“冰火两重天”,这就是当下轻卡市场的行情:“冰”,受“蓝牌新规”政策波动,国家严格治理超载超限,以及疫情的持续影响,柴油轻卡的销量惨不忍睹;“火”,随着国家“双碳战略”的实施,各大城市对新能源商用车重视程度大幅提升,充电站的密集程度已经基本解决了里程焦虑问题,更重要的是给予新能源商用车更优惠的路权,因此2022年新能源轻卡销量持续上涨,1-8月同比增长84.6%,8月份同比增长100.7%。在这样的行业背景下,传统轻卡企业当下面临着两个难题:该如何规划新产品平台?如何打造新能源轻卡的技术优势?
三种新产品平台规划策略利弊分析
根据商车邦调研发现,目前传统轻卡企业在新产品规划时只要有三种策略:第一,开发最后一代的柴油轻卡平台;第二,开发全新一代兼顾柴油动力和新能源的轻卡平台;第三,停止柴油轻卡的全新平台开发,将研发资金投入全新一代的新能源轻卡平台。商车邦对以上三种新产品规划策略的利弊分析如下。
第一,开发最后一代柴油轻卡平台。通常一款柴油轻卡平台生命周期为10-15年,假设企业现在准备开发全新一代柴油轻卡,则研发周期要3-4年,研发加模具的总费用大约4亿-5亿元,预计到2026年才能正式上市。一款全新轻卡产品导入市场都需要一个漫长的爬坡过程,预计上市3-4年之后即2030年才能达到预期销售量,才能实现盈利平衡点(每个企业定位不一样,预计为3-5万辆/年)。根据相关预测:到2030年新能源轻卡销量将有望超越柴油轻卡,在2030年之后柴油轻卡销量会出现下滑。轻卡产品要盈利必须走规模效应,一旦销量下滑必然会导致亏损,很显然目前投资4亿-5亿元开发柴油轻卡存在很大的风险。
第二,开发兼顾柴油动力和新能源的全新一代轻卡平台。技术上很难兼顾,不是未来最佳的技术方案。柴油轻卡和新能源轻卡由于动力方式不同,在设计理念和架构上应该是完全不同的。由于前期新能源轻卡销量很低,贸然开发全新平台存在很大的风险,因此各大企业都采用了“油改电”的技术方案,存在很多弊端:首先,轴荷分配存在问题。目前部分电动轻卡采用了电驱桥,电机+两级减速器+后桥的重量已经达到300-350kg,再加上100度电池箱(约900-950kg)布置在车架两侧,而原发动机位置仅仅布置了控制器,因此会导致后桥轴荷偏大、重心靠后,会增大后桥轮胎磨损、车辆操稳性能下降;第二,驾驶室翻转机构增大了整车重量。柴油轻卡由于发动机维修保养要求驾驶室必须可翻转,因此需要设计车身悬置、前悬置为扭力梁结构、后悬置锁止结构等,其重量约40kg。然而电动轻卡的驾驶室下方布置控制器,随着可靠性提升不需要进行维修,很显然车身翻转结构是多余的设计。
根据以上分析:柴油轻卡和新能源轻卡在结构、性能、配置等方面存在巨大差异,两者很难共平台开发,如果两者都要兼顾会导致结构浪费和性能浪费,会增加车辆不必要的重量和成本,不是未来最佳的技术方案。
第三,停止柴油轻卡的全新平台开发,开发全新一代的新能源轻卡平台。虽然存在短期的阵痛,但是符合未来发展趋势。商车邦深入研究远程新能源商用车的成功奥秘之一:新能源轻卡不依赖柴油轻卡的技术平台,没有历史包袱,并且通过多技术路线发展最终取得销量第一的宝座。
商车邦认为:传统轻卡企业向新能源转型必须要有“破釜沉舟”的勇气,将柴油轻卡和新能源轻卡分开并行发展,柴油轻卡在原有平台上进行商改,将更多的人力和资金投入开发全新一代新能源轻卡平台。由于新能源三电系统(电池、电机、电控)都已经商业化成熟,因此新能源轻卡全新平台开发周期可以压缩到2年,在2024年上市抢占市场先机,其各项性能都将超越现有的“油改电”产品。
如何打造新能源轻卡的技术优势
未来全新平台的新能源轻卡有哪些技术特征,商车邦根据大量的沉浸式市场调研归纳总结为:轻自重、高承载、长续航。
第一,轻自重,降重20%;高承载,增加40-45%。目前市场主销的总重4.5吨4.2米厢式货厢的电动轻卡,其自重约为3.1-3.2吨,合规货物承载仅为1.3-1.4吨。通常城市配送的客户需要2吨以上载货量,例如为超市运送啤酒、饮料、蔬菜等。如何降重,则需要从结构优化、新材料应用、新工艺应用三个方面同时开展。在结构优化方面:去掉驾驶室悬置可降重30-40kg。电池箱布置在车架中间,车架、货厢与电池箱共同发挥承载作用,不仅提升碰撞安全性能并可降重60-80kg。在新材料应用方面:驾驶室应用1000MPa以上的超高强度钢板,可降重20-30kg,板簧采用复合材料板簧可降重35-40kg,货厢采用泡沫铝可降重70-100kg;在新工艺应用方面:采用振动摩擦焊、旋转摩擦焊等新工艺,可降重20-30kg,采用激光焊接降低焊缝搭接面可降重3-5kg。总之,应用更多轻量化技术是全新一代新能源轻卡的必然要求。
第二,长续航,续航能力提升30%。假设动力电池容量不变,依然是100度电,提升续航能力则需要在降低风阻、降低轮胎滚阻、提升电机效率、提升传动效率这四个方面做技术创新。在降低风阻方面:可借鉴特斯拉Semi方向盘中置方案,将驾驶室从方形变成楔形,车身前部宽度1.4-1.5米,车身后部宽度1.9-2.0米,整个车身采用大圆角过渡可大幅降低风阻,其风阻系数可设定为0.38-0.4,目前主流柴油轻卡风阻系数为0.5左右。车辆在80km/h高速行驶可提升续航能里程10-12%;在降低轮胎滚阻方面,采用低滚阻轮胎可降低滚阻5-10%,提升续航能力2-3%;在提升电机效率方面,现有电动轻卡的电压为360-400V,未来将提升到800V,电机效率从86-90%提升到92-95%,可提升续航里程5-6%;在提升传动效率方面,将现有的固定速比两级减速变为4挡自动变速,可根据车辆实际工况选择最合适的挡位,让电机保持在最佳转速区间,可提升续航里程8-10%。
在未来十年,新能源轻卡市场将会迎来爆发。从现有“油改电”转变为全新平台,这对所有的传统轻卡企业都是巨大的挑战。在新能源转型的关键期,如何应对好这一挑战,需要各家企业做出慎重的战略选择。