核心技术遭垄断 我国电动汽车任重道远
近来一段时间,因为“南海仲裁案”,很多网友自发在网络上传播并号召抵制日货、美货、韩货和菲货,以显示自己爱国。而苹果手机和肯德基、麦当劳等国外品牌相继中枪,很多激进网友打着“爱国”的名义,到肯德基扰乱正常的就餐次序,“抵制肯德基”正成为一幕幕闹剧在各地上演。
在这里,抵制外国商品和爱国的关系问题就不多言了。但谈到抵制,还有一个“反垄断”的概念常常被大家提到,尤其是“技术反垄断”。当然,在技术专利保护角度上,反垄断是无济于事的,一味抵制同样也是作茧自缚,最有效的对策还是得加大创新,寻得技术的突破,以摆脱“寄人篱下”的憋屈和压抑。
大家都知道,现在我国已经成为了全球新能源汽车销量第一大国。新能源汽车电子技术作为汽车工业的核心竞争力之一,正越来越多地受到各整车企业的重视,也为我国汽车工业的转型升级提供了新的发展动力和契机。但是在核心技术领域,尤其是核心零部件的制造上,我国发展水平仍有待提高。那么,目前我国电动汽车核心零部件还有多少技术被国外企业垄断了呢?
动力电池篇
动力电池作为新能源汽车的关键核心零部件,直接影响着新能源汽车产品的技术水平和应用前景,是决定新能源汽车产业能否实现商业化、市场化的核心因素。
高性能的动力电池是新能源汽车产业发展的强大支撑,中、日、韩、美、德是目前车用动力电池研发、产业化及国际标准化的主要推动车和参与者。在锂离子动力电池产业角度来看,日本在技术方面领先,韩国在产值方面最大。国际上,AESC公司、LG化学、三洋电机、松下和三星SDI等动力电池企业产品技术成熟,占据了全球新能源汽车动力电池的绝大部分市场。
今年一月份,北美某网站曾公布了2015年北美电动汽车(BEV纯电动/PHEV插电式混动)的销量情况,以及它们幕后的电池供应商。从表中,我们不难看出我国和日韩在动力电池方面差距还是蛮大的。
据不完全统计,在我国目前有近150家电池企业生产汽车动力电池。但这些电池企业占据市场份额较小,并且产品质量层次不齐直接影响整车性能。甚至在此前的一段时间,国产动力电池被标注上“质量差”的标签。
具体而言,我国电池技术的劣势主要表现在续航里程和使用寿命两个方面。
影响续航里程的主要是电池的能量密度,一方面同等容量大小的情况下,能量密度越高电池越轻;另一方面,质量相当时,能量密度越高电容量越大。举例说,特斯拉的ModelS的85度电版本,电池重量和比亚迪e6的电池重量差不多,但比e6多跑将近180公里。这是因为特斯拉的18650电池,可以储存85度电,而e6只能储存60度电。
电池使用寿命也是消费者特别关心的一个参数,在这方面我国技术也有待突破。比如日本的锰酸锂材料,常温下循环寿命能够达到2000~2500次(80%),高温55oC的循环寿命达到500~800次(80%),而国内的大多数锰酸锂材料,常温循环寿命大约在1200~1500次,高温循环寿命只有300~400次。
驱动电机篇
驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。
据了解,经过多年的持续发展,我国主研发的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机已经实现了与整车产业化技术配套,电机重量比功率达到2.8-3.0kW/kg,电机系统最高效率达到94%以上,系列化产品的功率范围覆盖了200kW以下新能源汽车电机动力需求。
但从高发展水平看,国际上以通用沃蓝达、本田雅阁插电式乘用车为代表的几个国际主流主机厂采用的驱动电机的峰值功率密度(在等效300VDC)可达到3.8kW/kg、连续功率密度可达2.4-2.8kW/kg,而我国的电机峰值功率密度多在2.8kW/kg、连续功率密度在1.2-1.6kW/kg。从电机转速来看,国内驱动电机可以达到12000rpm,与国际14000-16000rpm仍有一定差距。
此外,在高性能创新结构电机的开发上,例如矩形道题、分段道题、定子铁芯嵌入和定转子铁芯分段等电机技术,我国只有少数电机供应商在进行样性开发探索,而国际上已经开始批量生产并进入市场;在冷却技术方面,例如绕组塑封、油冷技术,我国相关产品尚处于起步阶段。
电控系统篇
电机控制技术是电动汽车的关键技术之一,它对电动车的性能将产生巨大的影响。由于驱动电机的原理、种类差别很大,因此,对每类电机的控制都是针对该类电机的原理采用适当的控制方式,所以控制原理各异、种类较多。
据了解,在电机控制器方面,我国已自主开了一些产品,但目前我国电机系统技术水平与国际先进水平差距明显,尤其在电力电子集成控制器方面。但从电力电子集成控制器功率密度比较,存在50-60%的差距;在电力电子控制器集成度方面,目前我国规模化生产的电机驱动控制器功率密度为5-8kW/L,低于12-17kW/L的国际先进水平;而在芯片集成设计、热设计、产品化设计等核心能力方面差距更大。
此外,由于我国电机控制器、车载充电机和DC/DC等车载电力变换器大多采用独立封装形式,集成度低且重量大,因此无法和国外多功能集成功率控制器PCU产品那样进行规模化市场应用。
结语:
得益于国家政策对电动汽车的大力扶持,我国新能源汽车推广进程突飞猛进,2015年中国电动汽车销量为27382辆,占全球总量的37.7%,成为全球第一。
但不可否认的是,由于核心技术的不成熟,我国电动汽车在全球市场上还不是主角。对于我国整车企业以及电池、电机等核心零部件供应商来说,未来的道路依然任重而道远。
但可以肯定的是,在市场快速发展和国家政策的刺激下,周边行业的辐射覆盖以及外资企业的大举落地都将极大加强我国核心零部件领域的产业基础。尤其在资本市场的作用下,使得前沿技术与产业的融合速度加快。此外,互联网模式的影响下,传统产业和企业都将逐步从单纯的产品溢价转向商业模式的溢价,相关产业链得以发展和完善。毋庸置疑,这些因素都将促进电动汽车的成熟和发展,我国核心零部件技术实现弯道超越将指日可待。
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