智能应用 影音
Dtalk
荣耀会员

汽车电动化对工具机产业是危机还是转机?

汽车电动化对工具机产业是危机还是转机?

电动车不仅是未来市场主流,也牵动相关产业进入新的变局。而在汽车电动化后,对原先占据市场需求比重约40%的工具机产业而言,到底是危机还是转机?

汽车电动化已成为不可阻挡的趋势,内燃机(ICE)动力汽车被视为一种过时的技术。当汽车的动力来源从燃油走向以电力驱动,改变的不只是整体车辆的系统架构,电动车亦是一个结合IT的创新产业,随之而来的还有现今市场中生产模式的多样化,使得电动车市场发展愈来愈热络。

相较传统燃油汽车以引擎、变速箱等传统零件做为动力系统,电动车的动力来源则为电池、驱动马达与电控,市场不断强调「三电系统」的重要性,而对于原先负责多项汽车零件生产的工具机产业来说,这是否意味着市场将大大削弱其需求,而造成工具机市场的萎缩?这对台湾主要出口产业之一的机械业来说,似乎不是个好现象。

从内燃机到电机的冲击

工具机市场萎缩的说法事实上并非空穴来风。先从燃油汽车到电动车的结构来看,其中最关键的差异有三点,包括马达取代引擎、电池取代油箱,以及减速机逐渐取代变速箱。

从差异最大的动力装置来看,过去光是一个引擎就需要相当1,200项零件,但当马达取代引擎,所需零件大幅减至100多项,而引擎本体需要的汽缸体、活塞、曲轴、排气阀门和凸轮轴等零组件的需求也相对应减少,且由于没有引擎,变速箱也相对简化。

这意味着过去为适应这部分零件构造而衍生出的铣削、钻孔、搪削、螺纹加工、磨床等多种复杂的金属切削加工制程恐将不再为市场所需。也因为需要加工的项目减少,为适应这种加工制程所衍生出的各类工具机及专用机、自动化产线、刀具等,恐怕也将失去原有的作用,连带降低了对工具机的整体需求,而直接导致汽车机床制造的市场收缩。

以纯电动车的零组件数量约为传统内燃机汽车的50~70%,如果全部替代内燃机汽车的话,市场预估少了引擎及变速箱等相关零件需求,机床和工具消费市场订单将会大幅减少30~50%。

市场研究谘询公司PTR曾推估,至2030年工具机在汽车应用市场的规模,将会较2018~2019年的平均值减少10~15%,约为45亿~67亿美元,并推估将在2026年开始萎缩。

是危机还是新商机?

工具机是台湾机械业前三大出口产业,对于现正积极往两万亿产值迈进的机械业来说至关重要,表面来看电动车的普及似乎将对工具机产业产生莫大压力,不过市场却也非一面倒,甚至业界有不同声音出现,认为未来工具机市场,是「既充满挑战也充满机会」。

挑战诚如上述所言,但机会何在?工具机公会理事长许文宪就曾公开回应对于汽车业电动化商机的期待,他认为汽车电动化之后,虽然取消引擎、变速箱等关键零组件,但像是其他零件不会消失,包括齿轮、铝轮圈、导线架、板金等,台厂仍有机会,且还有非常多隐形冠军。

东台集团董事长严瑞雄也指出,目前除了电池外,整台电动车所需的各种零组件,台湾厂商其实都可以制造供应。像是电动车未来转向系统与刹车系统改用伺服控制,传动元件大厂上银的滚珠螺杆及关系企业大银微系统的线性马达,都会因此受到重用。

过去内燃机时代,引擎零件不仅数量多达千项,制程也较马达复杂,台厂过去很难在此领域有所发挥,但马达制程相对简易,加上所需零件更少,过去台厂未能把握的汽车年代,在电动车时代却大有可为。除了马达,包括电池外壳或其他关键零组件,都有不少台湾工具机厂商切入。

电动车几近无声的秘密

由于没有内燃机构所产生的引擎噪音,马达运转又接近无声,过去传动机构中齿轮啮合的声音在没有了引擎的掩盖下,汽车厂也开始对传动机构的各种噪音进行严格管控,利用各种技术将这种机械噪音降到最低,才能体现出行驶几近无声的驾驶环境。

随着汽车电动化,有些零件的量虽然需求变少,但却在「质」的部分有所提升,例如齿轮。也是因为「安静」的需求,反而对齿轮加工精度的要求更为严苛。如今要做电动车动力系统的齿轮,加工厂对于齿轮研磨设备的投资俨然也成为一场军备竞赛。

过去高端齿轮加工设备几乎是进口居多,像高端螺旋伞齿轮切齿或磨齿专用机动辄都要超过新台币3,000万元,且交期冗长、维修困难,对一般齿轮加工厂来说成本压力非常大,为此产业近年也积极寻求能将设备国产化,试图降低对进口设备的依赖。

轻量化带动复材加工新需求

电动车最大的成本就在于电池,因此为了让电动车在续航力的表现上更有优势,从电池到车身结构都要「瘦身」。透过轻量化来提升续航力这件事,早在飞机制造中就已经被产业深入研究,过去在汽车产业也以此为目标,可以说,不管汽车有无电动化,轻量化都是交通载具过往相当关注的发展趋势。

电动车制造商也将目光聚焦在质量较轻的碳纤维复合材料或铝合金,但其高硬度、高强度的特性造成加工过程一定难度,采用水刀或超声波雷射头进行切割或钻孔,反倒成为机械业者可切入电动车的商机。

在相同尺寸下,锻造轮圈的重量平均可较铸造轮圈轻15~25%,严瑞雄因此也强调,锻造轮圈的渗透率提升,衍生新的零件需求,原有加工法有不足之处,传统金属加工设备因此也必须跟着改变工法,对工具机设备来说就是新的机会,也可望因此带动台湾铝轮圈专用加工机、Turnkey自动化设备的CNC工具机厂商机。

看准电动车是未来市场主流,工具机大厂不只将其视作新市场布局,也早已磨拳擦掌。包括东台、上银及友嘉等机械设备与关键零组件大厂都纷纷展开超前部署。

早在3~4年前就着眼于电动车带来的新变局,东台旗下原本生产汽车引擎变速箱的设备厂,近年也转型生产电动车相关设备,更以电动车电池壳设备打入欧洲车厂Tier 1供应链。

友嘉则是切入马达外壳及齿轮传动件设备,客户涵盖奔驰(Mercedes-Benz)、BMW等大厂。似乎对于市场来说,电动车的发展虽然一定程度影响产业,但却也让产业大啖新商机,同时也让产业得以往更高附加价值的市场迈进。

  •     按赞加入DIGITIMES智能应用粉丝团
更多关键字报导: 电动车 工具机