新能源汽車“卡脖子”難題:市場領(lǐng)先,技術(shù)卻落后

時間:2018-10-17

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:我國新能源汽車近些年發(fā)展迅速,新能源汽車年產(chǎn)銷規(guī)模、鋰離子動力電池裝配量都是世界第一,新能源汽車更是被寄予厚望要成為趕超西方汽車工業(yè)的突破點(diǎn)。不過, 與世界先進(jìn)技術(shù)水平相比,我國一些關(guān)鍵 核心技術(shù)還未掌握,這被行業(yè)不少人士認(rèn)為, 將成為我國新能源汽車高質(zhì)量發(fā)展的制約因素。

【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 我國新能源汽車近些年發(fā)展迅速,新能源汽車年產(chǎn)銷規(guī)模、鋰離子動力電池裝配量都是世界第一,新能源汽車更是被寄予厚望要成為趕超西方汽車工業(yè)的突破點(diǎn)。不過,與世界先進(jìn)技術(shù)水平相比,我國一些關(guān)鍵核心技術(shù)還未掌握,這被行業(yè)不少人士認(rèn)為,將成為我國新能源汽車高質(zhì)量發(fā)展的制約因素。羅蘭貝格日前發(fā)布的《2018全球電動汽車發(fā)展指數(shù)》顯示,在市場層面,中國排名第一,但在技術(shù)層面,中國遠(yuǎn)不如日本、法國、美國等國家,排名僅處于第六位。

9月初舉行的2018中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇上,科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司副司長續(xù)超前提出,盡管經(jīng)過多部門、跨行業(yè)的合作和聯(lián)動,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了一定成績,但其發(fā)展仍然面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。新能源汽車下一步研究重點(diǎn)可以用九個字概括,即補(bǔ)短板、建優(yōu)勢、強(qiáng)能力。其中,補(bǔ)短板就是要從戰(zhàn)略性產(chǎn)品當(dāng)中找到存在的不足,政府將聚焦戰(zhàn)略性產(chǎn)品里涉及到國家安全、經(jīng)濟(jì)安全、產(chǎn)業(yè)安全的技術(shù)短板。

那么,我國新能源汽車發(fā)展中有哪些技術(shù)短板?這些技術(shù)短板如何影響我國新能源汽車發(fā)展?

對此,中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春告訴記者,新能源汽車發(fā)展過程中,“大三電”(電機(jī)、電池、電控)、“小三電”(電制動、電轉(zhuǎn)向、電空調(diào))、輕量化、全天候穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)中都存在一些“卡脖子”技術(shù),這些技術(shù)亟待攻破,否則它們將制約我國新能源汽車后續(xù)高質(zhì)量發(fā)展,削弱我國目前已經(jīng)累積的新能源汽車發(fā)展優(yōu)勢。

動力電池核心材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口

國家新能源汽車創(chuàng)新工程項(xiàng)目專家組組長王秉剛告訴《中國汽車報》記者,在新能源汽車發(fā)展過程中,受到挑戰(zhàn)較大的首推動力電池。目前,我國動力電池行業(yè)發(fā)展很快,產(chǎn)銷量很大,也有一些優(yōu)秀的動力電池企業(yè)。不過,目前我國高品質(zhì)動力電池的一些材料仍依賴進(jìn)口,動力電池制造的一些核心裝備也需要進(jìn)口,這些都是需要繼續(xù)攻克的難關(guān)。此外,日韓動力電池企業(yè)實(shí)力強(qiáng)勁,近幾年因多方面原因,沒能順利進(jìn)入中國市場,隨著擴(kuò)大開放的腳步加快,這些企業(yè)將會加快在中國的布局,屆時,也將給國內(nèi)電池企業(yè)帶來一定的考驗(yàn)。

關(guān)于我國動力電池,行業(yè)有明確的發(fā)展目標(biāo),即高能量、高能效、高安全、高壽命、全氣候、全固態(tài)、低成本。“全固態(tài)電池和電池管理系統(tǒng)是兩大核心技術(shù),我國電動汽車‘十三五’規(guī)劃的技術(shù)目標(biāo)是電池單體密度≥300Wh/kg,壽命≥1500次,成本≤0.8元/Wh;電池系統(tǒng)能量密度≥210Wh/kg,壽命≥1200次,成本≤1.2元/Wh?!睂O逢春說,這樣的預(yù)期目標(biāo)我們可以達(dá)到。但他也同時強(qiáng)調(diào),我國需要在電池正負(fù)極材料、隔膜、電解液、制造工藝、高端制造裝備等方面重點(diǎn)突破,尤其是隔膜和高端制造裝備現(xiàn)在仍需要進(jìn)口,屬于動力電池“卡脖子”技術(shù)。

