——本文系《二師兄研究所》第35期
早在2009年,我國(guó)就提出并實(shí)行了新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略,通過(guò)補(bǔ)貼來(lái)推動(dòng)新能源汽車的實(shí)際量產(chǎn)落地。經(jīng)過(guò)了十多年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)車企也確實(shí)在這個(gè)領(lǐng)域上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步:中國(guó)已經(jīng)連續(xù)5年實(shí)現(xiàn)新能源汽車世界產(chǎn)銷第一,并培育出了寧德時(shí)代、蔚來(lái)、比亞迪、小鵬等一批動(dòng)力電池和整車強(qiáng)勢(shì)企業(yè)。
之所以這么早就大力推進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè),除了環(huán)保訴求,更大的原因還是希望讓自主汽車工業(yè)轉(zhuǎn)換賽道,試圖扭轉(zhuǎn)燃油車長(zhǎng)期落后的局面。
目前,自主品牌新能源汽車成績(jī)有目共睹,不過(guò),外國(guó)的老牌大廠和新勢(shì)力們絕對(duì)沒(méi)有坐以待斃,中國(guó)的企業(yè)和它們相比,互有長(zhǎng)短。
新能源汽車代表了交通工具從機(jī)械化向電動(dòng)化的進(jìn)化,如此一來(lái),核心技術(shù)就從傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱轉(zhuǎn)變?yōu)殡姵?、電控、電機(jī)和輔助駕駛芯片。
在新的賽道上,自主品牌是否能甩開(kāi)列強(qiáng),還得看這幾大板塊的發(fā)展?!?/p>
動(dòng)力電池
電池不僅是新能源車的重量級(jí)組成部分,也是成本最高的一塊,通常占到了一輛新能源車成本的40%左右。
所以,未來(lái)誰(shuí)能掌握了動(dòng)力電池,誰(shuí)就能笑傲江湖。
按最新的產(chǎn)品來(lái)看,比亞迪漢EV超長(zhǎng)續(xù)航版續(xù)航里程605km,動(dòng)力電池重達(dá)549kg;特斯拉Model 3 長(zhǎng)續(xù)航版續(xù)航里程668km,動(dòng)力電池則有477kg。
得益于我國(guó)較早的大力推廣,目前動(dòng)力電池在世界范圍內(nèi)都是領(lǐng)先的。
今年1-9月,寧德時(shí)代動(dòng)力電池裝機(jī)量為19.2GWh,占動(dòng)力電池總裝機(jī)量的23.1%,位居全球第一,緊隨其后的是LG化學(xué)、日本松下、三星SDI和SKI。
即便是全面進(jìn)入中國(guó)的特斯拉和大眾ID4家族,國(guó)產(chǎn)以后都使用了寧德時(shí)代的電池,這就好比合資企業(yè)使用了中國(guó)心臟。回想起十多年前自主品牌清一色的三菱發(fā)動(dòng)機(jī),實(shí)在是長(zhǎng)國(guó)人志氣。
主機(jī)廠方面,以比亞迪在電池上面造詣最深,全新的刀片電池在安全性上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,還保證了不錯(cuò)的能量密度,耐久性,穩(wěn)定性都有很大的優(yōu)勢(shì),將來(lái)還會(huì)向外供貨。
從世界動(dòng)力電池的排名就能看出來(lái),不管是特斯拉這樣的攪局者,還是大眾或者BBA等傳統(tǒng)西方豪門(mén),現(xiàn)在都只能使用中日韓供應(yīng)的電池。
當(dāng)然,豪華品牌由于本身有強(qiáng)大的號(hào)召力,使得它們的溢價(jià)暫時(shí)不被電池所累,像保時(shí)捷Taycan就采用了LG化學(xué)的電池。
不過(guò),長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,大廠都會(huì)謀求自己掌控動(dòng)力電池,特斯拉誕生就和松下綁定在一起,現(xiàn)在也在計(jì)劃自行生產(chǎn)電池。
