电池电动商用车应用的驱动要素分析

车队管理人员一直推崇由内燃机（ICE）提供强大动力和高可靠性的卡车。然而在高科技的推动下当前大多数重型和各种细分市场的商用车制造商和非传统制造商正在推出新的“电动卡车”。

麦肯锡相信这项技术的发展时机已经成熟，三个驱动因素将支持到2030年的eTruck市场。首先，根据总拥有成本（TCO），这些卡车可以在短期内与柴油机和替代动力系统保持一致。其次，强劲的电动车（EV）技术和基础设施正变得越来越具有成本竞争力和可用性。第三，监管环境（包括国家一级的排放法规（例如潜在的二氧化碳车队目标）和本地准入政策（例如无排放区））正在加严。与此同时，eTruck应用的存在障碍：新车必须被证明是可靠的，消费者、经销商和客户需要培训。此外，管理新供应链和建立新车的生产也面临挑战。

基于对许多不同情景的分析-对定义的一组假设高度敏感–麦肯锡的研究表明，根据使用案例的具体特征，商用车（CV）将以不同的速率在不同的市场进行电动化。

1 商用车电动化正在快速发展

麦肯锡为三个不同地区（中国，欧洲和美国）的27个CV细分市场，三个质量级别和三个应用开发了电池电动商用车（BECV）的精细模拟和评估。三种质量级别是轻型卡车（LDT）、中型卡车（MDT）和重型卡车（HDT），而三种应用则是城市、区域和长途运输。模拟还包括其他替代燃料和技术，如轻度混合动力汽车，插电式混合动力汽车（PHEV），天然气和燃料电池电动CV，但本文重点介绍完全电气化。

麦肯锡模型专注于两种情景，“早期应用”和“晚期应用”，以帮助为每个质量级别车和地理位置设置书签（图1）。这两种情况反映了关于核心假设的不同信念，例如任何监管推动的有效性，基础设施就绪的时间以及供应可用性，这会导致延迟或提前应用。

麦肯锡研究表明，电池电动商用车潜力很大，特别是在轻型和中型车市场。与购买乘用车的决策标准不同，商用车购买决策更加强调经济计算，反映了对监管更加敏感。由于缺乏电动商用车（eTruck）车型可用性和风险规避的车队，到2025年，轻型和中型电池电动商用车应用可能会滞后于乘用车电动车。然而，麦肯锡分析表明，在“早期应用”的情况下，由于电池电动商用车与柴油卡车相比具有不可否认的TCO优势，电池电动商用车在轻型和中型汽车上的份额可能会在2030年超过某些市场的电动汽车销售组合。

图1 应用电动卡车的情景

比较质量级别，麦肯锡研究的情景表明重型商用车市场的低吸收率主要是因为电池成本高。在重型和轻型领域“后期应用”情景表明，到2030年，电池电动商用车的渗透率可能会达到8%至27%，具体取决于地区和应用。在麦肯锡的“早期应用”情景中，对主要城市的低排放区域进行更加积极的假设，到2030年，电池电动商用车销售渗透率可能会达到15%至34%。

转折点似乎是2025年之后，预计需求可能会受到预期加强监管（例如，自由排放区）带来的明显有利的支持，加上客户信心增加、已建立了收费基础设施、车型可用性以及改进了各种案例和应用的经济性的改善。

2 总拥有成本（TCO）的重要性

TCO在商用车购买考虑因素中扮演更重要的角色，模拟TCO可帮助企业了解不同动力系统类型的TCO平衡时机。麦肯锡分析了TCO平衡的敏感性，检验顾客如何更早按定义的驾驶和充电模式使用定制的技术包情况。“电动卡车竞赛”的插图显示了各种应用和质量级别的潜在TCO平衡点间隔（图表2）。每个点背后的浅色阴影表示特定案例有多久可能会失效。

图2 TCO和盈亏平衡点

中等日平均行驶距离显示最早的TCO平衡点

通过查看质量级别，麦肯锡可以确定一个最佳每日行驶距离，为电动卡车和柴油机确定TCO等值。在所示的例子中，最早的盈亏平衡点发生在一天行驶约200公里的距离处。这种运行最佳点意味着电池足够大，可在无需太多充电的情况下实现高效运行，同时确保足够的年度行驶里程从每公里的较低成本中受益。与此同时电池仍然足够小，以限制前期购置费支出。在电力和柴油价格之间差距很大的情况下，这种影响最为强烈，正如在欧盟那样，燃油税高导致电价高涨。在美国燃料和电力价格和绝对价格差距都较低。

