Volkswagen Group的純電車佈局

2020年01月02日
專欄作家/陳世芳
交通大學電子工程系學士與科技管理研究所碩士,目前為麥斯管理顧問公司創辦人、天使投資人,以及佑勝光電(uSenlight)董事。
擁有多年的創業投資經驗,並且擔任過多家公司的董監事,擅長產業前瞻預測分析、企業發展、新事業與新產品開發、募資等。

 

決定產業發展的關鍵成功因素可以簡化為只有兩個,一個是人才,一個是資金,如果人才與資金都指向同一個方向,那麼產業發展的未來,也就已經被決定了。優秀的人才會帶給世界最棒的技術,最好的良率,最低的成本,以及最短的上市時間、最棒的價值主張。這就是所謂英雄造時勢的道理。最多的資金,也會改變產業發展,本來網路瀏覽器Netscape是偉大的發明,可以收費,結果富可敵國的微軟公司免費贈送瀏覽器IE,讓Netscape走入歷史,改變了產業發展。汽車產業正在經歷百年一次的大戰爭,電力取代油氣,已經變成人才與資金的共識,人才的代表就是Tesla Motors Inc.,資金的代表就是Volkswagen Group。Tesla的純電車佈局,許多人都談過了,談得很多。Volkswagen Group的純電車佈局,多數人一知半解,我們今天就來好好聊聊Volkswagen Group的純電車佈局。

Volkswagen Group之所以成為資金的代表,那是因為該集團在2017年時是全世界第三大投資於研發的公司,也是汽車產業第一大投資研發的公司,當年度投資金額是第二名Toyota集團的1.58倍,第三名福特汽車的1.98倍,第四名通用汽車的2.16倍,第五名戴姆樂集團的2.23倍。Volkswagen集團用別人1.6-2.2倍的研發資金加速純電車的產業發展,後面的影響非常深遠。
許多汽車公司因為柴油車的空氣污染數據造假,而被各國政府罰款,損失慘重。這件事情加速了汽車產業發展新動力汽車的決心,市場資訊已經證明,新能源車當中油電車(HEV)、插電式油電車(PHEV)、氫氣車(FCV)都賣不動,目前只有純電車才賣得動。

 
圖一:歐美新能源車的銷售狀況

圖一是美國、德國與歐洲的新能源車銷售數據,可以看到絕大多數是純電車,其次是油電車,沒有看到氫氣車。圖二是中國大陸的狀況,EV就是純電車,我們依然沒有看到氫氣車的蹤跡。2018年中國的純電車銷售量約100萬台,氫氣車還不知道在哪裡,如果氫氣車一直沒有經濟規模,這個技術大概就會死掉,很難商業化。當然有人會說,Toyota公司已經發表第二代Mirai,氫氣車還有機會一搏,但如果去看其年產量,僅有3萬台,依然少得可憐。Tesla公司的規劃,2021年中美兩地的工廠如果全產能開出,純電車年產能將挑戰100萬台,歐洲的工廠,正在規劃當中,預估其年產能大概也是50萬台。一個真正會賺錢的汽車工廠,如果是引擎車,年產能需要30萬台以上,如果是純電車,可能需要40-50萬台以上。氫能車的製造成本因為比純電車更高,預估年產能需要60-70萬台以上。如果有一天Toyota公司宣布要蓋一個年產能超過60萬的氫能車工廠,也許氫能車就可以商業化了。這一天也未必不會來,至少要等到綠色氫氣(Green Hydrogen)大量便宜生產之後,才會到來。離岸風電產能過剩,就可以電解水產生綠色氫氣,帶動氫經濟的到來,丹麥、荷蘭因為冬天離岸風電長期過剩,目前已經積極發展綠色氫氣產業,也許20-30年之後,我們會看到具體的成果。


 
圖二:中國新能源車的銷售狀況
 
Volkswagen Group與Porsche集團系出同門,1931年一名叫Ferdinand Porsche的年輕人成立了保時捷公司,當時這家公司只是顧問公司,提供汽車設計與諮詢服務,還沒有製造汽車。1937年希特勒希望汽車能夠被更多人使用,成立Volkswagen公司,目的是製造大量便宜的汽車,並且邀請Ferdinand Porsche加入,開發第一代大眾汽車。在德語,Volks就是大眾的意思,而wagen就是汽車的意思,所以中國大陸翻譯成大眾汽車(取其意),台灣則翻譯成福斯汽車(取其音)。Volkswagen Group全力開發純電車,最後就是大量便宜的純電車上市,讓人人都買得起,這是大眾汽車集團的Mission。Ferdinand Porsche在1898年改良了純電車,時速可達14公里,續航力達50公里。之後,他又把引擎與電池放進汽車裡面,成就了油電車,創造時速56公里的紀錄。大眾集團對於純電車與油電車可是一點都不陌生。

大眾集團的純電車,目前已經宣布發表的,一共有三個平台:MQB、MEB、PPE。MQB平台是改良引擎車平台,使其變成純電車平台,代表作就是e-Golf。MQB平台可以放置鋰電池的空間非常有限,續航里程短,馬達也不能用高功率的,百公里加速度普通而已。e-Golf的性能普普通通,其來有自。MEB平台是大眾集團第一個按照純電車特性所開發的汽車平台,續航里程可達330-550公里(WLTP),馬達功率125KW,百公里加速8秒以內,電池扁平放置車底,進一步增加空間,也讓汽車重心更低,提高舒適性。底部電池的外部加裝了鋁合金保護外殼,與電池冷卻系統,可以承受更大的撞擊,提高安全性。電池模組之間有交叉防護結構,提高耐撞性。MEB的代表作就是最近非常熱門的Porsche Taycan系列。Taycan是MEB平台的極致之作,官方網站表示百公里加速度2.8秒,馬達功率560KW,續航里程388-412公里(WLTP),配置800V高性能電池,永磁同步馬達,煞車動能回收管理系統(PRM),支持270KW快速充電。Volkswagen品牌將在2022年以前推出22款MEB車型,包括ID.3(掀背車)、 ID.BUZZ(箱式車)、ID.CROSS(SUV)、ID.VIZZION(Sedan/轎車)、ID.BUGGY、ID.ROOMZZ(SUV)。Audi品牌的e-Tron也是MEB平台。大眾集團計畫在2022年以前,於全球打造8個MEB平台的工廠,分別位於歐洲的Zwickau(德)、Emden(德)、Hanover(德)、Dresden(德)、Mladá Boleslav(捷克);美國的Chattanooga;中國大陸的安亭、佛山。整個MEB計畫,銷售目標是在2028年之前累積達到1500萬台的銷售量,假設我們平均每台車用100KWh的電池來估計,預估累積電池需求為1,500GWh,我們用9年來當分母,平均每年MEB平台的電池需求是167GWh。我們記得這個數字,再回頭看大眾集團宣布整個集團的電池需求目標,2025年時每年需要150GWh,2028年時每年需要300GWh,2030年將需要600GWh。我們如果用每台純電車需要100KWh估計,2025年時大眾集團每年約銷售150萬台純電車,2028年時每年需要銷售300萬台純電車。Tesla預估在2021年時,達到年銷售100萬台純電車的目標,可能在2023年就達到年銷售量150萬台的目標,目前看起來Tesla的量產計畫領先大眾集團。

