商用车前瞻技术趋势白皮书：承接绿色高效物流发展，引领中国制造转型升级-罗兰贝格.pdf

08.2022 上海 / 中国 罗兰贝格 洞见 承接绿色高效物流发展， 引领中国制造转型升级 商用车前瞻技术趋势白皮书 商用车前瞻技术趋势白皮书2 引言 经济的增长依托于生产要素增加、产业结构朝高附加值领域 转型、技术推动生产效率提升和制度保障等。而其中，技术发 展又影响着另外三者——不断发展的技术助力生产要素持 续产出最大价值，技术的发展为产业结构转型的内在动力， 而制度完善则以技术变迁为前提，为技术发展保驾护航。当下， 中国面临人口红利消退，生产要素投入产出效率下滑等发展 压力，而要实现转型与革新，技术升级必然是重要的内在驱 动力。 本报告以商用车技术发展趋势作为切入点，立足于解决未来 物流发展对高效和绿色的要求，放眼其对于中国汽车制造业 和中国经济发展的长远影响。罗兰贝格在商用车领域深耕多 年，望借此报告引发行业共鸣，紧抓关键趋势，引领中国制造 转型升级。 商用车前瞻技术趋势白皮书 3 目录 04 08 15 21 26 30 第一部分 未来物流：数字高效和绿色低碳趋势呼吁商用车新技术 第二部分 零排放：技术路线百花齐放，减排为一致目标 第三部分 自动化：颠覆TCO结构，卡车成为一种服务 第四部分 网联化：连接物流生态，数据赋能全产业链 第五部分 共享化：上装和底盘分离，提高整车制造和运营效率 结语 修炼内功，做好长期准备 商用车前瞻技术趋势白皮书4 在政策监管、城镇化发展及终端全生命周期成本 (TCO)关注度提升等多要素驱动下，货运物流行业发 展已步入新轨道，新的技术在卡车运输、仓储、“最后 一公里”配送以及物流运营层面得到应用，未来的 物流生态系统将最大限度地提高运作时间和成本效 率。 01 在新技术的应用下，新物流将呈现数字高效和绿色低 碳两大显著趋势： 1. 数字高效： 数字化企业的涌现与现有玩家的业务整 合将逐步模糊传统物流行业的边界，重塑行业格局： 02 1) 数字化技术将赋能货运代理和承运人，如货运代理 人通过数字化技术打通上游商流和物流，承运人通过 数字化手段提升车队资产运营效率，创造成本优势， 数字化技术最终将推动行业的整合； 2) 此外，匹配平台将以其透明高效的优势，取代部分 经纪人和货代的地位。更值得关注的是，卡车自动驾 驶技术供应商基于自动驾驶技术带来的TCO优势，或 将取代传统承运人。这些数字化新玩家的出现将颠覆 原有价值链的运营模式，通过减少价值链长度或极致 的成本优势构筑新的竞争优势。 2. 绿色低碳： 在我国双碳战略大背景下，领先物流企 业纷纷聚焦碳减排并设立明确的目标与举措： 03 1) 顺丰：目标2030年碳效率较2021年提升55%，单个 快件包裹碳足迹较2019年降低70% ； 2) 京东：目标2025年碳效率较2019年提升35%，2030 年碳排放总量较2019年降低50% ； 3) 满 帮 ：致 力 于 革 新 物 流 行 业 ，提 升 价 值 链 效 益 并 减 少碳足迹。 长期 电气化/ H2 可持续发展与绿 色物流 自动化卡车 ELD 资产跟踪 和预测性维护 ADAS 替代能源 互联的卡车 和远程信息 处理 预见性物流 在线预订平台 区块链 云物流 透明的端到端供应链 大数据 外骨骼/ 仿生学 软件集成 自动化装、 卸货 AGV 托盘装卸 接收订单 随需应变的 仓储 增加外包 送货机器人 包裹递送储物柜 无人机 逆向物流优化 智能集装箱化 分散的仓库 新汽车的概念 Io T AMR 数字化标识 短期 高 中 低对物流生态系统的影响： 01： 物流领域的技术演变 资料来源：罗兰贝格 第一部分 未来物流：数字高效和绿色低碳趋势呼吁商用车新技术 商用车前瞻技术趋势白皮书 5 物流数字化 新晋 数字 化玩 家 现有 玩家 目的地 部分由物流数字化引发的趋势 数字化将成关键 •数字化将助力传统物流行业效率提升 •新晋数字化企业将对行业产生颠覆性影响 下游业务整合5 货运代理人将逐渐为其他车队提供代理 服务 6 承运人希望获取价值链更多市场份额7 匹配平台将取代货运代理人的经纪人及销售 作用 2 软件/ 数字化解决方案供应商赋能车队，实现 高效运营 3 技术供应商将自主建立自动驾驶货运车队4 数字化将推动货运代理行业整合重塑1 客户需求 发货人 货运代理 经纪人 货运代理人 承运人 2 6 4 7 1 3 销售/ 调度 车队及仓储运营 卡车自动驾驶 技术供应商 软件/ 数字化解 决方案供应商 匹配平台 5 ������������ 9% 11% 12% 68% ¬y%K %ú%1 ^-Al ¨yo lØR] ¨yo %^J㠂,q%ǪµNdû[rf%/æ²K - .VC**Xi¾{ósø &9)4ö®KÌBç*^&’.`i¾xM| %YbèO:u+‡I¤t¡6â3ÜOÍ `i¾ -8ö® 3i«|*ƒHdû[r-8æ²+5=}% WàDê%ò/Á 3i« œ¡†ÈMÞfÎ €] ›ò˜NO݀-oŸåö®`œ‹.µ.›ò˜N-oŸåxM| K -˜Nœ¡-oŸåMÞfÎæ² AÜK `f°{ê™_’:+• œ¡†ÈuYg| 6âC ~­œ¡ö®+µi«[¿¨orݘNœ¡‚’rÝQÅ{èK -MÞfÎ &æo -8ö®Hҝr|*ƒH-8D!giŸD³3• o (ଜB2˜T%æ²RhQ·q¨T$t¡ o J·MÒuYg|AÖ.ö®œ¡i«q­IHÆY 2 5 0 K W ）出 现 ： 随着电堆价格的下 降，大功率燃料电池系统有助于减少电池用量，同时 满足重卡对功率的要求。例如，奔驰GenH2氢燃料重 卡采用2个150KW的燃料电池电堆，燃料电池系统功 率输出可达300KW。 2. 金属双极板应用： 当前，兼具寿命和效率的石墨双 极板电堆是氢燃料重卡应用主流，但石墨双极板存在 功率密度上限。未来3-5年内，随着重卡对功率和功率 密度要求的提升并逐步克服金属双极板寿命低的问 题，重卡电堆中金属双极板将逐渐上升，电堆体积功 率密度有望从当前的3-3.5KW/L提升至7-8KW/L。 3. 高压 /液态储氢系统推广： 当 前 ，氢 燃 料 电 池 车 主 要 使用III型铝内胆35MPa氢气储罐。未来3年内，车用氢 气储罐仍然以气氢储罐为主，但将由III型35MPa向IV 型70MPa气氢储罐过渡。 2020 2025 2030 强混和中混 纯电 燃料电池 第四阶段燃油限值 采用更高 标准以及更严格的测试方法， 需要混动满足，这一阶段混 动为传统能源的升级替代版 本 “双碳”目标下，柴油发 动机终将逐步退出，混动 将被纯电和燃料电池取代 能源 路线 08： 重卡新能源技术路线演变趋势 资料来源：罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书10 资料来源：案头研究；罗兰贝格 性能 可靠性 TCO 可用性 纯电动汽车 (BEV) ~150 Wh/kg（磷酸铁锂） 1-1.5KW/L 3-4KW/L 200-300公里（配备： 300-400KWH电量） 燃料电池汽车 (FCV) 能量密度 使用寿命 配套设施 系统成本 功率密度 500Wh/kg（随储氢量变化） ~400公里 （配备： 110KW氢燃料 +100KWH锂电） •35 兆帕* 12标准罐： ~400公里 (主流 ) •70 兆帕* 12标准罐： 600-700公里 •液态氢：~1000 公里 续航 能耗成本 101个投入运营，建成118 个 轻卡+ 微面~9万根 公交 ~9.7万根 400-600元/ 百公里 •百公里能耗~ 10KG •氢燃料成本40 -60元/KG 150-180元/ 百公里 •百公里电耗150 -180KWH •度电成本~1元/KWH 1.5-2万小时~3万小时（循环寿命~5000 次） 总成本：~70万元 •氢燃料电池系统单价：5000 -6000元/KW 总成本：~40万元 •磷酸铁锂PACK 单价： 800-1000元 /KWH 09： 当前纯电与氢燃料电池性能对比 商用车前瞻技术趋势白皮书 11 趋势三：新能源专用平台出现，整车效率和性能 进 一 步 提 升，并 与自 动 驾 驶 平台 同 步 迭 代 当前，由于规模效应不足，几乎所有的新能源商用车 车型都为油改电平台。原有柴油车底盘的布置方式限 制了电池、储氢罐等新增部件的布局灵活性，整车底 盘空间尚未得到有效的应用。未来，新能源车专用底 盘将有三大显著的技术趋势： 1. 电驱动桥优化底盘布置： 当前，轻型商用车已经开 始逐步商业化集成电驱动桥，而重卡仍主要采用中央 直驱的模式，主要由于直驱对于整车平台的改动较小 且所需的研发投入低，但其并非最高效率传动方案， 且底盘空间占用较大。未来，新能源车底盘将更多采 用电驱动桥的传动形式，通过集成化设计释放更多底 盘空间给到电池和储氢系统，且整车重量有所降低， 传动效率得到提升，但当前面临着开发成本高和可靠 性方面的挑战（见图 10）。