城市公交车将在重型车段中最早突破

预计电动城市公交车和专用重型车的改装-可能在2023年至2025年之间在应用，突破重型车领域的最早阶段。在2016年的中国，由于监管加强，新电动汽车销售份额已经超过30%。到2030年，如果市政当局制定有利的政策，电动汽车城市公交车可能会达到约50%。城市公共汽车市场可能会达到欧洲和美国最高的电池电动商用车普及率水平。

轻型车城市应用的盈亏平衡点对使用案例的微小变化很敏感

虽然轻型车多数在2021年可能会达到盈亏平衡，但稍微修改使用案例特征（例如，使用较小的电池，在运行期间充电，或假设由于城市快递交付时停用加热而提高能效），当前的使用案件可以达到均衡。

三个关键假设对TCO盈亏平衡点影响最大

导致TCO不确定性的假设包括ICE或电池电动商用车技术的燃料和电力效率的发展，电池的成本以及燃料和电力的成本。此外，麦肯锡分析表明，城市应用的TCO盈亏平衡对假设的变化比对长途应用更敏感。这是因为与长距离电池电动商用车和ICE相关的每公里成本在较长时期内仍然彼此更接近。例如电池电动商用车的TCO提高了5%，将城市应用中的盈亏平衡点后移3到4年，但长途应用中只有大约后移2年。

3 基础设施就绪

所需的充电基础设施是电池电动商用车应用的主要挑战。尽管如此，由于驾驶模式和运营使用的可预测性和可重复性、以及加油的核心本质，对乘用车来说，收费可能并不那么重要。一般情况下，电池电动商用车不在使用中，而是需要在停车场使用充电基础设施进行充电。建设配套基础设施需要车主以及潜在的终端用户进行投资。装载或卸载时充电的可能性可能会推动较早应用，因为它可能会需要较小的电池降低成本。

长途（和部分地区）车应用需要按路径收费，例如在高速公路或休息区。一方面，长途行驶的高度可预测性允许集中投资于收费基础设施。公司可以确定关键路线和收费点并优先投资。分析表明，在热门路线上，每80到100公里充电点可能足以满足重型商用车应用的早期阶段，因此充电点的数量可能不是限制因素。

尽管如此，公司还没有克服与快速充电速度相关的技术挑战，这些挑战可以在强制性驾驶员休息期间匹配最佳机会。目前充电基础设施投资主要集中在乘用车上，它们来自欧洲和美国的个别公司，主机厂（OEM）或财团以及来自国有的中国国有电网。尽管轻型商用车和中型商用车市场可能会利用乘用车充电基础设施，但有必要进行重大技术升级来有效地向重型商用车充电。

4 电动卡车（eTruck）供应趋势

批发业务转向eTrucks仍在继续。今天制造商可以通过特定用途的车辆在特定应用中实现eTrucks和柴油卡车之间的TCO平衡。然而，由于市场上缺乏合适的产品，车队运营商还不能考虑转向纯eTruck车队。

一些OEM正在开发车型并投资解决eTrucks特有的其余技术难题。开发周期和产品生命周期在一些领域达到10年以上，将需要一段时间才能提供大量的eTrucks产品。此外，轻型商用车市场是目前产品发布公告的焦点，与乘用车的技术相似度最高。许多轻型商用车车型将于2020年左右或之前推出，计划在2017年和2018年推出7款新轻型商用车型，产量将相应增加。麦肯锡发现重型商用车市场上的车型发布数量在不断增加，因为普通用户的TCO在2030年左右达到与传统燃料车TCO相同，2023年的有效使用案例见图3。自2016年以来，已有14家OEM宣布启动或已开始车队测试新的重型商用车和城市公交车，并且这些OEM数量可能在2020年前后不断增长。相比之下，具有经济吸引力的中型商用车市场迄今为止仅见到少量新的eTruck发布。与重型商用车市场一样，麦肯锡预计2020年前后中型车推出的eTrucks主要针对续驶里程有限的城市和地区使用。