不管是比亞迪的磷酸鐵鋰電池,還是特斯拉和寧德時(shí)代主打的三元鋰離子電池,當(dāng)下主流的動(dòng)力電池都屬于液態(tài)電解液的鋰離子電池,理論最高能量密度350wh/kg,實(shí)際上,300wh/kg左右就是極限。
例如,比亞迪刀片電池能量密度是140wh/kg,特斯拉采用的松下21700電池能量密度是161wh/kg,液態(tài)電池的理論和實(shí)際效能都有局限性,這也是當(dāng)下新能源車實(shí)際續(xù)航里程無(wú)法媲美燃油車的主要原因。
也就是說(shuō),當(dāng)下各品牌的旗艦電動(dòng)車,不管什么品牌,在目前電池技術(shù)的框架下,大家的續(xù)航表現(xiàn)不會(huì)拉開(kāi)太大的差距。
新能源車要真正進(jìn)入實(shí)用階段,也就是隨便一輛車都能跑到500公里或者以上的續(xù)航,還要看下一階段的固態(tài)動(dòng)力電池,能量密度將輕松突破300wh/kg,這也是大部分動(dòng)力電池廠家接下來(lái)的發(fā)力點(diǎn)。
一向?qū)π履茉窜嚴(yán)溲叟杂^的豐田,卻早就入場(chǎng)研究固態(tài)電池,甚至擁有最多的固態(tài)電池專利。
所以,自主品牌現(xiàn)在在動(dòng)力電池上的優(yōu)勢(shì)不會(huì)持續(xù)太久,如果能在固態(tài)電池上領(lǐng)先,才能叫掌握了未來(lái)。
電控
新能源車的電控部分分為整車控制器、電池控制器和電機(jī)控制器三部分,其中,前兩塊自主品牌都有成熟的技術(shù)無(wú)需依賴外國(guó),而電機(jī)控制器技術(shù)的核心零部件IGBT方面, 卻是另外一旦景象。
IGBT占整車成本的7-10%,是除電池之外成本第二高的部件,它決定了整車的能源效率,堪稱新能源車的神經(jīng)中樞,但是,這么重要的組件,卻90%以上依賴進(jìn)口。
IGBT大名叫絕緣柵雙極型晶體管,有電器的地方就會(huì)有它的存在,新能源汽車上主要靠它來(lái)控制直、交流電的轉(zhuǎn)換,它決定了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的扭矩,最大輸出功率和電能的效率。
目前,IGBT行業(yè)主要由外資主導(dǎo),前五大廠商英飛凌、三菱、富士電機(jī)、安森美、瑞士ABB占據(jù)了超過(guò)70%的市場(chǎng)份額。
不管是自主新勢(shì)力的蔚來(lái)、小鵬,還是傳統(tǒng)的吉利、廣汽新能源,其搭載的車型的IGBT都使用了外國(guó)產(chǎn)品,即便是特斯拉使用的IGBT,也是英飛凌供貨。
國(guó)內(nèi)整車廠中,唯一擁有IGBT全產(chǎn)業(yè)鏈的只有比亞迪。
要知道,早在2005年比亞迪就組建了IGBT研發(fā)團(tuán)隊(duì),最新的IGBT4.0的晶圓厚度已經(jīng)減薄到120um,同等工況下,綜合損耗較當(dāng)前市場(chǎng)主流的IGBT降低了約20%,電流輸出能力較當(dāng)前市場(chǎng)主流的IGBT高15%。
另外,國(guó)內(nèi)的斯達(dá)半導(dǎo)體作為全球唯一一家進(jìn)入前10名的中國(guó)企業(yè),也擁有不俗的實(shí)力。
從全球范圍來(lái)看,IGBT現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到7.5代,比亞迪IGBT4.0大概處于國(guó)際第5代的水準(zhǔn),斯達(dá)半導(dǎo)體大概處于國(guó)際6代水準(zhǔn),和國(guó)際一流相比還存在代差。
這個(gè)差距,其實(shí)主要是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的整體狀況造成的。
我們?cè)谛酒O(shè)計(jì)、晶圓制造、模塊封裝等環(huán)節(jié)和國(guó)外甚至臺(tái)灣相比都還是有明顯差距,這一點(diǎn)從一些大事件方面也不難理解。
智能輔助駕駛芯片
其實(shí),在新能源汽車火起來(lái)以前,普通的燃油車也有輔助駕駛功能。
只不過(guò)受限于技術(shù)條件,功能并不會(huì)很強(qiáng)大,對(duì)于芯片計(jì)算能力的要求也不高。
當(dāng)下新能源汽車發(fā)展如火如荼,言必稱自動(dòng)駕駛,車上越來(lái)越多的攝像頭和雷達(dá)等傳感器,都需要強(qiáng)大的處理器。