就集成电驱动桥而言，国 内厂家目前主要关注平行和同轴式，而国外头部厂家 则关注垂直式，从技术实现难度上看，未来国内将主 要商业化平行和同轴式电驱桥。同时为提升电驱动效 率和集成化，电机的功率密度将进一步提升，既可以 满足更高的集成要求，如集成到轮边甚至轮毂，另也 可通过电机高速化提升功率密度，可以实现电机小型 化，进而降低成本。除了牵引车和货车的电驱动桥 挂车企业也在尝试应用挂车电驱动桥，以辅助能量回 收、为冷藏箱等辅助装置提供单独的能量支持、支持 牵引车的启动 /停止操作等。 10 2. 储能系统与底盘一体化设计： 结 合 电 驱 动 桥 ，原 有 采用背挂形式的储能系统（电池和储氢罐）可以被更 好地集成到底盘，优化货箱空间。例如，欧洲某领先 商用车企业的纯电和氢燃料牵引车已经将电池布置在 底盘而非传统的背挂式。这些新的布置方式优化了整 车的空间，同时通过与底盘的一体化设计，避免可靠 性和结构强度的问题。 3. 高压平台： 重卡目前主要为 400-600V系 统（ 电 机 额 定 电 压 ），通 过 提 升 整 车 电 压 ，可 以 提 升 充 电 效 率 。例 如，某零部件供应商已经推出可用于混合动力和电动 商用车的 800V电机，实现更高的功率密度并降低热 能损耗。同时，由于整车电压的提升，可一定程度降 低线束规格，减少线束用量，实现降本减重。另一方 面，高压平台可以适配更大功率的快充技术，以提高 充电效率，如德国正在实施世界上第一个兆瓦充电项 目 ，目 标 是 3.75兆瓦峰值。但也需注意到的是，高压平 台 下 ，传 统 的 IGBT电控将无法满足需求，需要采用 SiC 技术才能应对高压技术要求，而目前 SiC仍面临技术和 成本的挑战。 ���� �������� nPÿ¡-¯DRiº™_{ê %H§ZPÿ=}Ÿ(+‡¡-¯ §ZPÿ¡-¯{óQ“N¡RÆ ��� Rear axle �� ����� �� ��+AMT ��� Rear axle ��/ AMT �� ����� �� ������ Rear axle ���� ����� �� ���� � ����� ��� �� ���� �������������� ����� �������������� ��������� CŽ+å%Z‘Ñi«3ǜ4Tdû[r›ò/p{Ú i¾*%ì =}Ÿ(+‡ ����DSRC ��� 2019���C -V2X ��������� ����V2X �� }3 ��CT6 ���� V2X ������2021 ������V2X ����2022�� �������� 5G���V2X �� �DSRC ����� ���2019�4 � �������� LTE�5G ���� �������� ����� Wë[Y 2019�3 ���� �������� �����DSRC � ����V2X �� ��2019��� V2X�����V2X �������� � �DSRC ����� 2019�1 ���� �(KT)�C -V2X�� �������� �V2X �� «‘3 2019������ ��V2X ��� 2,000������ � ����2021�� ���V2X �������� �2021����� ��V2X �� �DSRC ����� ��2019���� �V2X ������ ��V2X ���� �� NüQ 2014��2016�� ������� 2019�2020��� ������ �������� 10�����DSRC �V2X ����� 2018�11���� �������� �������� ���V2X ���� %H3 2020��2021�� ��C -V2X���� ����13��� �������� ���� ����30�C - V2X������� ��� V2X� ��� 18： 各国V2X技术发展进度与动态 资料来源：专家访谈；案头研究；罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书 19 趋势三：自动装卸和车挂自动连接打通运输到仓 储和转运的自动化，助力物流全链路自动化的实 现 运输和仓储的高效运营升级殊途同归，最终无人化都 是重要的抓手。为了协同商用车自动驾驶，需要自动 装卸货技术的辅助，以实现运输到仓储的全链路无 人化。自动装卸系统(ATLS)最早于1960年代出现在欧 洲，1980年代中期得到广泛应用，在国外已有数十年 的应用历史，解决方案相对成熟， 19 但在中国却受 限于物流运输标准化程度较低，推广有限。