——这篇文章是第《二师兄研究所》号第35期
早在2009年,我国就提出并实施了新能源汽车发展战略,通过补贴推进新能源汽车的实际量产落地。经过十多年的发展,国内汽车企业也确实在这一领域取得了长足的进步。中国已经连续5年实现新能源汽车世界生产第一,培育了宁德市时代、威来、比亚迪、鹏鸟等电力电池和车辆强势企业。
这么早大力推进新能源汽车产业,除了环境诉求之外,也是自主汽车工业试图改变赛道,扭转燃油车的长期落后。
目前,自主品牌新能源车的成绩是有目共睹的,但国外的老工厂和新势力绝对不会等死,中国的企业与它们相比,彼此有利有弊。
新能源汽车代表了交通工具从机械化向电气化的演变,将核心技术从传统发动机变速器转向电池、电气控制、电机和辅助驾驶芯片。
在新赛道上,自主品牌能否甩开列强,取决于这几个大盘的发展。
动力电池
电池不仅是新能源汽车的重量级组件,也是成本最高的部分,通常约占新能源汽车成本的40%。
所以以后谁能掌握动力电池,谁就能嘲笑江湖。
根据最新产品,比亚迪汉EV的续航里程为605公里,动力电池的重量为549公斤;是。特斯拉model 3长电池续航668公里,动力电池477公斤。
由于我国早期的大力普及,目前电力电池在全球处于领先地位。
今年1-9月,宁德市时代电力电池装机容量为19.2GWh,占电力电池总装机容量的23.1%,位居世界第一,LG化学、日本松下、三星SDI、SKI紧随其后。
连全面进入中国的特斯拉和大众ID4家族都在国产后使用了宁德市时代的电池,这相当于合资企业使用了中国心脏。想起十多年前自主品牌清一色的三菱发动机,真是张国志。
主机厂方面,比亚迪对电池的造诣最深,新的刀片式电池在安全方面处于领先地位,良好的能量密度、耐用性和稳定性都有很大优势,今后还将提供供应。
从世界电力电池排行榜可以看出,无论是特斯拉这样的搅局者,还是大众、BBA等传统西方豪门,目前也只能使用中日韩供应的电池。
当然,奢侈品牌本身就很强大。
号召力,使得它们的溢价暂时不被电池所累,像保时捷Taycan就采用了LG化学的电池。
不过,长远来看,大厂都会谋求自己掌控动力电池,特斯拉诞生就和松下绑定在一起,现在也在计划自行生产电池。
不管是比亚迪的磷酸铁锂电池,还是特斯拉和宁德时代主打的三元锂离子电池,当下主流的动力电池都属于液态电解液的锂离子电池,理论最高能量密度350wh/kg,实际上,300wh/kg左右就是极限。
例如,比亚迪刀片电池能量密度是140wh/kg,特斯拉采用的松下21700电池能量密度是161wh/kg,液态电池的理论和实际效能都有局限性,这也是当下新能源车实际续航里程无法媲美燃油车的主要原因。
也就是说,当下各品牌的旗舰电动车,不管什么品牌,在目前电池技术的框架下,大家的续航表现不会拉开太大的差距。
新能源车要真正进入实用阶段,也就是随便一辆车都能跑到500公里或者以上的续航,还要看下一阶段的固态动力电池,能量密度将轻松突破300wh/kg,这也是大部分动力电池厂家接下来的发力点。
一向对新能源车冷眼旁观的丰田,却早就入场研究固态电池,甚至拥有最多的固态电池专利。
所以,自主品牌现在在动力电池上的优势不会持续太久,如果能在固态电池上领先,才能叫掌握了未来。
电控
新能源车的电控部分分为整车控制器、电池控制器和电机控制器三部分,其中,前两块自主品牌都有成熟的技术无需依赖外国,而电机控制器技术的核心零部件IGBT方面, 却是另外一旦景象。
IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的部件,它决定了整车的能源效率,堪称新能源车的神经中枢,但是,这么重要的组件,却90%以上依赖进口。
IGBT大名叫绝缘栅双极型晶体管,有电器的地方就会有它的存在,新能源汽车上主要靠它来控制直、交流电的转换,它决定了驱动系统的扭矩,最大输出功率和电能的效率。