“從行業(yè)角度來看,美國有比較強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計能力,目前仍然引領(lǐng)鋰電池原始創(chuàng)新、核心材料研發(fā);日本作為電池材料制造大國,生產(chǎn)規(guī)范嚴(yán)格,能夠最先制造出新的成品電池;我國和韓國處于第二梯隊?!蹦祥_大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長周震曾指出,在我國,高端電池的四大核心材料中,隔膜產(chǎn)業(yè)仍是短板,目前依然大量依賴進(jìn)口?!昂诵募夹g(shù)缺乏、隔膜等關(guān)鍵材料不給力,成了國產(chǎn)鋰電池難以承受之痛?!敝苷鹫f。

高速高效大功率電機(jī)欠缺

在新能源汽車發(fā)展過程中,除了動力電池,作為“大三電”組成部分的電機(jī)和電控,其技術(shù)發(fā)展與升級也不容忽視。

數(shù)據(jù)顯示,2017年我國驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)能超過220萬臺,部分企業(yè)進(jìn)入國際整車配套體系。目前我國既有比亞迪、上海電驅(qū)動、精進(jìn)電動等提供大功率驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器的企業(yè),也有如山東德陽、杭州杰能、永康斯科諾等提供小功率驅(qū)動電機(jī)及控制器的企業(yè)。中國汽車工程學(xué)會相關(guān)專家認(rèn)為,在純電動汽車領(lǐng)域,我國電機(jī)和電控系統(tǒng)的自主研發(fā)做得比較好,一些企業(yè)也在為跨國公司提供研發(fā)樣機(jī)或批量配套。但即使這樣,和國外先進(jìn)水平仍存在一定差距。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在過去的10年,我國新能源汽車電機(jī)及驅(qū)動控制系統(tǒng)專利申請總量位居世界第一,但其中最能體現(xiàn)技術(shù)水平的發(fā)明專利僅占比50%,而同期國外發(fā)明專利申請總量占比90%。

此外,外資品牌也都瞄準(zhǔn)了中國市場,目前豐田、本田等整車企業(yè)已在中國設(shè)立汽車電機(jī)工廠供應(yīng)自有產(chǎn)業(yè)鏈;博世、采埃孚等汽車零配件企業(yè)已與內(nèi)資企業(yè)成立合資公司研發(fā)生產(chǎn)新能源汽車驅(qū)動電機(jī);雷米電機(jī)等獨(dú)立電機(jī)供應(yīng)商也已在中國設(shè)立工廠。面對“強(qiáng)敵壓境”,技術(shù)孱弱的我國電機(jī)行業(yè)也將面臨不少挑戰(zhàn)。

對此,孫逢春說,目前我國在電機(jī)研發(fā)方面的短板還比較多,高速高功率密度大功率電機(jī)、大功率高速軸承等都是短板技術(shù),一些關(guān)鍵元器件及高速軸承等還在進(jìn)口?!拔覀円闺妱悠嚹芎慕迪聛?,必須讓電動汽車的電機(jī)工作在高效區(qū),在高速高功率密度電機(jī)、電子芯片、三代半導(dǎo)體高端計算芯片、高速軸承等核心關(guān)鍵基礎(chǔ)元器件方面繼續(xù)攻關(guān)和努力。同時電動輪轂也將成為下一個技術(shù)研發(fā)和突破的重點(diǎn)?!睂O逢春說。

此外,孫逢春還告訴記者,在電控系統(tǒng)研發(fā)中,大型計算機(jī)軟件與仿真技術(shù)、操作系統(tǒng)等也是我國欠缺的方面,這些技術(shù)近乎為零。