然而，其 近年来在中国市场需求开始大幅上升，特别是在标准 化 程 度 较 高 、对 供 应 链 效 率 和 安 全 要 求 高 的 领 域 ，如 汽车制造、快消品、冷链等。 此 外 ，卡 车 无 人 化 后 需 要 车 挂 自 动 连 接 装 置 帮 助 其 自 动配对、连接相应挂车。例如，美国某自动驾驶物流 初创公司为其园区内的自动驾驶卡车开发了自动化的 车挂对接技术。 ��������� �����/ ��� œA`C ��������� /�� ������ �������� ���� �����/ ��� ���� ��/ ��������� ��������/ �������������� H¦©Î–€N &æ °Ö ��������( ATLS) ^¦ÔxM| ¦ÔQxM| ^.TxM| �� �������� ��������� ���� ���� ��������� �������� �������� ��� �������� ��������� � �������/ ���� �������� ��ATLS���� ��/ �� ��/ ��� ��� ������ ��� + + + ��������� � ��������� ���� ��������� ������� + - - - ��������� �������� ��� ��������� � ���� + - - �������� ^›úxM| ��������� �������� �������� �������� � ��������� � ���� + - - - - + + + - 19： 自动装卸解决方案 资料来源：MarketsandMarkets；案头研究；罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书20 商业模式思考 未来商用车实现无人驾驶后，不再需要进行司机管 理，这往往是传统物流领域最大的管理挑战，无人的 车队本身则成为一个更加标准化的产品，传统运力方 的车队管理作用不断削弱，由此出现两大商业模式： 1. 无人驾驶车辆租赁： 由于车队原先通过拥车并掌 握高效的司管创造收益的机会不再，对于物流公司而 言，车辆作为重资产被进一步剥离的需求更加强烈。 由此，专业的无人驾驶车辆资产管理和租赁服务将出 现，该服务商所需具备的能力包括资金优势、车辆技 术和资产管理能力等。 2. 无人驾驶车队运营 (TaaS - Truck as a Service)： 由于不需要司管，扫除了管理挑战后，无人驾驶车队 凭借潜在的运营成本，可以直接定位成物流公司，提 供按运输收费的服务模式。这可以满足货主掌控全价 值 链 数 据 的 需 求 ，帮 助 其 提 高 供 应 链 管 理 的 质 量 和 效 率，同时直接对接无人驾驶车队，减少了传统运力方 的分润，可以实现利益最大化。 对于主机厂而言，不论是租赁还是TaaS模式，其对接 终端车主的机会减少，存在被倒逼成为提供租赁和 TaaS服务的自动驾驶初创企业“代工厂”的风险，而 考虑到在租赁和TaaS运营所需资金和技术能力等方 面的先发优势，传统主机厂应重新思考自身定位，探 索新商业模式。 20 传统模式 租赁模式 无人驾驶卡车的 TaaS模式 卡车主机厂 承运商 车辆制造 卡车自有/ 租赁 车辆运营 运力方 自有车辆 车辆运营 远程通信/ 车联 主机厂进行车队管理 卡车主机厂 车辆制造 运力方 自有车辆 车辆运营 远程通信/ 车联 主机厂远程进行车队管理 卡车主机厂 车辆制造 20： 主机厂潜在的转型之路 资料来源：罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书 21 挂车管理 •轮胎压力监测系统 •轮胎充气/ 充气和监控 •EBS 监控和EBPMS •制动片磨损监测 •轴负载/ 压力 •挂车重量/ 挂车耦合状态/ 门/ 里程/ 盗窃监控 •自动开门，自动卸料 •远程卡车/ 挂车操控 •实时远程诊断（状态监测等） •车轴和悬架的预测性维护 •地理围栏 •位置跟踪（GPS ） •牵引车/ 挂车组合监测 •挂车车队分析和诊断 •预告片性能/ 效率监测 •路线优化 •维修计划 卡车管理 •里程数、行驶距离、发动机性能、 胎压等 •预见性维护 •远程诊断 •发动机和燃油消耗实时改善 司机管理 •行程资料 •司机APP（可直接获取信息） •司机行为监控和支持 •驾驶行为指导 •“基于驾驶行为付工资” •不当驾驶警告 •基于位置的服务 •娱乐 •OTA 挂车车队管理 挂车 卡车 21： 车联网解决方案 (示例，非详尽) 资料来源：罗兰贝格 市场发展研判 中国商用车车联网行业在关键技术发展、下游行业需 求、各类玩家参与三方驱动下将保持快速发展，预计 到2025年前装渗透率将超过80%。 