目前,IGBT行业主要由外资主导,前五大厂商英飞凌、三菱、富士电机、安森美、瑞士ABB占据了超过70%的市场份额。
不管是自主新势力的蔚来、小鹏,还是传统的吉利、广汽新能源,其搭载的车型的IGBT都使用了外国产品,即便是特斯拉使用的IGBT,也是英飞凌供货。
国内整车厂中,唯一拥有IGBT全产业链的只有比亚迪。
要知道,早在2005年比亚迪就组建了IGBT研发团队,最新的IGBT4.0的晶圆厚度已经减薄到120um,同等工况下,综合损耗较当前市场主流的IGBT降低了约20%,电流输出能力较当前市场主流的IGBT高15%。
另外,国内的斯达半导体作为全球唯一一家进入前10名的中国企业,也拥有不俗的实力。
从全球范围来看,IGBT现在已经发展到7.5代,比亚迪IGBT4.0大概处于国际第5代的水准,斯达半导体大概处于国际6代水准,和国际一流相比还存在代差。
这个差距,其实主要是国内半导体行业的整体状况造成的。
我们在芯片设计、晶圆制造、模块封装等环节和国外甚至台湾相比都还是有明显差距,这一点从一些大事件方面也不难理解。
智能辅助驾驶芯片
其实,在新能源汽车火起来以前,普通的燃油车也有辅助驾驶功能。
只不过受限于技术条件,功能并不会很强大,对于芯片计算能力的要求也不高。
当下新能源汽车发展如火如荼,言必称自动驾驶,车上越来越多的摄像头和雷达等传感器,都需要强大的处理器。
驾驶芯片是实现驾驶辅助、自动驾驶和主动安全功能的的大脑,只有强大的芯片,才能实现更智能和更精彩的功能,芯片也成为了智能汽车的核心技术之一。
只可惜,因为众所周知的原因,只要是谈到高级芯片,都会是我们国产品牌的软肋。
目前,智能辅助驾驶芯片主要集中在英伟达、英特尔Mobileye和特斯拉三家。
其中,L4及以上的自动驾驶芯片几乎被英伟达的AI芯片Drive PX 2垄断,L2级别的就是英特尔Mobileye的EyeQ3或Eye Q4的天下。
比如,蔚来ES6/ES8、小鹏G3、广汽新能源Aion LX就使用了Mobileye的EyeQ4芯片,领克明年上市的最新纯电动ZERO concept也会使用英特尔Mobileye的技术。理想汽车和全新一代奔驰S级,都采用了英伟达的芯片。
国内的供应商主要集中在寒武纪、地平线和华为这三家。
从发布的产品来看,计算能力并不差,只是缺乏大规模的装车经验和实际行驶的大数据,直接和英伟达、英特尔等肉搏还需时日。
到目前为止,自主品牌主机厂没有一家能够生产高性能的驾驶辅助芯片,当然,这绝对是一个全新且难度极高的领域,我们仍然需要等待我国半导体行业的整体进步。
电机
车用电机主要分两类:一是永磁同步电机,二是交流异步电机。前者成本高,效率也更好,适合长续航车型,后者过载能力比较强,能够输出的扭矩比较大,适合高性能车型。
在新能源汽车的核心零部件中,驱动电机应该是最接近传统汽车工业风格的,技术含量和行业壁垒没有那么高,国内国外都没有一家独大的情况。
自主品牌中,只要是上量的新能源车型,电机都是自己生产,比亚迪、蔚来、北汽都是完全自给自足。
国产供应商中,华域汽车和方正电机为很多自主品牌配套,台湾富田电机甚至还是特斯拉的供应商。
国外汽车厂家中,一部分车企选择自己生产,比如大众汽车;如果要配套,就选择外国阵营的供应商,如日本电产、采埃孚、博格华纳等。
总体来说,自主品牌车用电机和国外能够分庭抗礼。
结束语:本以为我国新能源汽车起步早,再加上没有发动机变速箱的桎梏,实现弯道超车大有希望。但是,新能源汽车的研究重心却另有一番天地,高端化学和半导体技术变成了自主品牌们需要攀登的陌生的新高峰。从长远的角度来看,现在还出处于一个混沌的阶段,新能源的技术路线、电池的性能、控制芯片、软件系统等都处在初级的探索时期。鹿死谁手犹未可知,新能源汽车确实是个弯道,但仍然迷雾重重,现在说超车成功,可能还为时尚早。
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