“小三電”短板讓電動車性能大打折扣

電動汽車替代燃油車,不僅是動力系統(tǒng)由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)變?yōu)殡婒?qū)動,還將實(shí)現(xiàn)全面電動化。王秉剛表示,除了“大三電”,電動汽車還需要高效的電制動、電轉(zhuǎn)向和電空調(diào)系統(tǒng),被稱為“小三電”的技術(shù)研發(fā)需要引起重視。例如電制動系統(tǒng)中制動能量回收部分,與安全性、操控穩(wěn)定性、能耗水平密切相關(guān)。目前國內(nèi)企業(yè)在這些方面有研究,但成果還不理想,尚達(dá)不到國際先進(jìn)水平。

孫逢春告訴記者,目前電動汽車標(biāo)定的續(xù)駛里程是不含空調(diào)的,但在具體使用過程中,一打開空調(diào),續(xù)駛里程就下降很多。空調(diào)能耗太大,很多用戶不敢使用空調(diào),影響電動汽車的駕乘舒適性。據(jù)他介紹,空調(diào)制冷、制熱會使續(xù)駛里程降低三分之一,甚至更多。“下一步的目標(biāo)是高效冷暖空調(diào),研發(fā)目標(biāo)是比現(xiàn)有產(chǎn)品能耗降低30%~45%?!睂O逢春說。王秉剛也強(qiáng)調(diào),電動空調(diào)是電動汽車發(fā)展中的短板技術(shù),目前國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)在研發(fā)高效、低能耗的空調(diào),但還沒有比較好的產(chǎn)品,業(yè)界需加強(qiáng)關(guān)注。

除了“大三電”、“小三電”,電動汽車輕量化、全天候穩(wěn)定性等技術(shù)短板也是行業(yè)關(guān)心的熱點(diǎn)。

相關(guān)研究顯示,電動汽車車重每降低10%,續(xù)駛里程將增加6%。電動汽車“減重”可有效降低能耗。據(jù)了解,目前電動汽車輕量化的主要技術(shù)發(fā)展方向有三個:材料輕量化、結(jié)構(gòu)輕量化和連接輕量化。孫逢春認(rèn)為,結(jié)構(gòu)輕量化的重要性遠(yuǎn)大于材料輕量化,電動汽車結(jié)構(gòu)性變化加上材料和連接的輕量化,結(jié)合汽車生產(chǎn)的新工藝,能夠使輕量化達(dá)到超乎預(yù)想的效果,這應(yīng)該成為行業(yè)研究的主要方向。

另外,電動汽車“怕冷”眾人皆知。目前東北、西北和高寒地區(qū)幾乎是電動汽車的“禁區(qū)”?!半姵卦诤涞貐^(qū)啟動和運(yùn)行都是大問題,在-25℃環(huán)境下,電動汽車?yán)m(xù)駛里程會降一半以下,甚至更多?!睂O逢春說,下一步我國必須發(fā)展全氣候的車輛和全氣候下能運(yùn)行的電池。而他提到的全氣候運(yùn)行即是指電動汽車在-40℃下能正常運(yùn)行。

還需加大對零部件產(chǎn)業(yè)的扶持力度

王秉剛認(rèn)為,與傳統(tǒng)汽車相比,我國在電動汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢比較明顯,在電池、電機(jī)和電控方面發(fā)展良好,但也有很多不足之處,這些技術(shù)如果不加以重視,將會阻礙我國新能源汽車的高質(zhì)量發(fā)展。他強(qiáng)調(diào),目前掣肘電動汽車后續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)基礎(chǔ)薄弱有關(guān)系。與傳統(tǒng)汽車技術(shù)相比,電動汽車有與其重合的部分,但也有其獨(dú)有技術(shù),目前來看,這些技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比仍存在加工精度差、原材料開發(fā)水平差等問題?!斑@不只是電動汽車本身的問題,事實(shí)上是工業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的差距反映在了汽車上。”王秉剛說。

據(jù)中新網(wǎng)最近報道,工信部對全國30多家大型企業(yè)130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的調(diào)研結(jié)果顯示,32%的關(guān)鍵材料在中國仍為空白,52%依賴進(jìn)口。在裝備制造領(lǐng)域,高檔數(shù)控機(jī)床、高檔裝備儀器、運(yùn)載火箭、大飛機(jī)、航空發(fā)動機(jī)、汽車等關(guān)鍵件精加工生產(chