部分是基于傳統燃油車平臺改裝而來,總布置分為兩塊:整車的總布置和電池包的總布置。由于原有平臺的設計更多是從燃油車的角度考慮,幾乎沒有考慮電動車的特點和需求,比如電池包的不規則形狀給電芯布置帶來了不小的麻煩,前后質量配比,剛度等。
一、智能電動汽車變革已經來臨
2019年2月,Tesla Model 3首批中國用戶交付,隨后不久,Tesla宣布全系車型降價,Model 3 3.5萬美元的基準版美國開售,同時,Model 3基準版在上海國產,預期年底開始交付。這一系列的舉措,給國內新老造車勢力,不論是燃油車,還是新能源車,都帶來了巨大的壓力。
2018年,在美國市場,Model 3依靠出色的產品力和體驗,榮登豪華車暢銷榜榜首,其目標客群既包括傳統豪華車品牌的,也包括中級車的升級客群,Model 3的崛起勢必分流傳統豪華車品牌的市場份額,并促成相關品牌的分化。
2019年3月12日,大眾汽車在沃爾夫斯堡發布2018年年報,并公布了更新的電動汽車計劃。
在銷量方面:2020年,中國市場要銷售40萬輛電動車;2030年,大眾在歐洲和中國市場,實現電動車的銷量占比要達到40%。
在車型方面:原計劃在2028年的時候推出50款純電動汽車,現在更新為70款;MEB平臺的生產計劃也從1500萬輛,調整為2200萬輛。
組建自己的零部件集團:關注電動車動力總成全產業鏈的經營,包括動力電池的原材料、電芯的制造,以及動力電池的回收。迪斯明確指出:動力電池將成為大眾汽車最重要的技術,同時,將考慮在歐洲自建電芯工廠。
在軟件方面:大眾MEB平臺的研發負責人Christian Senger,被提拔為大眾汽車品牌乘用車以及大眾集團的軟件業務負責人,并進入了大眾汽車乘用車品牌的董事會。大眾將與微軟協作,聯合開發vw.OS。迪斯直言不諱地指出:
大眾汽車集團的商業模式,將會與現在的智能手機制造商非常相似;
2020年4月,大眾MEB平臺的用戶,將會享受到vw.OS的服務;
目前,大眾汽車集團的研發工程師中,有將近90%是硬件工程師;但是,在未來,大眾汽車集團的研發支出中50%將會是軟件研發的支出;
將會做大量的軟件研發工作,很多現在供應商所研發的軟件,將會被大眾自己研發的軟件所替代。
行業領導者的舉措表明:智能電動汽車時代已經來臨,一場變革的大幕已經拉開!
二、智能電動汽車產品理念的幾個關鍵要素
相對于傳統汽車,智能電動汽車在產品理念方面存在幾個顯著的特點:
重構平臺和總布置
現階段,中國市場的電動汽車,絕大部分是基于傳統燃油車平臺改裝而來,總布置分為兩塊:整車的總布置和電池包的總布置。由于原有平臺的設計更多是從燃油車的角度考慮,幾乎沒有考慮電動車的特點和需求,比如電池包的不規則形狀給電芯布置帶來了不小的麻煩,前后質量配比,剛度等。某第三方研究機構做過類似車型選擇不同平臺的對比報告,發現基于電動車特點重新打造的平臺,在綜合能效上相對改裝車提升10~20%。
特斯拉不僅為旗下的電動車打造了全新的平臺,Model 3和Model Y有70%以上的零部件可以共用,還在整車總布置,以及電池包的總布置上做出了許多創新性的舉措:比如從系統的角度整體看待整車和電池包的布置,將DC-DC、充電機、配電器全部集成,而不僅僅就電芯,BMS談電池包的總布置,等等。
大眾集團也打造了純電動平臺MEB和PPE,被大眾寄予厚望的是MEB平臺的ID家族,首款車型將是ID。
現階段,大多數傳統汽車產品上,擁有多個獨立的域控制器,獨立的操作系統,一般有70~100+個ECU,一個第三方的開發者,只能選擇在一個系統上進行開發,然后不同域之間能夠進行通訊,試圖跨域管理其他系統控制下的硬件。
如果將汽車整個電子系統視為一個主機,Model 3的架構將與電腦主板如出一轍:中央計算模塊(CCM)、左車身控制模塊(BCM_LH)和右車身控制模塊(BCM_RH);把核心控制器集中在一起,可大幅度降低車上ECU的用量,大幅度降低汽車計算平臺和硬件的碎片化。
此外,Model 3還實現了控制軟件與ECU分離,解決了原來的嵌入式軟件與ECU高度耦合在一起的問題。
與此同時,大眾汽車也重構了整車電子電氣架構E3,將車上原來的70多個來自于200多個供應商的ECU單元,統一為三個大的計算平臺,并為這些計算平臺用統一的語言開放應用程序,使得未來的汽車變成了電子產品,能夠進行軟件定義。
軟件定義硬件
在實現了對整車電子電氣架構的抽象和重整后,汽車產品,在它的內部和底層,已經從機械產品變成了電子產品,軟件定義硬件成為可能。計算機的X86架構成就了英特爾和微軟,Wintel統治了江湖,軟件的力量得以迅速崛起,所有產業都在期待軟件來重新定義。
特斯拉Model 3的架構,可以抽象成4個層次,猶如一臺智能手機:
應用軟件層:自動駕駛的Autopilot,信息娛樂系統中的所有軟件,以及未來新增的第三方應用;
系統軟件層:一個Linux系統,可以跨域管理自動駕駛系統、信息娛樂系統和通訊系統。
芯片層:中央計算單元。目前動力電池和車身控制部分對算力要求很低的域控制器還是獨立的;
硬件層:汽車上絕大多數的硬件。如驅動、轉向、制動、傳感器、懸掛、音響、喇叭、屏幕等。
而一臺智能手機,對應的也是應用程序、安卓或iOS、一塊芯片組再加上屏幕、麥克風、喇叭等外設等。
OTA
在計算機,手機等電子產品中,OTA早已得到了普遍的應用,比如電腦的在線升級,智能手機、pad操作系統及應用app的在線升級等。
傳統汽車是由硬件驅動的,產品交付之后,基本就是損耗和折舊,不能生長;而智能汽車是從硬件驅動變為硬件加軟件的驅動,產品交付后,對功能、體驗可以進行迭代升級,并不斷提供新功能,讓汽車變得更有生命,每一次大的升級迭代,都成為一次“新車發布”。
平臺開放,生態共享,數據驅動
在2019年的日內瓦車展上,一家德國專門制造電動城市汽車的初創企業——e-GO,成為第一家獲準使用大眾汽車MEB平臺的第三方車企。
同時,在同年的達沃斯論壇上,大眾宣布要轉型為“軟件驅動的汽車公司”,與此同時,大眾汽車的MEB平臺,推出了全球范圍內第一個汽車OS——vw.OS;與之相配套的,還有AppStore——ODP平臺,大眾自己的應用,和第三方的應用,將會跑在這個云平臺之上。
三、智能電動汽車變革對產品研發的影響
智能電動汽車變革對整個產業鏈,行業格局和生態圈都將帶來重大影響,產品研發,作為重中之重,具體影響體現在以下幾個方面:
逆向的空間越來越小,架構、軟件和數據是關鍵
在傳統車市場,自主品牌典型的產品開發策略為:選擇一款市場上成熟的、暢銷的產品,通過逆向:降低成本,增大空間,提升個性化相關吸引力,豐富科技類的配置等等。只有少數自主品牌建立了正向的產品開發管理體系和適當的正向開發能力。
在智能電動汽車時代,這一套路還適用嗎?據悉,特斯拉在上海國產,提交給供應商的圖紙信息非常詳細,足以從結構上制造一輛Model3出來,但Musk不擔心資料泄密,因為核心在于軟件和數據,這部分才是智能電動汽車的最為核心的競爭力,逆向不了。
同時,整車電子電氣架構重構的程度,體現了OEM的行業影響力和研發能力;
改裝的技術路線不可持續,選擇合適的電動車型平臺策略
在國內新能源汽車市場,不論是乘用車還是商用車,絕大部分產品是基于傳統燃油車車型改裝而來,看似較快,實則較慢。在車型相似的情況下,基于電動平臺開發的車型相對于改裝車,產品力具有10~20%的領先優勢。雖說從市場規模上看,國內新能源汽車已占全球的一半,但從整車技術和相關的產業積累來講,幾年來,改裝路線帶來的積累較小。當OEM認真研究了Model 3的產品理念和各項性能指標后,發現差距巨大,快即是慢!
市場開放后,改裝車將會逐步淡出,OEM需要考慮是如何構建純電動平臺,自己打造,協同打造,還是授權使用?
電子電氣架構的重構成為主流,是軟件定義硬件的基礎
對傳統汽車的電子電器架構進行重構,猶如在計算機行業建立了標準的X86架構,從底層上使汽車變成了電子產品,軟件定義硬件成為可能。電子電氣系統的升級,以及在操作系統的走向統一,需要OEM在電子(芯片)領域、系統領域,擁有較強的Know-how和能力。
硬件驅動變為硬件+軟件驅動,軟件與硬件開發解耦
傳統汽車的產品開發主要由硬件驅動,一次性交付,在智能電動時代,軟件成為重要的組成部分,產品開發將從硬件驅動變為硬件+軟件驅動。未來軟件的價值將占汽車價值的50%。汽車硬件部分的開發周期通常是4年左右,而軟件是以月和周為單位,鑒于硬件和軟件在開發周期、技術更新頻率、開發模式、團隊文化等方面存在較大的差異,對軟件和硬件的開發解耦將成為趨勢。
產品開發從一次性交付到開發與運營融合DevOps
受軟件定義硬件的影響,產品開發將傳統瀑布式的質量節點管理,演變為開發與運營的融合(DevOps),在汽車產品全生命周期中,定期更新功能、提升體驗、并增加新的功能。
生態圈正在形成,跨界融合成為趨勢
類似智能手機的生態圈,智能電動汽車的生態圈正在孕育,汽車操作系統、app生態圈正在搭建,這必將吸引更多的參與者和開發合作伙伴,衍生出更為豐富的商業模式。
四、OEM對產品研發的應對策略建議
智能電動汽車變革的大幕已經拉開,對于各類OEM來講:機遇與挑戰并存!從產品研發來看,如何迎接這場變革呢?建議從以下維度著手考慮:
研發戰略評估
對公司的研發戰略進行系統評估,識別出關鍵領域和關鍵能力,擬定向智能電動產品體系過渡的路線圖,比如:智能電動的平臺采用何種方式搭建?在重構整車電子電氣架構時,哪些部分是自己要掌控的,哪些是需要合作伙伴合作的,如何保證后續的OTA?在智能電動汽車的整車系統層面,哪些能力是影響未來的關鍵能力,如何打造正向的關鍵能力,目前的資源分配是否與之匹配?軟件是否作為研發的核心要素,是自己做,還是外包?等等;
組織與人才優化
結合智能電動產品的研發需求,對現有的研發組織架構和人才結構進行盤點,優化組織,根據核心能力打造的需要,強化部分領域人才的招聘,比如軟件,電子電氣等;
流程與機制建設
從硬件導向的一次性交付,到硬件+軟件結合的OTA模式,需要重新評估并升級當前瀑布式的質量節點(Quality Gate)開發管理流程,引入DevOps開發管理機制,系統考慮OTA的安全預防機制;
合作伙伴聯盟
傳統的汽車產品開發模式以縱向一體化為主,在智能電動汽車時代,將大幅向智能手機的橫向協同模式靠近,傳統Tier 1、Tier 2開發供應商的角色將發生變化,同時,適應平臺開放化和生態圈構建的趨勢,將有更多種類的合作伙伴介入,作為OEM,制定合適的伙伴策略,開放協作,生態共贏將至關重要!
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原文標題:智能電動汽車變革對產品研發帶來的影響分析
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