未来几年电动车行业最重要的衡量指标就是看单车成本，因此降低制造成本对车企来说至关重要，因为它是一家公司产能和规模的关键指标。
盈利，是摆在一众造车新势力面前的重要课题。
近日，特斯拉公司CEO马斯克在特斯拉公司举办的2023年“投资者日”活动中，宣布了特斯拉新能源车降成本的一系列方案，令业内为之感叹。
特斯拉公布的2022年财报显示，单辆汽车成本降低到了3.6万美元（折合人民币约为25.1万元），而2017年，特斯拉每辆汽车制造成本为8.4万美元（折合人民币约为58.5万元）。5年时间，特斯拉单车成本下降了4.8万美元（折合人民币约为33.4万元）。
成本的下降意味着为盈利留出了空间。特斯拉投资者关系负责人马丁·维查（Martin Viecha）曾表示，未来几年电动车行业最重要的衡量指标就是看单车成本。因此降低制造成本对车企来说至关重要，因为它是一家公司产能和规模的关键指标。而特斯拉“以技术创新削减汽车成本”的过程正成为汽车制造史上的第三次革新，其前两次革新分别是20世纪初福特推出了Model T、20世纪70年代丰田的成本策略。
在“投资者日”活动中，马斯克宣布的特斯拉降成本的一系列内容包括：将整个驱动系统重量减少20%，与传统汽车相比，它的成本要降低65%；特斯拉将晶体管的使用量减少75%，同时并不损害汽车的性能和效率。此外，特斯拉下一代动力总成工厂的占地面积将比现在的小50%，而容量和产能是一样的；特斯拉通过使用永磁电机等技术，减少甚至避免使用稀土，以更低的成本来提供更高效的产品。
特斯拉Model S在控制器方面做了很多新设计，显著减少导线数量，等线束变得更简单。从Model S二代到三代，减少了17公斤线束，显示屏的成本下降24%，重量下降12%。
特斯拉2022年财报显示，特斯拉全年营业收入814.62亿美元，同比增长51.35%，GAAP净利润同比翻倍，达到了126亿美元，全年营业利润率为16.8%，汽车销售毛利率达28.5%。相比之下，蔚来、小鹏、理想三家车企2022年前三季的财报显示：其毛利润率分别为13.6%，12.2%，18.9%。
特斯拉是如何提升单车利润的呢？
成本削减从设计制造和流程革新开始
麦肯锡公司全球董事合伙人方寅亮认为，在电驱动领域全球领先的创新企业对成本的削减可以从整车组装成本和零部件成本两个层面来看。
整车组装成本的降低，主要来源于生产链条的革新，是将汽车分为车头、车尾（含后排座椅）、底盘（含前排座椅）、两侧车门等部分并行组装，改变了原有的序列组装方式。这一生产方式带来两方面好处；一是提高生产效率。从时空角度提升生产效率30%，同一时间对不同部分进行操作；二是减少资本投入。生产链条的革新将减少工厂土地面积50%，从而减少初期资本投入。
零部件成本方面，一是电池成本的降低。这是从材料用量的减少和材料替换两方面来实现的。电池更加集成化的设计削减了结构件用量需求，电池使用正负极和电解质新材料降低原材料成本；二是电机成本节降。同样在用量减少方面，特斯拉减少75%的碳化硅用量；在材料替换方面，下一代的永磁电机将完全不使用稀土材料；三是电子元器件的节降。特斯拉为下一代汽车升级48V电气平台，并设计所有控制器，降低电子元器件的复杂性和用量需求（例如芯片、线束等）；四是其他成本的节降，下一代汽车平台或将采用无传动轴设计。
与此同时，生产流程的革新对于车企成本拉动来说也意义重大。
方寅亮告诉记者，“领先创新企业在探索构建的生产流程革新是具有跨时代意义的，如果能够实现序列组装和平行组装同时进行，不仅能带来单车生产效率的飞跃，这背后还将带来更低的制造费用（包括人工、水电等）和更低的资本摊销（包括土地、设备等）。”
在方寅亮看来，实现生产流程革新需在以下几个方面克服挑战。
第一，整车设计。为能使序列组装和平行组装同时进行，需在整车设计方面提高通用化，并覆盖轿车、SUV、皮卡等车身形式和尺寸的产品以及整车模块的集约封装，包括底盘及电池、内饰座椅、车身车门等的封装设计。
第二，工艺设计。为实现各部分的平行组装，需在工艺上进行相应的调整和改进。重点是解决子模块并行组装所需的一体化压铸技术的良率和稳定性，以及各模块“先装后拼”的拼接强度和稳定性的问题，包括拼接点位、拼接工艺的重新设计和选择等。
第三，工厂布局。生产流程的革新也直接带来工厂布局的颠覆，工厂产线的排布、设备布局、工人工种和动线设计等需大幅改变，比如更少的冲压、焊接转为更多的压铸等等。