駕駛芯片是實(shí)現(xiàn)駕駛輔助、自動(dòng)駕駛和主動(dòng)安全功能的的大腦,只有強(qiáng)大的芯片,才能實(shí)現(xiàn)更智能和更精彩的功能,芯片也成為了智能汽車的核心技術(shù)之一。
只可惜,因?yàn)楸娝苤脑?,只要是談到高?jí)芯片,都會(huì)是我們國(guó)產(chǎn)品牌的軟肋。
目前,智能輔助駕駛芯片主要集中在英偉達(dá)、英特爾Mobileye和特斯拉三家。
其中,L4及以上的自動(dòng)駕駛芯片幾乎被英偉達(dá)的AI芯片Drive PX 2壟斷,L2級(jí)別的就是英特爾Mobileye的EyeQ3或Eye Q4的天下。
比如,蔚來(lái)ES6/ES8、小鵬G3、廣汽新能源Aion LX就使用了Mobileye的EyeQ4芯片,領(lǐng)克明年上市的最新純電動(dòng)ZERO concept也會(huì)使用英特爾Mobileye的技術(shù)。理想汽車和全新一代奔馳S級(jí),都采用了英偉達(dá)的芯片。
國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商主要集中在寒武紀(jì)、地平線和華為這三家。
從發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看,計(jì)算能力并不差,只是缺乏大規(guī)模的裝車經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際行駛的大數(shù)據(jù),直接和英偉達(dá)、英特爾等肉搏還需時(shí)日。
到目前為止,自主品牌主機(jī)廠沒(méi)有一家能夠生產(chǎn)高性能的駕駛輔助芯片,當(dāng)然,這絕對(duì)是一個(gè)全新且難度極高的領(lǐng)域,我們?nèi)匀恍枰却覈?guó)半導(dǎo)體行業(yè)的整體進(jìn)步。
電機(jī)
車用電機(jī)主要分兩類:一是永磁同步電機(jī),二是交流異步電機(jī)。前者成本高,效率也更好,適合長(zhǎng)續(xù)航車型,后者過(guò)載能力比較強(qiáng),能夠輸出的扭矩比較大,適合高性能車型。
在新能源汽車的核心零部件中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)該是最接近傳統(tǒng)汽車工業(yè)風(fēng)格的,技術(shù)含量和行業(yè)壁壘沒(méi)有那么高,國(guó)內(nèi)國(guó)外都沒(méi)有一家獨(dú)大的情況。
自主品牌中,只要是上量的新能源車型,電機(jī)都是自己生產(chǎn),比亞迪、蔚來(lái)、北汽都是完全自給自足。
國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商中,華域汽車和方正電機(jī)為很多自主品牌配套,臺(tái)灣富田電機(jī)甚至還是特斯拉的供應(yīng)商。
國(guó)外汽車廠家中,一部分車企選擇自己生產(chǎn),比如大眾汽車;如果要配套,就選擇外國(guó)陣營(yíng)的供應(yīng)商,如日本電產(chǎn)、采埃孚、博格華納等。
總體來(lái)說(shuō),自主品牌車用電機(jī)和國(guó)外能夠分庭抗禮。
結(jié)束語(yǔ):本以為我國(guó)新能源汽車起步早,再加上沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱的桎梏,實(shí)現(xiàn)彎道超車大有希望。但是,新能源汽車的研究重心卻另有一番天地,高端化學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)變成了自主品牌們需要攀登的陌生的新高峰。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看,現(xiàn)在還出處于一個(gè)混沌的階段,新能源的技術(shù)路線、電池的性能、控制芯片、軟件系統(tǒng)等都處在初級(jí)的探索時(shí)期。鹿死誰(shuí)手猶未可知,新能源汽車確實(shí)是個(gè)彎道,但仍然迷霧重重,現(xiàn)在說(shuō)超車成功,可能還為時(shí)尚早。
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