類史記:全球電動車界的春秋戰國

陳勇全,產業顧問、電池工作者,致力于推廣電動賽車與STEAM教育。現任合春國際(股)董事長、浩永國際(股)執行長,曾擔任耐能電池(股)副總經理、高頻企業(股)技術經理、美國Leviton Manufacturing Company策略技術部突波保護材料開發計畫主持人和專案經理。東海化工畢業、美國南加大材料科學碩士和工程師學位,台灣先進電動載具協會創會理事長、美國慈濟分會志工。圖 / 陳勇全提供
陳勇全,產業顧問、電池工作者,致力于推廣電動賽車與STEAM教育。現任合春國際(股)董事長、浩永國際(股)執行長,曾擔任耐能電池(股)副總經理、高頻企業(股)技術經理、美國Leviton Manufacturing Company策略技術部突波保護材料開發計畫主持人和專案經理。東海化工畢業、美國南加大材料科學碩士和工程師學位,台灣先進電動載具協會創會理事長、美國慈濟分會志工。圖 / 陳勇全

豐田本紀

我對內燃機引擎 (ICE) 汽車的發展瞭解並不多,只記得1984年底去美國留學時,常聽到的是GM和Ford兩大車廠,還有Chrysler的救世主艾科卡很出名,而當時日本車廠正在崛起,至於洛杉磯的歐洲進口車就多到讓人眼花繚亂。

汽車產業是許多國家經濟發展的火車頭工業,像豐田 (Toyota) 目前就是日本市值獨佔鰲頭的企業,我的客戶就曾說日本政府幾乎都是在為豐田服務,這點跟我們的護國神山台積電倒是蠻類似的。

1990年代初期,美國GM和Ford都有投入開發電動汽車 (EV),當時在我南加大指導教授Florian門下的大師兄石博士,正好參與GM的EV開發計畫,但他跟我說成功的機會不大,因為用鉛酸電池為馬達供電,就像載著一大桶硫酸滿街跑,實在是太危險了。

1990年代後期,加州為了改善汽車大量排廢氣造成的霧霾問題,獎勵電動汽車並提高空污排放標準,Honda 和Toyota 就相繼推出油電混合動力的汽車 (HEV),但隨著日本泡沫經濟的崩潰,豐田也遭受嚴重衝擊,公司財務處於低迷的情況。

20世紀初,全球為因應環保節能的趨勢,對發展EV的動力系統,美國選擇以氫燃料電池為主,日本往油電複合動力,歐盟則是柴油引擎和生質柴油。但美國投入數百億美元後,等歐巴馬上台就宣告中止氫燃料電池車 (FCV) 的計劃;日本則是在2008年後,以油電複合動力技術取得領先的優勢;至於歐盟則在福斯發生柴油引擎數據造假醜聞後,算是以失敗告終。

如今日本Toyota已成為全球汽車業的霸主,這幾年不僅汽車的銷售量都已超過1000萬輛,還籌組日本的商用車電動化聯盟,和松下合組電動車用電池廠,及結合輕型電動物流車來完備地方的醫療物流和公共交通,可說是汽車界最強的魔王。

EV年表

1832年到1839年間蘇格蘭商人羅伯特-安德森研發出電動車。
1867年奧地利發明家Franz Kravogl在巴黎世博會推出雙輪驅動電動車。
1899年和1900年,電動車銷量遠遠超過其它動力的汽車。
1920年代開始,電動汽車逐漸被內燃機引擎汽車替代。
1930年以後電動汽車被內燃機引擎汽車取代而完全退出市場。
1990年的洛杉磯車展,通用汽車發佈了Impact純電動概念車。
1997年豐田發表全球第一款量產型油電複合動力的電動汽車。
1999年本田Insight成為第一款在北美銷售的混合動力汽車。
2008年豐田以油電複合動力技術開始取得全球HEV的主導地位。
2010年日產開始銷售LEAF 並成為全球BEV的領導廠商。
2010年後GM和BMW等傳統車廠也開始量產鋰離子動力的EV車款。
2014年豐田領先全球在年底率先上市燃料電池動力汽車Mirai車款。
2018年寧德時代在動力電池的銷售量超越松下成為全球第。
2019年特斯拉推出Model 3並逐步取得全球電動汽車的領導地位。
2020年具備Level 2以上自駕能力的高價車款開始商業化。
2022年全球電動汽車市場銷售量約1100萬輛 (不含HEV)。
2023年底BYD在電動汽車的銷售取代特斯拉的龍頭寶座。

史記的《十二諸侯年表序》曾敘述,春秋末期齊、楚、秦、晉位於邊陲,具有優越的地理位置因而崛起,成為春秋時期的強國。所謂春秋五霸通常是指春秋時期居於領導地位的五位諸侯,包括齊桓公、宋襄公、晉文公、秦穆公和楚莊王,但也有人將吳王闔閭列入。