1. 关键技术发展： 整车传感器的增加使得数据采集更 加成熟，同时通讯技术的发展也保障了高速行驶下的 数据传输稳定性。 2. 下游行业需求： 未来车队与企业客户比重显著增加 , 其对运营效率要求更高，对车队管理、定制化服务等 提出更高要求。 3. 各类玩家参与： 主机厂未来通过车联网进一步收 集、分析数据，以支持精准研发、快速迭代的产品升级 需求；同时，车联网运营服务商(TSP)通过各类角度切 入市场，围绕主机厂、政府和下游客户提供解决方案。 核心技术趋势 趋势一：卡车传感器增加，同时需要新的车联和 分析技术，以充分发挥网联化的商业价值 车联网应用的实现需要以传感器为基础，可以预见未 来将有更多且更加精密的传感器集成到卡车和挂车。 传 感 器 将 从 早 期 简 单 的 温 度 、油 耗 、油 量 、胎 压 、位 置 等感应，升级到称重、底盘高度、制动片磨损、发动机 磨损等更加复杂的监控功能，以实现更加复杂的车联 网解决方案。 21 第四部分 网联化：连接物流生态，数据赋能全产业链 商用车前瞻技术趋势白皮书22 从整个车队管理的视角来看，车联网功能面临跨整车 品牌、车挂系统分离、多个传感器系统割裂和数据分 析能力尚不成熟等方面的挑战。为解决当前的挑战， 未来硬件标准将进一步统一，采用更加开放的软件 架构，使用统一的云进行多系统的整合和多种数据处 理。 22 与此同时，随着海量数据库的积累和数据分 析能力的提升，车联网的应用不仅仅局限在实时位置 等信息的查看，其数据本身亦可以做到更有预见性， 并赋能研发、售后及车队运营。例如，某欧洲商用车企 业基于故障信息大数据，优化卡车产品设计，包含发 动机匹配、延长电池寿命的最佳输出模式等；并基于 车况数据分析，为车辆提供定制化的养护服务解决方 案 。为 了 应 对 数 据 分 析 能 力 的 需 求 ，某 欧 洲 领 先 商 用 车企业在集团层面设立“卓越企业中心高级分析和大 数据”部门，从最初的高级质量分析系统逐步覆盖到 各数据应用模块的独立开发。 从基本的远程信息处理 … 今天 未来 … 到全连接的平台 Apps 转速器 冷藏车 车门 TPMS 车队 主机厂 Apps 转速 器 冷藏车 车门 TPMS 车队 主机 厂 22： 车联网平台演进 资料来源：罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书 23 网关 DCU ECU 中央计算机 区域计算机 传感器 现有的分布式架构 域集中架构 中央计算单元 +区域 Zonal 单单单单单单单单单单单单单单 中央网关（域控制） 动力域 车身域 智能驾驶域 底盘域 仪表ECU 座椅ECU 灯光控制ECU 防抱死ECU 车身稳定ECU发动机ECU 变速箱TCU 排气控制ECU EGR和增压ECU 摄像头ECU 线控制动ECU …… 激光雷达ECU 23： E/E架构的演进方向 24： 商用车域架构 资料来源：专家访谈；罗兰贝格 资料来源：专家访谈；罗兰贝格 趋势二：汽车智能化、网联化和电子技术的发 展，推动电子电气(E/E)架构从分布式向集中化 演进，带来新的软件和域控制器的市场机会 随着汽车电子的发展，由于传统电子控制器(ECU)“一 盒一功能”的特点，车辆ECU和线束不断增加，架构的 复杂性提升，而分布式架构带来的开发难度和时间成 本也都在大幅度提升。未来，基于芯片算力的提升和 开发效率的要求，电子电气架构将走向集中化。 23 中短期内，将先出现域集中架构，域控制器(DCU)应 运而生。目前，商用车主要分为四大域，即动力域、车 身域、智能驾驶域、底盘域。 24 其 中 ，动 力 域 会 首 先出现整合的趋势，特别是在当前机械式自动变速 箱(AMT)快速普及的市场背景下。动力域的整合可以 实现发动机和传动系统更好的一体化控制，并结合 车联网实现预见性驾驶等功能，帮助车辆经济性的 进一步提升。