汽车动力系统研究2020 ： 如何在电气化时代保持盈利思略特 在新动力系统时代保持盈利 管理摘要 1. 在立法和民众情绪的推动 下，电气化 趋势正在加速 发展，而且势不可挡 。为实现欧洲车辆二氧化碳减排目标，2030年电动汽 车 （xEV ）的市场份 额需要 达到35% 至45% 。 2. 尽管原始设备制造商 （OEM ）在努力缩减电动汽车的附加成本，盈利能力 和边际收益 仍面临挑战 。 这是由于新一批电动汽车 进入量产市场，以及新冠 肺炎疫 情导致 的经济 衰退。 3. 未来十年，电动动力传动技术将 保 持其 发 展 速度 。 4. 电池 是电动动力系统最大的成本驱动因 素 ，成本将进一步下跌，而这一基本点仍将继续适用。 5. 纯电动汽车 （BEV ）比内燃机汽车（ICE ） 更具经济效益的“转折点” 并不是单一的时间点。而是在很大程度上取决于 车辆 类型 、马力 和续航里程 （电池容量）。纯电动汽车出行将在几个细分市场变得经济实 惠，但 不适用 于续航 里程超 过600公里 的行程。 6. 基于消费者对动力系统的 价值主 张，应 减少动力系统变体 的数量，以切实专注于开发能力，同时改良核心功能 。 7. 虽然盈利能力不稳定（由 于新冠 肺炎疫 情）， 但电动汽车的销量正在增长 ，OEM制造商 需要专 注于成本 优化的动 力系统 平台 和以消费者为导向 的动力系统产品组合 ，以提高利润率和盈利能力。 2思略特 为 什 么电动汽车使 汽 车 盈利能力承压 3 思略特思略特 纯电动汽车 （BEV ） 和插电式混合动力汽车 （PHEV ） 的当前销量数据和趋势（千台/年） 资料来源：Autofacts 分析、IHS Markit 4 按照加州空气资源委员 会 （CARB ） 法规将国家 划分为州（如CA 、MA 、OR 或ME ）及其 他 政府对电动汽车的支持措施 （ 例如税收抵免 ） 受 每个OEM 制造商的总销售额的限制 政府不会就基础设施扶持方案征收费用；主要推 动力来自OEM 制造商 城市禁令目前并无影响， 且 预计在2030年之前不 会有相关影响 最近颁布了更严格的车辆二氧化碳减 排目标 纯电动汽车 和 插电式混合动力汽车必须符合减排 目标并避免处罚 新冠疫情：政府扶持措施 ， 重点关注纯电动汽车 和插电式混合动力汽车 2030年将出现第一个宣布禁止内燃机的城市 （ 如 阿姆斯特丹） 美国 EU-28（欧盟28国集团） 中国 作为对新冠疫情的回应 ， 新能源汽车的财政补贴 延长至2022 年底 未来三年 ， 新能源汽车法定生产配额逐步提高 。 对于制造商的不合规行为将予以罚款 对新能源汽车取消了车牌配额 ， 对 内燃机汽车 稍 有放宽（例如在杭州） 插电式混合动力汽车 纯电动汽车 237 2018 282 981 883 860 219 2019 2020F 1.165 1.200 1.097 +3% -9% 172 2018 2019 518 152 445 310 207 579 2020F 324 1.024 +60% +98% 242 122 2019 332 93 239 2018 85 2020F 361 327 426 -9% +30% 电动汽车在中国的销量放缓，欧洲成 为主要 增长市 场 172思略特 0 20 40 60 80 100 120 140 0% 20% 40% 60% 80% 100% xEV份额 车队CO2 排放量 （克/ 公 里） 为了实现2030 年车辆减排目标，需要将电 动汽车 市场份 额扩大 至xEV （纯电动汽车、插电式混合 动力汽 车）占约35% 至45% 立法趋势 车 辆 二 氧 化碳减排目标和xEV效应 注：1) 关于量产制造商（>30 万台/ 年）；2) 由于2022 年后停止生产，未显示超信用额度 ；3) 考虑到了纯电动汽车的额外重量；4) 基于全球统一轻型车排放测试规程（WLTP ）效用系数 资料来源：theicct/chart-library-passenger-vehicle-fuel-economy ，思略特分析 5 需要约35%-45% 的xEV 行业平均值（2017 年）约119 克/ 公里 2030年目标， 59 克/ 公里 3) 插电式混合 动力汽车 约25 克/ 公里 4) 纯电动汽车 、 燃料电池汽车 0 克/ 公里 国际上车辆二 氧 化碳 减 排目 标 xEV效应对车辆二氧化 碳减 排 的影 响 1,2) 130 95 81 59 161 117 93 172 136 50 100 150 200 2010 2015 2020 2025 2030 NEDC（ 新 标 欧洲循环测试） 规定的CO2 排放量 （ 克/公里 ） 107* 预计内燃机汽车行业平均值（2030 年） 约为95 克/ 公里 历史 已颁布 *2020 年修订 目标思略特 相比内燃机汽车，电动汽车的动力系 统产品 成本更 高 每台约高出3,50010,000 欧元 其他动力系 统 的 附加成本（千欧元，2020年） 6 动力系统产品 成 本 （千欧元） 主要规格 100 千瓦（汽油机） 自动变速器（双离合器） 续航里程约700 公里 100 千瓦（电力峰值功率） 续航里程约300 公里（60 千瓦时电 池） 100 千瓦（电力峰值功率） 续航里程约400 公里（其中约75 公里 电池电量） 85 千瓦（汽油机）/75 千瓦（电力峰 值功率） 续航里程约800 公里，其中约100 公 里电力（20 千瓦时） 约15 4.5 5.5 7.5 9.5 8.5 10.5 约40 内燃机汽车2020 约5 燃料电池 汽车2020（潜 在） 约15 （每 年约15万 台） 附加成本 实际约35 潜在约10 纯电动汽车2020 约9.5 附加成本 约4.5 燃料电池 汽车2020（实 际） 约40 （每 年约1000 台） 插电式混合动力汽车2020 约8.5 附加成本 约3.5 H 2 （氢气） O 2 （氧气） + 产品成本仅基于材料和装配成本，不包括研发、销售、综合开销与行政管理费用（SG&A ）成本 内燃机汽车（ICE ） 燃 料 电池汽 车（FCEV ） 纯电动汽车（BEV ） 混 合动 力汽 车（PHEV ）思略特 由于价格潜力有限的产品成本增加， 边际收 益下跌 ，盈利 承压 电动汽车盈 利 能 力 7 车 辆 二氧化 碳减排 目标 无法实 现 利润可 观 参考价格维持现状 严峻 不严峻 内燃机汽 车 维持现状 传统模式 优质解决 方 案 勉 强 维 持的小众市场 量产面临 挑 战 电动汽车特性 提高 销量价格 维持 边际收益率 维持 价格 降低 车辆成本和规格 维持 价格 降低 边际收益率 车辆成本 （不含动力系统） 动力系统成本 边际收益 严峻 （ 有 限销 量 ） 利润可 观 承压 （ 有 限销量 ） 利润可 观 达标 承压 A B C = = = = 车辆二氧化碳减排目标 利润思略特 动力系统技术和 成本如何演变 8思略特 11% 80% 9% 26% 16% 8% 29% 21% 电池组构成了纯电动汽车动力系统的 主要成 本，更 深入地 了解 它的价值链势在必行 实 现 价 值 链优化：电池和电池组成本对电动汽车的意义 9 纯电动汽车 动 力系 统典 型 成本分 解 电池系统 电池组 接线 保险丝和电流 接触器 冷却装置 外壳 高压接线 低压直流转换器 车载充电器 高压加热器 eAxle 逆变器 电动机 变速箱 2020 年OEM 生产成本，60 千瓦时/100千瓦，量产等级 （千欧元） 汽车电池价值 链 与价 值 共享 原材料和 前驱物材 料 主要材料 钴 镍 锂 石墨 溶剂 电池材料 加 工 主要材料 活性材料 （如镍钴锰、石墨） 电解质 箔隔膜 电池外壳 电池组生 产 主要工艺 混合和电极涂层 缠绕/ 装订 电解液加注 密封 成形和时效工艺 电池模块 生 产 主要工艺 装订 电气连接 （电源/ 信号） 主要子组件 模块控制器 电池连接片 电池系统 组 装 主要工艺 壳体总成 