如果說21世紀初,全球電動車產業有所謂「春秋五霸」的話:
齊桓公像是Toyota 的豐田章男
晉文公像是BMW 的Helmut Panke
秦穆公像是Tesla 的Martin Eberhard
宋襄公像是Nissan 的Carlos Ghosn
楚莊王像是BYD 的王傳福
還有吳王闔閭則像是Honda 的福井威夫

EV世家

我看當今全球電動車界,也是有所謂的戰國七雄:
Tesla(秦)
Toyota(齊)
BYD(楚)
Hyundai(燕)
Mercedes-Benz(韓)
BMW(趙)
Volkswagen(魏)

至於美國的GM和Ford倒像是東周天子,眼睜睜的看著前面七家在爭天下。在中國,BYD的電動車款是有個「秦」系列,因此Tesla和BYD誰是秦或楚,或許可以再斟酌,但究竟誰能一統天下,仍難以預估。

德國三雄如同三家分晉有各自的發展策略,VW是由旗下Audi獨押電池動力的車種,BMW除了i系列還將推出燃氫引擎的車款,Benz則除了BEV還著重在軟體開發和自駕,算是各有所長。

而目前真正有實力全球爭霸的,我認為就是Tesla 和BYD 還有Toyota 這三家廠商,Tesla 只專注在BEV 車種,BYD 有PHEV 和BEV 兩種,而Toyota 則是從HEV、PHEV、FCEV 和BEV 甚至燃氫引擎各車種都有。

韓國的Hyundai-Kia集團就很像戰國時期的燕,處心積慮想跟齊國爭霸權,發展的策略跟Toyota 也很類似,同樣是採多軌並行,不僅在美國積極布局,還直入日本市場。

Nissan 最近從純電的Leaf 轉到e-Power讓我覺得整個策略像在狹縫中求生,只是想避開目前HEV, PHEV和BEV的主流競爭而已,比Hyundai-Kia 集團的企圖心和格局還差了一大截。

電動車產業競爭是有三個關鍵:成本、軟件和電池,所以我認為日本還是無法透過Toyota 等車廠的結盟,以固態電池技術來取回產業發展的主導權,反倒是Sony Honda Mobility 更有機會引領風潮。

最近由Sony 和Honda 合資成立的Sony Honda Mobility 這家公司,讓我很好奇執行長Izumi Kawanishi 將來是否能扮演越王勾踐的角色呢?而如果Apple 當時真的併購了Tesla 的話,庫克又能否像劉邦開創出西漢盛世呢?

CEO列傳

三年前有個報導說Tesla 的Elon Musk曾嘗試僱用Volkswagen  集團的Herbert Diess 來擔任CEO,這個故事讓我想到日本戰國時代的織田信長與豐臣秀吉,而Toyota 的豐田章男則很像當年的德川家康。

傳聞中這戰國三雄對待杜鵑(電動車)啼的態度是截然不同,織田信長是杜鵑不啼則殺之,豐臣秀吉是杜鵑不啼則逗之,而德川家康則是杜鵑不啼則待之,實在很類似目前全球電動車三巨頭經營企業的風格。

傳統所謂「擁有引擎技術者得天下」,如今變成「得三電系統者得天下」,尤其電池和晶片是電動車中最關鍵的零組件,也成為很重要的國家戰略物資。所以你認為天下最後會落入誰的手中呢?

EV設計書

每次新聞報導的電動車火燒事件,對電動車產業發展其實都是種打擊。像Hyundai和LG在2021年召回8萬多輛電池與BMS發生問題的電動車,共同承擔將近10億美元的損失。而Toyota從1990年代開始銷售油電混合動力車,到2021年已經累積超過1500萬輛,還沒有聽過因為電池發生問題而召回整批車的事件。

我以前在面對電動車的客戶,通常都會非常的謹慎,因為發生客訴的時候很難釐清雙方的責任問題。所以為了確保電池的安全,必須和對方共同合作進行開發,瞭解馬達和控制器及充電器的規格與參數,還有整車的操作環境與條件。

電動車的可靠度與安全性在設計初期,工程師與主管都需要先有正確的思維,才能在正確的研發週期做出正確的決策。因為研發初期的失效是可以理解,但是一旦量產出貨還存在潛在問題,小則企業傷筋錯骨,大則面臨退貨與鉅額賠償,不可不慎。

中國大陸因為有龐大的內需市場,對安全性的規範沒有嚴格要求就可以量產,以市場的失效來回饋再做設計的改良。但是,台灣關鍵零組件或整車業者需要面向國際市場,主要的電動車客戶都有其驗收規範,若沒有先行做好驗證,一旦送樣失敗也就喪失了重要商機。

 

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