图3 典型电动商用车使用案例

5 法规对eTruck销售的潜在影响

在中国、欧洲和美国的许多城市和地区，减少排放限值和禁止高性能柴油发动机商用车的销售将加速eTruck的应用。事实上，商用车的监管执行速度往往比乘用车快。例如对欧盟的分析显示，商用车的监管实施速度更快：而乘用车需要16年才能达到新标准，而商用车只需要3年。此外法国和英国已经宣布了第一个零排放区域时间表。

在中国，2015年政府开始收紧重型和轻型商用车排放法规。业界需要密切关注中国是否需要重型和轻型商用车市场强制性实行电动车信用积分，并对轻型商用车实施更严格的规定。麦肯锡的电池电动商用车吸收模型解释了在2025年后不久可能严格执行中国的商用车低排放政策，这可以指导这种趋势是早日应用还是晚期应用。

6 到2030年将推动eTruck渗透市场的因素

麦肯锡专注于共同和特定的使用案例，为行业参与者提供了一种透明的方式来了解将电池电动商用车技术推向市场的力量。在检查eTruck渗透的潜在驱动因素时，使用案例可以突出显示模式以及应用原因。麦肯锡选择了认为将推动中国、欧洲和美国应用电动商用车的全球代表性使用案例（图表3）。

7 五个关键使用案例可能会引发商业电动汽车的应用

五个使用案例代表了电池电动商用车驾驶模式的大部分，除了这些用例之外，麦肯锡还分析了调整投入的潜力以及客户非常特殊的需求。这样做可能会使TCO的平衡点在有针对性的细分市场中长达十年。一些详细的规格和驾驶模式在不同地区会有所不同。麦肯锡重点介绍针对欧洲市场量身打造的使用案例。

轻型区域枢纽派送。

这个案例今天可以与柴油达成TCO平衡。虽然大多数行业参与者都将重点放在最后一英里和城市交付解决方案上，但从TCO角度来看，区域辐射式分销方式更具优势（客户可能包括商店和餐馆的区域杂货配送）。本用例中的车辆可以共享乘用车组件和基础设施以加速电池电动商用车进入市场。但是在区域层面收费基础设施的需求很可能是实施的瓶颈（图4）。通过在装载和卸载期间以调整的电池进行充电，车队可以提前到达TCO平衡。

轻便的城市起停

最近的OEM发布情况显示这个使用案例可能会在2021年左右达成，车辆可以利用最初为乘用车设计的组件和基础设施，典型的起动-停止驾驶循环不会像柴油那样使EV动力总成负荷增加。车队可以通过取消指定车辆以达到目的来推动TCO盈亏平衡，例如通过减少电池尺寸以达到当前与柴油车的平衡。同样城市地区的柴油车禁令或零排放区时间表的发布可能会加速电池电动商用车在起停使用案例中的应用。

图4 轻型车TCO杠杆平衡

中型车区域送货

对于这种使用案例，TCO甚至可能在2023年左右达成平衡。但是OEM公告并未充分反映该使用案例的全部潜力。一些使用案例可以通过调整车辆的特定路线特性以及通过利用行驶路线充电机会来调整电池容量来实现突破。

此外插电式混合动力车可以加速应用，作为特定使用案例和驾驶模式的衔接技术，例如在零排放区驾驶或改变城市和地区路线之间的模式。在这种情况下，即使没有与ICE的TCO成本平衡，插电式混合电动汽车也可以穿打入中等细分市场，以便能够运送到此类零排放区。

城市重型客车

这些可能会在2023年左右达到平衡。与柴油车相比，中央加油和启停车行驶循环有利于电池电动商用车技术的应用。此外通过在日常运营中更频繁地为电池充电，车队可以提前（2020年）达成TCO平衡。例如，某些站点可能包含充电基础设施。城市柴油禁令和零排放区也将有助于推动应用率。此外，在使用案例突破TCO之前，政府可以选择应用电池电动商用车技术，因为他们重视低排放。

重型点对点长途运输

重型应用多数仅在2030年达到TCO平衡。初始需要更大的电池会导致更大的成本差异，但柴油和电池电动商用车之间的成本差距会缩小。电池引起的有效载荷损失仍然存在，使得使用案例不利于重量最大化。麦肯锡预计很多公司会在2030年之前推出重型eTrucks，这可能有三个原因：首先，早在2023年，对于优化电池电动商用车优势的用户来说，TCO平衡性-例如通过实现更高的利用率（300+天/每年），引入午间充电，并且低于平均的有效载荷需求。其次，运营商可能希望将电池电动商用车纳入其车队，以实现潜在的车队排放目标并获得绿色形象。第三，由于类似的原因，一些客户会有更高的支付意愿，因此TCO并不是主要的驱动因素。计算未包括的另一个因素是编队卡车的潜在效率和续驶里程的提升，这在未来十年将越来越重要。