电气总成 主要子组件 高压接触器 电池管理系统 模块连接器 OEM 制 造 商 一级 / OEM 制 造商 一级 二级 三级 8.5 10.5 高 压 系 统和辅助设备思略特 活性材料 812 2020 年价格 35 无源材料 24 电池设计 12 干法加工 12 工艺优化 2030 年目标 68 90 17% 管理费用等，包括利润 基于优化措施的落地，估算大型汽车 电池组 价格将 从90 欧元/ 千瓦时下跌到68 欧元/ 千瓦时 电池价格与 优 化 注：大容量（>70 安时）汽车电池大规模生产（>10 千兆瓦时/ 年） 资料来源：思略特电池成本模型 10 34% 7% 11% 10% 13% 阴极活性 材料 阳极活性 材料 隔膜 电解质 其他无源 材料 34% 7% 11% 10% 13% 4% 制浆 2% 电极制备 1% 1% 电池组件 表面处理 90欧元/ 千瓦时 (2020) 电池价格明细（2020 年） 到2030年电池价格和 选定 的 优 化措 施 （ 欧元/千瓦时 ） 材料 制造 研发、SG&A 、报废 、利润 通过增加镍（阴极）和硅 混合物 （阳极 ）来提 高比容 量 钴含量降低（阴极） 优化采购价格，例如增加 外壳和 隔膜的 供应商 数量 减少隔膜和集电器的厚度 增加涂层厚度 连续的质量控制 大数据分析 溶剂（如甲基吡咯烷酮(NMP) ）的 清除和 回 收工艺 干燥清除工艺思略特 7.5 9.5 2030 2020 8.5 10.5 2025 2030 2020 4.5 5.5 4.5 5.5 2025 7.5 9.5 7 8.5 7 8.5 7 8.5 6 7.5 40 2030 20 2020 2025 2020 2025 2030 5 6 +1.5 +2.5 + 3 由于新技术的成本降低，预计2030 年附加 成本将 降至1,500 至 3,000 欧元左右 其他动力系 统 的 附加成本（千欧元，2020 年-2030年） 11 动力系统产品 成 本 （千欧元） 主要规格 100 千瓦（汽油机） 自动变速器（双离合器） 续航里程约700 公里 100 千瓦（电力峰值功率） 续航里程约300 公里（60 千瓦时 电池） 100 千瓦（电力峰值功率） 续航里程约400 公里（其中约75 公里 电池电量） 85 千瓦（汽油机）/75 千瓦（电力 峰值功率） 续航里程约800 公里，其中约100 公里 电力（20 千瓦时） +x.x ：意 为对比2030 年内 燃机汽 车的附 加成 本 内燃机汽车 燃料电池汽车 纯电动汽车 混合动力汽车 H 2 （氢气） O 2 （氧气） + 注：产品成本仅基于材料和装配成本，不包括研发、销售、综合开销与行政管理费用（SG&A ）成本思略特 纯电动汽车出行将在几个细分市场变 得经济 实惠， 但不适 用于 续航里程超过600 公里的行程 选定车辆/动力系统组合的经济效益 主要假设：2020 年德国的电力和燃料价格；H2 价格5 欧元/ 千克；插电式混合动力汽车驱动模式40%EV 模式/60% 内燃机汽车模式；燃料电池汽车驱动模式40%EV 模式/60%FC 模式 不考虑一次性购买奖励 12 车辆 类型 续航里程 可行的 动力系统 A/B 经济型 70 千瓦 低 中 长 150 公里 300 公里 600 公里 C/D 量产型 100 千瓦 中 长 超长 300 公里 600 公里 800 公里 E/F 高端型 250 千瓦 中 长 超长 300 公里 600 公里 800 公里 TCO 领先玩家的 演 变 2025 2030 2020 收支平衡 2019 2027 2040 2024 2035 2038 2018 2024 2028 参数 最经济的解决 方 案 主要发现 当 纯电动汽车 （BEV ） 变得比内燃机汽车 （ICE ） 更具经济效益时 ， 经常讨论的 “ 转折点 ” 并不单纯 取 决 于时 间 ， 而是 在 很大程度上取决于车辆类型 、 马力 和 续航 里程 （电池容量） 相较于内燃机汽车 ， 两个主要参数促进了 纯电动汽车 的经 济 效益 低续航里程要求和小容量电池 ， 说明了 对于A/B低续航里程市场而言有利的 纯 电动汽车总拥有成本（TCO ） 大功率电力驱动有适当附加成本的接受 空间， 说明了在高端市场中有利的纯电 动汽车总拥有成本（TCO ） 纯电动汽车的续航能力受到技术限制 ， 无 法实现长途行驶 ， 只有插电式混合动力汽 车 和 燃料电池汽车才是真正意义上的 “ 长 续航里程”替代方案 H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + H 2 （氢气） O 2 （氧气） + 思略特 如何重塑动力 系统产品组合 与核心能力 13 思略特思略特 14 车辆的动力系统性能应围绕消费者价 值主张 进行开 发 2030年主导 的动 力系统和原型 相较于电 动动 力系统， 动态 响应能力 和驾驶舒 适度 较低 低成本 独立于薄 弱的 基础架构 相较于电 动动 力系统， 动态 响应能力 和驾驶舒 适度 较低 功能全面 ，支 持长途出 行 动态响应 能力 强且环保 网格充电 电池 ，支持日 常短 途出行， 充电 方式简单 ，但 充电时间 较长 燃料电池 ，支 持长途出 行和 快速充电 价格高但 “零 约束”， 最灵 活的动力 系统 高 持久型ICE 乘 用车 细分 A/B 汽 车 价格 紧 凑车型 豪 华车型 C/D E/F 普 通车型 豪 华城 市 型 BEV 纯ICE 驱动 绿 色经济 型BEV 动 态零排 放型PHEV 可 持 续发 展 型 FCEV 高 端环 保 型 BEV 主 要 动 力 系 统 类型 动 力系 统原 型 纯ICE驱动 高 持久型ICE 可 持续发 展型FCEV 通过高扭 矩电 动机提高 动态 响应能力 ，无 需离合器 和变 速杆 借 助 电动机/ 电池实 现城市 短途出 行，环 保和低 噪音 高 度 灵活的 混合动 力系统 ，ICE 支持 长途出 行 动 态零排 放型PHEV 典型动 力 系 统 特性 低成本和 环保 支持日常 短途 出行 绿 色经济 型BEV 运行成本 灵活性 动态响应 能力 可持续性 动态响应 能力 强且 环保 适用于城 市内 出行 豪 华城市 型BEV 内燃机汽车 （ICE ） 燃料电池汽车 （FCEV ） 混合动力汽车 （PHEV ） 纯电动汽车 （BEV ） H 2 O 2 + 动态响应 能力 强且 环保 现有技术 可实 现的 最高续航 里程 高 端环保 型BEV思略特 15 开发重点应基于未来对相关动力系统 特性的 预期 动 力 系 统 特点及发展重点 15 主流动力系统 配 置 对组件战略的 启 示 显 著 的 动 力 系 统特 性 A/B 细分市场 3-4 缸汽油机 40-60 千瓦 C-E 细分市场 3-4 缸汽油或柴油机 60-150 千瓦 E/F 细分市场 100-200 公里（电 池；20-40 千瓦时 ），电网可充电（“插电式”） 500-800 公里（ H 2 ）（6-8 千克H 2 ） 80-120 千瓦（持续功率；FC 薄型燃料电池组) ，150-350 千瓦 （电机峰值功率） 纯ICE 驱 动 高持久型ICE 可 持续发 展型FCEV 减少动力系统 和 子部件 的变型并 改良核心功能 主要提供类似BEV/PHEV 的顶级动力传动系统 进一步缩小ICE 市场规模，>4 缸仅针对小众市场 柴油机仅适用于4 缸150-200 千瓦的市场 A-C 细分市场 120-300 公里 （20-50 千瓦时） 40-80 千瓦 A/B 细分市场 150-250 公里 （20-30 千 瓦时） 60-100 千瓦 C/D细分市场 300-500 公里 （55-80 千瓦时） 150-350 千瓦 绿 色经济BEV 豪 华城市BEV 高 端环保BEV 可扩展电池系统架构，在电池/ 模块层面具有高度的 通用性 功率可扩展至约150 千瓦至200 千瓦单轴，主要借助 