大眾集團的電池採購策略是採取外購與自製雙軌並行,目前外購的伙伴有CATL(寧德時代)、LG Chemical、SK Innovation、Northvolt、Samsung SDI。我們最早講過,大眾集團是資金的代表,展現在電池的採購上,並非只是單純的買賣關係而已。大眾集團將累積採購500億歐元的鋰電池,並且將對電池製造商提供資金,協助升級工廠設備,並且成立合資公司,一起經營管理電池工廠。初期,大眾集團將採購NMC622電芯,到了2022年採購NMC811電芯,集團也很期待固態電池早日上市,目前規劃2020年下半年可以進入量產,其技術合作對象為美國的QuantumScape公司。Toyota規劃在2025年才讓固態電池量產,如果大眾集團能夠在2020年量產,策略與執行上都勝過Toyota,並且可能對目前Tesla的NCA技術造成威脅。大眾汽車的董事Stefan Sommer特別告訴記者,從NMC產線升級為固態電池的產線,約有60%的生產設備可以沿用。這一招大幅度降低固態電池的製造成本。大眾集團也規劃在中國建立100%自己控制的鋰電池工廠,所以自製與外購合資雙軌並行。其實,全世界都致力於無鈷電池的研發,目的是為了降低電芯的製造成本,目前電芯當中約有12-14%的重量是鈷,大眾集團希望能降低至5%。

PPE是大眾集團的高價純電車(Premium Car)預估使用的平台,未來要給Porsche、Audi、Bentley使用。PPE團隊目前有850名員工,其中550人來自於Audi,300人來自於Porsche。這個計畫預計在2021年底公布第一個車型,預估在2025年以前推出15款基於PPE平台的車型。整體來說,MEB平台由Volkswagen公司開發,目前除了自用之外,也給Porsche、Audi使用;但是大眾集團深知Premium Car的消費者對於純電車的期待更高,所以集結Porsche、Audi的菁英,另外開發更高階的PPE平台。因為資金雄厚,所以可以同時操作三個純電車平台(MQB、MEB、PPE),分別打低中高階的市場。我們回頭看資金稀少的Tesla公司,一個平台,橫跨高階的Model S, Model X與低階的Model 3, Model Y,導致高低階產品的區隔並不明顯,這就是Tesla必須要調降Model S與Model X的售價的主要原因。我可以預期,Tesla公司再開發完貨車(Tesla Semi)、皮卡等車型之後,必須要開發更高階的Sedan、SUV平台,才能夠重回Premium Car的市場,否則平均銷售單價將越來越低。Tesla汽車還有一個特色,因為是一個平台生產四個車型,所以每次有新的車型,性能就會比較好。例如Model X優於Model S,Model 3又優於Model X,我們可以預期Model Y應該會比Model 3更好,且不輸給Model X與Model S。會這樣說的主要原因是Tesla有新車型出現的時候,會使用能效比較好的馬達與續電力比較強(重量比較輕)的電池,整個電控設備也會更輕小,更高效率。由於功率半導體SiC的技術進步,取代越來越多的Si IGBT元件,本來7公斤且8,775ml的電源(Switching Power Supply),使用Power SiC之後變成0.9公斤且1,350ml。電動車裡面會有一個小型的Switching Power Supply(onboard charger),把AC轉成DC,因為不是很大,所以使用Power SiC能減少的會比前面舉例還要來得低,但即使如此,能夠增加續航力與能源轉換能效,Power SiC就深具價值。美國的Cree公司正準備興建8” Power SiC工廠,迎接純電車的商機。

因為自己在創業當中,同時開了自己的(策略)管理顧問公司,以及參與光通訊元件與模組公司的董事會層級經營管理,同時也參與台灣離岸風電、太陽光電、鋰電池儲能的產業發展,深深覺得所謂的產業發展必定是繞來彎去,跌跌撞撞。這個世界上並不存在一帆風順的產業發展。純電車的產業發展還有許多變數,包括每個公司的執行力、產品售價的降價曲線、純電車製造成本的下降曲線、總體經濟情勢、充電站/充電椿基礎建設的佈建速度與商業模式的創新、原物料的價格波動,以及各國政策、法規的變化….等等。我們保持審慎樂觀的態度,迎接每一個產業發展的挑戰,當人才的代表Tesla與資金的代表Volkswagen Group都支持純電車,這個產品與產業,遲早會成功的。