总的来说，eTrucks不仅需要在成本方面与ICE相匹配，还需要在运营灵活性方面。车队无法轻松预定所有路线或车辆使用模式，对于具有较大灵活性要求的案例，平均结果可能更好地说明TCO什么时候会达到平衡。推动美国和中国应用eTrucks与欧盟类似。但是，某些细节有所不同，如驾驶模式，充电基础设施和经济性。

8 注重成本的商用车辆拥有者可能会推动eTruck转型

在竞争激烈的物流部门中，通过一队卡车降低运营成本的机会可以推动快速行动，因为商用车客户比乘用车客户更注重成本。此外，通过坚持明确的应用，车队可以选择最佳的电池尺寸，从而避免车辆超支。与消费者相比，车队通常应用更高效和更一致的路线。典型的货运固定路线可以让车队追求更有效的收费点计划。虽然不是真正的成本因素，但无排放车队的企业形象也可能推动电池电动商用车的应用。

自动驾驶对所有技术的TCO-per-kilometer公式都有积极的影响，因为它可以消除一个主要的成本因素：驾驶员。此举还可提高车辆利用率并加快eTrucks的投资回收期。自动驾驶对每公里TCO的影响最大的区域将是轻型车辆的城市应用，其中驾驶员成本占经营成本的最大份额。

麦肯锡的研究表明，主要经济体的电力供应可以应对eTrucks在非高峰时段带来的额外需求，到2030年仍将低于总电力消耗的1%，在高峰期可能会出现挑战。此外，在中等和重型eTrucks充电站的地区需要额外的本地电网升级。

eTruck生态系统的关键成功因素

eTruck生态系统的利益相关者应共同努力，对即将到来的针对特定用途的电动动力总成的需求做出响应，并解决诸如基础设施需求以及特定客户需求等主题。OEM可以采取几个步骤来更好地在这个瞬息万变的行业中取得成功。例如：

•设计到特定使用案例。尽管大多数细分市场2025年以后达到TCO平衡，但创新者们已经针对具体的使用案例，将定制产品提前到几年或甚至今天实行TCO平衡。有兴趣在eTruck市场发挥重要作用的玩家应该尽快准备好技术解决方案，将自己定位为创新者。

•围绕eTrucks创新业务模式。eTruck业务可能与今天的“常规”ICE卡车业务有很大不同。而今天ICE卡车被视为具有潜在选择的“顶级”服务的硬件，eTruck商业模式可能会引入整体服务理念，包括所需的充电基础设施和新的电力合同。定价方法将从客户群的统一定价转向基于价值的定价，以便最佳利用每个客户群的特定支付意愿。虽然现在的车队和车主运营商购买或租赁卡车，但未来的eTruck业务模式可以依靠基于使用情况的交付模式，为终端客户提供交付移动性，而不是硬件。

•主供应链（例如，一级供应商）和运营。整个供应链和价值链必须成功应对电动动力总成的转变，超过80%的电动动力总成可能来自非传统的一级供应商。

•捕捉供应链协同效应。由于有机会扩大技术和成本优势，整合的乘用车和卡车OEM可以获得竞争优势。例如，轻型电池电动商用车可受益于乘用车EV的发展，后者可能共享通用组件。此外，整合的OEM可能会对电池或电动机产生更大的规模效应。

•教育、培训并启用经销商网络和客户。OEM应该使他们的整个生态系统处理新技术，并教育客户有关eTrucks的可靠性、耐用性、设计和服务特性。

•开发新的销售和服务能力。在新技术、销售方法、客户处理关系和服务方面培训经销商和售后人员通常要付出巨大的努力。虽然这种转变对于OEM来说是一个机会，但取得成功需要在人力、资本和能力方面进行投资。

https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-as⁃sembly/our-insights/whats-sparking-electric-vehicle-adop⁃tion-in-the-truck-industry

作者：Bernd Heid,et al.

报告时间：2017年9月

编译：《汽车文摘》编辑部