第二轴（四轮驱动）增强 可持续的完整产品生命周期（从生产到报废） D/E 细分市场 3-4 缸汽油机，80-200 千瓦 100-200 公里 （电池 ；20-40 千瓦 时） 40-150 千瓦 （电池 ） 动态零排放型PHEV 电力增加，燃油机功率/ 动力降低，变速器复杂程度 变低 3-4 缸发动机，以汽油为主 在低功率市场采用进气歧管喷射和非涡轮增压发动 机 要求极高续航里程，远高于BEV ，即>5 千克H 2 “插电式”电网可充电电池，良好的灵活性和低成 本功效，适用于家庭/ 工作场所充电 燃料电池主要作为“里程扩增器” 建议 经营成本 灵活 动力十足 可持续性 H 2 （氢气） O 2 （氧气） + 内燃 机汽车 （ICE ） 燃料电池汽车 （FCEV ） 混合动力汽车 （PHEV） 纯电 动汽车 （BEV ）思略特 启示和建议 思略特 16思略特 中国和欧盟立法推动电动汽车销量 2030年市场展望 17 17 2025 2020 16 1.4 (8%) 13 2030 美国 EU-28（欧盟28 国集 团 ） 中国 2030 年约有1000 万辆新电动车注册 从2022 年起，优先推广城市和主要旅游 线路将会 有充足的公共充电基础设施 消费者对电动汽车的需求已拓展至所 有细分 市场 2030 年约有600 万辆新电动车注册 从2025 年起，提供充足的国内/ 商业/ 公共充电基 础设施 从2020 年起大力推动相关立法 借助持续降低成本和提升消费者对纯 电动汽 车的 接受度，有望在2025 年后将进一步提振 需求 2030 年约140 万辆新电动车注册 由于现有替代品ICE 的成本相对 较低， 电动车 的 渗透率低于其他地区 市政府和州政府的特殊优惠支持了当 地市场 发展 2030 年后充电基础设施方才普及 电动汽车 （新车总销量 美国、欧盟、中国；单位：百万） 资料来源：Autofacts 分析、IHS Markit H 2 （氢气） O 2 （氧气） + 2020 6 (34%) 2025 14 17 2030 17 10 (33%) 2020 31 2025 2030 22 28 BEV PHEV FCEV 余下 ICE思略特 0% 2% 4% 6% 8% 10% 2020 2025 2030 基准场景 优化场景 未 来 十 年 收入和成本预测 OEM制造商利润预测 新冠疫情对 利润率的影响 基准情景 电动汽车增加了OEM 制造商的成 本 ， 但 车辆价格上 涨 空间有限 ，不能完全弥补附加成本 预计2024/2025年后 ， 大多数传统市场参与者将面临 严峻形势 ，届时xEV的销量 将变得更加重要 避免严峻形势 的优 化 情景 包 括 降低新一代动力系统平台 的产品成本 重塑投资组合 ， 优化潜在的消费者价值 ， 并 提高 消 费者对 替代性动力系统 的 支付意愿 影响 因动力系统技术变革导致的成本增加 ，将威 胁到未 来十年 的 利润率和盈利能力 18 典型的原始 设备制造商 目标思略特 欢迎与我们探讨此研究 19 Felix Andre 电 动 汽 车行业经理 Jörn Neuhausen 博士 电 动 汽 车行业 总监 Christoph Stürmer 全 球 首 席分析师 Jörg Assmann 汽车行业 合伙人 joerg.assmannstrategyand.de.pwc christoph.stuermerpwc joern.neuhausenstrategyand.de.pwc felix.andrestrategyand.de.pwc 蒋逸明 中 国 汽 车行业合伙人 金军 中 国 汽 车行业 主管合伙人 jun.jincn.pwc steven.jiangstrategyand.pwc 中国联 系 人Thank you strategyand.pwc © 2020 PwC. 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