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新能源和传统燃油车,工程开发有哪些差异?

近几年的汽车市场发生翻天覆地的变化:汽车电动化和智能化的改革,从 0 到 1 的新能源产品等等。那么我们本期《刨根问底》就来从汽车的工程开发的方面上聊聊,到底发生了哪些变化?

以下为本期播客视频文字版:

中国造油车的历史悠久,车企类型丰富,包括央企、国企、合资企业以及本土民营企业。汽车电气化最早开始时,核心是 " 油改电 ",工程概念就是将原来的发动机、变速箱换成电池与电机,驱动方式改变,但整车的开发逻辑、可靠性标准、工程规格以及耐久试验,仍延续传统油车的模式。

当时的用户体验较为特殊,电池的加入让轿车变高、变大,却未能优化内部空间。同时,传统车厂因沿用油车开发思路,即便投入大量成本推出多款产品,市场表现也难以与特斯拉、理想等品牌的单一车型抗衡。

特斯拉进入中国并实现 Model 3、Model Y 国产化,是中国汽车工程开发的重要里程碑。这一事件打破了 " 油改电 " 的局限,带来了 " 智能车 " 的全新概念,其控制的电子架构真正实现了 " 软件定义汽车 "" 软件驱动汽车 ",带动国内汽车在工程方面发生显著变化。

特斯拉国产化时,选择了大量本土供应商,而非传统意义上欧美强势供应商,其零部件开发思路和工程要求也与以往有很大区别,将汽车工程带入新的思路。

一方面,从 " 硬件造车 " 转向 " 软件驱动 ";另一方面,将传统的低配、中配、高配配置划分,转变为以使用场景为核心的统筹体验,不再单纯纠结功能好坏或配置取舍,而是围绕使用场景整合技术与科技,推动汽车技术标准化。

在自动辅助驾驶领域,也从 L2 级 ADAS 向流行的 L3 级发展,车企在车辆设计阶段就会融入相应的工程要求,将传统硬件造车的配置功能、单独 KPI 性能,全面转向以使用场景为导向。

受特斯拉国产化影响,中国汽车工程进入新的阶段。理想汽车等品牌在此基础上,加入 " 彩电、冰箱、大沙发 " 等豪华配置,打造丰富内饰,并推动车身尺寸增大,形成中国市场特有的发展趋势。

中国汽车产业在过去 20 年的高度发展中,通过泛亚工程中心、上汽、长安等企业与国外合资伙伴的合作,培养了大批具备基础汽车工程、测试及国产化能力的人才,也具备了相应的硬件条件,为后续发展奠定了基础。

市场竞争的加剧,推动了空悬、电磁悬挂等高端配置的普及。这些配置此前多被国外品牌垄断,不仅价格高昂,开发周期也长。而中国本土供应链虽缺乏深厚的零件制造历史,但凭借愿意试错、开发速度快的特点,通过高强度的研发投入,不断提升迭代效率,在成本和速度上逐渐具备全球竞争力。

如今,中国已形成覆盖动力电池、车载芯片、车内娱乐系统、人机互动等领域的完整新能源车供应链,宁德时代、比亚迪在全球汽车动力电池领域已居于领导地位。

近三四年,华为、小米等高科技企业参与造车,将 3C 产品、手机的开发理念引入新能源车领域,尤其是软件、OTA 升级以及自动驾驶控制逻辑等技术。华为凭借强大的软件工程师团队和软件能力,成立汽车相关业务单元,深入智能客舱与智能驾驶领域,开发相应软件,显著提升了供应链在高端领域的能力。

同时,移动互联网的快速发展,地图导航等基础设施的完善,与汽车产业同步推进。华为的入局还统一了车内智舱标准和辅助驾驶能力标准,促使众多本土车企的汽车开发理念和流程发生颠覆性改变。

目前,中国在电气电子架构、智能客舱、智能驾驶以及数字底盘方面已走在世界前列,产业链成熟度高。Stellantis 与零跑合作、大众与小鹏合作等案例表明,国外企业只需提出需求,中国就能提供成套的解决方案。

中国新能源车车企的工程能力,主要经历了三波调整:一是受特斯拉影响,形成 " 软件驱动汽车 "" 软件定义汽车 " 的理念;二是本土供应商能力提升,供应链成熟,覆盖底盘数据化、增程电动器、动力总成电机、动力电池等领域;三是华为、小米等高科技公司介入,带来新的营销方式和智能驾驶软件,全面提升供应链能力,推动中国汽车在智能化方面领先全球。

不过,工程开发并非变得更简单,而是因市场竞争加剧,开发周期大幅压缩,从传统的 36 个月缩短至 24 个月,且需在开发验证过程中融入新的软件科技。

动力总成方面,除永磁电机外变化不大,但动力电池领域,比亚迪的刀片电池、磷酸铁锂电池,以及宁德时代的电池系统,都具备很强的竞争力。

市场竞争还带动了数字底盘的发展,过去因成本高、开发周期长而 " 敢想不敢做 " 的技术,如今在国产供应链的支撑下已较为普及。

比如后轮转向技术,此前多应用于高端车型,现在已在 MPV、大型 SUV 等车型上广泛使用,蔚来 ET9 的底盘已实现高度数据化,采用线控技术(drive by wire),进一步提升了车辆的智能化与高科技配置水平。