例如，已有商用车动力系统供应商预计 2021/2022年将推出整合动力域控制器产品；某欧洲 商用车企业的预见性动力总成控制系统(PPC)集成了 地图信息、变速箱控制和动态速度控制系统(PCA)，以 加强发变桥的集成与辅助驾驶系统的配合，避免不必 要的制动、加速、换挡等，提升燃油效率。 长 期 来 看 ，将 走 向 中 央 计 算 单 元 +区域控制器的架构 模式，该架构包含对于车辆核心任务（如自动驾驶等） 有冗余设计的中央车载电脑，以及 4-10个区域控制 器，负责车辆非核心任务（如车灯等）。例如，某欧洲 商用车企业计划将卡车上所有功能全部放置在一台机 器 上 运 行，即 “ 中央车辆管理器 ”( C V M ) ，该 升 级 后 的 “ 中央计算机 ” 可以处理约 5,000个 功 能 ，较 以 往 版 本 提 升了四倍之多。同时，该企业计划在 2025年为所有具 有自动驾驶能力的卡车配备 “ 第二大脑 ” ，即 自 动 化 控 制器 (ADC) ，其 将 辅 助 “ 中央计算机 ” 的 日 常 运 行，实 现车内硬件设施全面智能化。若车辆行驶过程中 ADC 出现任何问题， “ 中央计算机 ” 会作为冗余及时响应。 商用车前瞻技术趋势白皮书24 趋势三：车队管理系统与物流运营管理系统有机 结 合，赋 能 物 流 运 营 效 率 的 提 升 在传统意义上，车联网更多是基于数据实现对车辆资 产的高效管理，而未来车联网可以实现车与物流生态 更好的有机结合： 1. 车联网 1.0： 主要基于GPS系统，实现基本的资产安 全管理功能，如车辆位置追踪、车速监测、实时里程 监测、历史路程记录等。目前大多数前装解决方案都 是车联网1.0产品，且在中国强制安装要求（目前安装 渗 透 率 约 9 0 % ）。 2. 车联网 2.0： 捆绑式增值服务包，打包资产使用效 率、安全、车队合规性、运营效率、货物安全等管理功 能，如地理围栏警报、燃油监控、车辆维修时间计划 和历史、驾驶员行为监控等。目前多数前装解决方案 仅能覆盖车联网2.0产品的有限功能，而后装解决方 案通常功能更为完善。 3. 车联网 3.0： 升 级 服 务 包 ，从 传 统 的 车 队 管 理 向 物 流 管理延伸，通过运输管理系统(TMS)、订单管理系统 (OMS)、仓库管理系统(WMS)的有机结合，实现端到端 货物合规管理、基于数据/洞察的咨询服务、线上线下 综合服务等，包括维修务、ETC/加油卡、信息平台 和数据变现机会，其典型功能包括车货一体化智能调 度、高级路由优化、驾驶员技能培训定期检修服务 （ 自营/第三方）、车队资产审核及采购推荐、司机征 信和个人金融等。目前仍处于初始开发阶段，仅少数 后装解决方案提供商能实现车联网3.0的部分功能。 25 25： 车联网3.0产品在冷链行业的应用示意 资料来源：专家访谈；罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书 25 TCO覆盖维度 车联网优化途径 预计 可优化幅度 通过FMS 、TMS 等智能系统，优化管理效率，降低人 工管理成本 避免运输过程偷窃问题，降低货主损失 通过前/ 后装ETC 设备，享受折扣并降低通行等待时间 主机厂基于车辆数据反馈，降低研发和产销成本，同 时降低司机购车成本 通过车辆医生、维保提醒等降低事故率 通过远程诊断、一键呼救等服务降低故障后的维修成 本及相应损失 通过历史数据分析优化保险费率 通过远程车辆管理和分享分析，降低车贷商管理成本 和司机贷款成本 通过车联网进行TCO 管理 20% 10% 15% 20% 20% 15% 总体TCO 管理成本 道路通行 购车成本 维保成本 保险金融 司机不良驾驶行为监控与分析 根据车辆状态、用车场景等，提出最优驾驶行为建议， 实现能耗最优化 15% 能源成本 直接 价值 潜在 价值 26： 车联网优化TCO 资料来源：专家访谈；罗兰贝格 商业模式思考 网联产品的盈利点在于帮助客户实现TCO的优化，其 直接价值包括对整体、运输管理和道路通行等方面的 优化，而更深层次的价值还包含在能源成本、购车成 本、维保成本和金融保险等方面的优化（见图26）。从 收入模式上看，可以考虑两种模式： 1. 硬件销售和软件订阅收入： 这也是传统的车联网产 品 的 销 售 模 式 ，未 来 硬 件 所 占 的 比 重 将 有 所 降 低 ，更 丰富的软件功能将是核心卖点； 2. TCO优化收益共享： 可以考虑将硬件和软件免费， 分享客户使用车联网产品后的TCO收益，如共享油耗 的节降收益、保费下降的收益等。