第四，设备能力。在整车各模块的平行组装过程、串行拼接过程中，需投入新型的制造设备，例如一体化压铸设备，并进一步提高整车总装过程中的自动化程度。
事实上，特斯拉下一代电驱单元的碳化硅晶体管用量可以减少75%，背后原因主要是大幅提升了功率模块的性能。一方面是使用了800V平台提高器件电压，另一方面改善了封装模块的散热能力，释放器件模块的最大运行功率，从而减少了用量需求。
创新对中国企业的启示
方寅亮认为，特斯拉一系列的创新对中国制造企业有诸多的启示。
一是利用技术创新方式或可缓解芯片供给，二是以性能升级应对短缺。
此外，相比燃油车，新能源车在生产制造环节的创新有三个核心驱动要素：
整车结构灵活：动力系统由燃油转变为电力后，电池取代发动机，好处是不需要发动机舱、电池被铺设在底盘上，传动轴被取消，刚性的机械能传输转变为软性的电能传输，因此整车的结构设计变得更加灵活，给生产组装方式变革留下了充分的设计自由度。
零件数量简化：以发动机、变速箱、传动轴、尾气处理系统等为代表的机械零件大幅精简，较少了生产组装的复杂度，降低了生产组装方式变革的阻力。
制造工艺进步：随着制造工艺，如一体化压铸、CTC/CTB、设备自动化程度等技术的进步，材料性能如复合车身材料、新型底盘合金材料的提升，新的生产组装方式逐渐变得更具可行性。
特斯拉整包封装技术（CTC，Cell to Chassis）取消电池包设计,直接将电芯或模组安装在车身上以及一体化压铸应用，为车企带来了生产制造的革新和显著的成本优势，是电动汽车生产制造技术的重大创新举措。
在方寅亮看来，CTC技术有四个优势：一是减少370个零件，单位成本下降7%；二是提高电池容量密度，同等体积下可存储更多电量，将续航提高14%；三是降低整车质量，目前可降低车重10%，有效提高整车续航；四是提高电芯安全性。模组结构取消后，电芯的体积增大，外壳的结构性能增强，在车辆运行中能够更好地提高外力，蜂窝状的电芯排布结构也对车体结构提供了有效支撑。
一体化压铸技术能够精简结构、减少零件数量，从而带来后续车体制造和组装流程的简化。但这一技术需要更换生产设备，将原有的部分“冲压+焊接”设备更换为大吨位的压铸设备，一次性投入较高，同时它对产品良率也有挑战，压铸工艺的产品良率相较冲压明显不足，提高压铸良率是仍待解决的难题。另一个问题是售后维修成本高，一体化压铸结构若在售后事故中撕裂，需要整体更换，售后维修成本极高。
一体化“压铸+CTC”是“序列组装和平行组装同时进行”目标的两个制造技术支点，也是实现生产效率大幅提升的必要路径。因此，在工程实现上需回答两个问题。第一个问题是，一体化压铸在全生命周期能否取代“冲压+焊接”的工艺？一体化压铸前期需投资大吨位的压铸设备，制造时需改善良率不足的难题，交付后需解决售后维修成本高的痛点。
第二个问题，“先装后拼”的整车精度和强度能否保证？传统的流水线生产方式，是以“冲压+焊接”的先拼后装工序保证充分拼接，具备较好的精度和强度，而一体化压铸后的先装后拼的方式下，模块结构件的压铸精度不足，拼接点位和拼接方式也相应改变，或将对整车精度和强度带来负面影响。
智能电动汽车作为下一代汽车，新材料的运用也给业界带来了不少启示。
结构件：碳纤维和轻量合金的广泛应用，有效降低车重的同时保证汽车的强度和安全性。免热处理合金应用在一体化压铸工艺上，实现零部件数量下降和材料利用率提高。
电子器件：SiC的应用大幅提高芯片的性能，同时减少了硅基材料的使用。
电池化学体系：电池正极材料的高镍低钴配比甚至无钴材料的使用，在保证性能的同时降低成本，未来固态电池技术的成熟也离不开新型正极材料和固态电解质的应用。
未来电池成本节降仍离不开两个方向：一是结构高度集成化。当前大模组和CTP技术已经相对成熟和大规模应用，而CTB/CTC在设计和制造上仍有提升优化空间，未来随滑板底盘技术的成熟，会带来进一步的结构集成化设计空间。二是化学体系高比能。高镍NCM和高能量密度的磷酸锰铁锂材料仍有进一步开发和应用空间；半固态/固态电池仍在研发阶段，若能实现应用，能量相比目前的电池体系将实现质的飞跃，通过“剪刀差”效应带动电池成本节降。而未来可以期待的是新化学体系电池，比如Li-S、Li-Air技术的全新化学体系电池的研发，也可改善当前对稀有金属的需求，从而降低电池成本。
来源：《商学院》杂志2023年4月刊