电车与油车存在显著差异,电池安全性是关键。传统油车关注油箱、油管的安全,避免泄露,而电车需应对电池重量带来的整车重量增加问题——相比油车,纯电车通常重四五百公斤,每个轮子需多承担 100 多公斤负荷。

这对悬挂系统工程提出更高要求,同时还需确保车辆碰撞时电池不变形、不失火,这些都是工程开发面临的新难题。

传统车厂在传统车上积累的很多工程经验,如今已发生巨大改变,这让不少国外汽车制造商难以适从。

前几年,部分激进的欧洲厂商(尤其是德国厂商)在转型中经历了多次试错,而丰田、Stellantis 等在中国市场份额较低的品牌,最初选择静观其变。

近年来,包括试错失败的欧美车企在内,都逐渐意识到应借助中国的供应链、成熟配套及资源体系,通过合作实现发展,这也使得行业迎来产品力和品牌力的大洗牌。

新品牌迎来了发展机遇,只要能将用户体验做到极致、拉满科技配置、推出创新功能并制定有竞争力的价格,就能在市场中立足。

以零跑为例,其母公司大华本身就是汽车供应商,具备成本敏感度优势,且能自主开展全栈式工程开发,加之位于华东地区(接近中国重要汽车基地江浙一带),便于吸引人才,进一步提升了市场竞争力。

过去 5 年,汽车工程开发的变化不仅显著,还在多个领域实现对国外的领先。比如 EMS 电磁测试,传统上多针对模块体,避免与手机信号干扰,而现在整车级的 EMS 控制、磁场控制至关重要,因车内电子模块多且电压为高压。

热管理系统也从传统油车时代的 " 以冷却确保性能 ",转变为影响电车电耗、能耗的关键因素,需兼顾电池、电机、座舱及芯片的温度控制,目前特斯拉在这一领域仍有优势,但国内部分企业正快速追赶。

此外,中国用户需求的多样性还催生了 " 电改油 " 的思路,即在纯电模块和平台基础上,增加增程器打造 PHEV 混动车型,这对热管理系统提出了更高挑战,因需在底盘加入排气系统,可能与电池产生干扰。

在车联网方面,中国具备全球领先的工程优势。依托 5G 网络和云计算基础设施,中国的车辆能实现 " 始终在线 ",与云端保持连接,而国外很多地区存在联网困难、缺乏 5G 覆盖的问题。

这种差异为中国在智能客舱、智能驾驶领域创造了独特环境,也改变了行业的工程基本逻辑。未来,随着 AI 技术的发展,还可能进一步改变汽车工程技术的开发逻辑。

从旧时代过渡到新时代后,无论车企生产何种类型的汽车,都无法避开智能辅助驾驶、智能客舱等智能化趋势,以及 " 始终联网 " 的要求,纯电、增程、PHEV 仅为动力选择的差异,行业已全面进入新时代。

传统造车更关注全球化底盘架构,注重车辆基本架构模块的轴距、宽度、高度差异,以及平台带宽、兼容性、成本、经济规模和全球供应商的模具分摊与同步开发,性能指标也以硬件为主,如加速力、加速性等。

而现在的汽车工程,核心已转向电子电气架构、软件定义汽车的能力、软件驱动能力、算力以及 OTA 迭代速度,同时还需满足中国市场对豪华配置(如数字底盘、车内娱乐设备)的特殊要求,与旧时代存在显著区别。

以往汽车制造业与软件等其他行业交集较少,如今交集增多,核心原因在于中国供应链的快速崛起。

若没有强大的供应链支持,华为、小米等科技公司入局智能汽车行业会面临更大困难;若缺乏 5G、北斗定位等强大的基础设施支持,辅助驾驶技术的发展也会更为漫长。这些因素共同作用,放大了科技公司进入汽车领域后的影响力。

同时,用户已习惯智能手机的使用体验,而中国在智能软件方面的能力领先国外品牌,这些技术正逐步应用到智能汽车领域。对于汽车行业从业者而言,即便拥有传统模块或板块的经验,也需关注用户行为和方式的变化,思考软件、AI 技术进入汽车工程和设计环节后,可能带来的组织架构与流程效率提升。

未来三五年,汽车工程技术有望迎来新一轮重大升级迭代,主要集中在三个方向:一是动力电池领域,推动固态电池量产化,提升电池性能与安全性,这一目标可能在未来三年内实现;二是自动辅助驾驶领域,从当前的 L2 级快速向量产 L3 级发展;三是拓展海外市场,考虑到海外市场的智能环境与国内存在差异,需开发符合海外使用需求的产品,实现从国内销售到全球布局的转变。

对于即将进入汽车行业的年轻人而言,可重点关注这三个方向。同时,从过往经验来看,中国汽车在安全性和可靠性方面仍有提升空间,需要持续改进。

总体而言,新能源化对汽车工程开发的改变是多维度的,涵盖理念、技术、供应链、市场竞争格局等多个层面,且这种变革仍在持续推进,未来还将迎来更多新的突破与挑战。

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