该模式的推广需要 解决基准线定义，以及优化程度和归因定义的难点， 否则将难以界定TCO收益的规模。 26 对于主机厂而言，对于物流运营了解程度不如专业第 三方，但掌握更多深层次的车辆运行数据，在挖掘潜 在价值方面，如通过数据进行预见性维保、反哺研发 等，更有优势，因此需要加大对于现车辆大数据的 分析和应用的投入。 商用车前瞻技术趋势白皮书26 市场发展研判 物流的高效运营需要基于载具的专业化，但通用化的 挑战又限制了车辆跨行业的应用能力，或将对车辆利 用率产生影响。例如，一辆送外卖的车辆可能仅在一 天的某几个时间段被高效利用，而在其他时间的利用 率则相对较低。未来，可以通过上装和底盘的分离， 以及上装场景化和底盘标准化的设计来平衡专业和 通用的矛盾，其中底盘标准化为商用车共享发展提 供了技术支持： 1. 上装场景化： 上装按场景定制，差异化地满足各场 景的专业化需求，实现场景内使用效率最大化。 2. 底盘标准化： 满足大规模生产对产品标准化的要 求，进而降低生产成本。同时，标准化底盘为商用车 共享化发展提供了技术支持。新能源和自动驾驶技术 的发展加速标准底盘的落地——新能源简化了底盘 的设计，使得底盘更加紧凑和标准化，且自动驾驶技 术的发展可以真正实现底盘不停车运行，实现最大的 共享效率。 当前市场上已经有较多的概念车发布。 27 例如， 丰田推出e-Palette，其是一款可定制的多座功能汽 车 ，上 装 部 分 可 分 为 酒 店 、餐 车 和 流 动 医 院 等 多 种 用 途，亚马逊、必胜客等会使用e-Palette进行自动化交 付，而Uber则会设想自动驾驶载客；斯堪尼亚推出电 动自动驾驶城市概念车，可在早上和傍晚载客通勤， 白天进行货物运输，晚上进行垃圾清运实现车辆全 天最大化利用；PIX Moving提出了“移动空间”概念， 如餐厅、零售店、健身房、酒店、咖啡吧等城市空间， 其可以部署到自动驾驶底盘上，实现可共享、可移动、 可 配 置 、可 连 接 。 第五部分 共享化：上装和底盘分离，提高整车制造和运营效率 Toyota’s ‘e -Palette’ Scania NXT电动自动驾驶城市概念车 PIX Moving 27： 上装场景化和底盘标准化车型案例 资料来源: 案头研究；罗兰贝格 商用车前瞻技术趋势白皮书 27 悬架：在驾驶中优化车 辆性能 电池组：模块化集成低扁平电 池组（电池和电芯），汽车主 体结构，长度可调 逆变器：将直流电转换为交流 电，配置取决于电机 转向系统：机械转向或线控 转向 碰撞吸能区：前后区域可吸收 汽车碰撞时带来的撞击能量 电机：如前/ 后驱电机、 轮边/ 轮毂电机等 制动系统: 鼓式或盘式制动 器——电子驱动器是制动功 能的关键部分 结构件：车架, 车身底部 保护装置等 前/ 后车轴：未与电池链 接，因此电池可以延长 车身附件：使车身与滑板 底盘紧密贴合 齿轮箱 ： 通常情况为 1 档变速器，用于减少空 间和重量 软件 ： 驾驶模式、车 辆控制系统、电池管 理系统等 驾驶控制单元：用于驾 驶控制的ECU 及硬件 电驱系统 28： 电动滑板底盘主要部件 资料来源: 罗兰贝格 核心技术趋势 趋势一：滑板底盘技术推动底盘标准化，助力商 用车共享化的实现 滑板底板是一个集成的、扁平的、灵活的车辆基础结 构 ，其 整 合 了 完 整 电 驱 动 力 系 统 的 平 台 ，可 与 不 同 车 身 类型适配。 28 未来技术演进或将进一步改变滑板底盘设计，使得整 体底盘结构更加紧凑，以为上装部分提供更大的灵活 性。在这些技术演进中，转角模块最具变革性，但短 期内商业化的难度较大；而线控技术虽对底盘的设计 颠覆性较小，但却最易商业化，具体技术演变如下（按 应 用 可 能 性 从 大 到 小 排 序 ）： 1. 线控技术： 电子控制系统而非机械控制系统（如制 动、转向等），预计市场玩家在5年内推出此技术。在 中国，线控转向的法规限制逐步放开，中汽研标准所 线控转向工作组也于 2021年12 月宣布由集度、蔚来 与吉利牵头研究、制定线控转向相关标准，未来有望 实现更多量产应用。 2. 结构化电池组： 电芯直接集成在车架/车身中，无 PACK设计降低重量和简化结构。此概念由特斯拉于 2021年初宣布，预计主要主机厂将在5-10年内应用该 技术。 3. 大型底盘件铸造： 巨型高压压铸机将汽车底盘分成 2-3个部分进行一体化压铸，许多小型车底零件或将被 淘汰。 4. 转角模块： 将 关 键 底 盘 部 件（ 如 转 向 、制 动 、悬 架 装置等）放置在靠近车轮的位置。虽然此技术拥有颠 覆性的潜力，但目前市场上对其能否商业化持不同态 度。 5. 电池更换： 车 身 底 部 的 构 造 允 许 电 池 的 更 换 。由 于 快充技术不断发展，此技术采用可能性较低，但仍有 玩家正在进行尝试。 29 商用车前瞻技术趋势白皮书28 线控制动：单轮节省空 间，允许更灵活的动力。 组合式电机/ 摩擦式制动 器 悬架摆臂：通常被放置 在轮毂内，新型悬架摆 臂可以超过45度 软件：全系统管理 ——同步自动驾驶与 手动驾驶 线控转向：动态线控转向 系统 传动系统：带有多传 动比的齿轮箱、减速 器和联轴器 电机：运用集成逆变 技术以实现高转速 传感器：预防性维护 悬架：被动和主动悬架 冷却系统：需要冷却电 动机，因其靠近摩擦制 动器 29： 滑板底盘技术趋势概述 30： 完整的转角模块主要组成 1) 高 = 必须对现有的电动车平台进行重大重新设计 资料来源：案头研究；专家访谈；罗兰贝格 资料来源：案头研究；专家访谈；罗兰贝格 由于转角模块技术有着更大的转向角，在城市地区拥 有更好的操纵和驾驶体验。与此同时，其有着更高的 空间效率，在车辆长度和宽度相当的情况下，货物和 乘客的空间更大，因此转角模块最具颠覆性。完整的 转角模块将电机、动力系统、制动、转向和悬架等全 部集成在靠近车轮的部位， 30 也 即 轮 毂 电 机 。然 而，考虑到技术实现难度，初期可能出现不集成电机 和传动系统而仅集成线控制动、转向和悬架的 “ 轻 型 ”转 角 模 块 。 商用车前瞻技术趋势白皮书 29 商业模式思考 与共享化下底盘和上车身分离的技术趋势相对应，底 盘的标准化和上车身的定制化将带来两大商业模式创 新： 1. 提供滑板底盘解决方案和代工： 为主机厂提供成 熟的滑板底盘硬件，使得主机厂从高投入的底盘研发 中解脱出来，将更多精力放在上车体（上装）、车辆 控制软件、用户交互体验、自动驾驶等用户高感知的 功能点。该商业模式已经出现在低速无人配送小车市 场，如京东、美团和菜鸟都将底盘设计和生产外包给 第三方，而自己则专注于自动驾驶软件开发。这样的 商业模式也类似于手机的安卓系统与手机厂商用户界 面(UI)的关系，手机厂商可以基于安卓系统开发自己的 UI，而非从零开始做一款底层操作系统。然而，由于底 盘就价值而言仍为整车的大头，且对于技术和安全的 要求极高，某种意义上是各车企的“护城河”，因而外 包代工模式对车企而言也存在巨大挑战，该商业模式 有待进一步验证。 2. 提供定制化的上装配件改装： 在底盘标准化时代， 针对不同的物流运输和作业要求，上装定制化开发需 求增加，由此上车身的设计和定制化生产得以带来新 的盈利点。 商用车前瞻技术趋势白皮书30 诚然，除上述围绕零排放、自动化、网联化和共享化 等众多技术趋势，也有诸如轻量化、卡车列化、低风 阻设计、整车能量管理、传统效率优化等潜在的新兴 或优化技术得以助力赋能物流行业的高效与低碳化发 展。 在商用车领域，除了关注技术本身，更重要的是站 商业化的视角，做好技术、成本和法规三者的平衡，不 应过分关注技术而忽视了技术的转化，也不应过分保 守而导致长期的产品竞争力缺失。 对于商用车主机厂的管理者而言，针对前瞻技术，需要 思考如下四个方面的关键问题： 1生态定位： 新技术的出现催生了大量新的商业模 式，应继续定位为制造型企业，还是进行一定的服务 性新业务探索？若进行服务化转型，应储备怎样的新 能 力 ，寻 找 哪 些 生 态 伙 伴 ？ 2. 技术布局： 前瞻技术涌现，技术点众多且都投入巨 大，但又面临商业化的高不确定性。哪些技术需要把 控？是自制、投资、合作还是外采？哪些是合适的合作 伙伴？如何评价短期内难以商业化的技术投入产出？ 3数字化转型： 除了助力物流行业和客户体验的升 级，众多的新技术也带来了大数据，应如何做好企业 内部的数 据治 理 ？如何进 行 数 据 分析 和变现？如何 利 用数据赋能内部职能？ 4. 组织设计： 诸如新能源、软件、E/E架构调整升级等 新增或强化的技术、为产品研发带来了最为直接的影 响，研发组织是否需要做出相应调整（如按照软硬分 离、新的域来排布组织）？对于一些新的技术是否需 要考虑更加独立，甚至体外孵化的模式以保证效率和 吸引新人才？配套新技术的新商业模式落地应在原有 销售、服务或研发部门内，还是为之设立新组织？ 最后，让我们紧抓这些在商用车领域的技术变革，在 新兴技术领域实现中国商用车汽车工业的弯道超车， 助力物流行业效率再进化，担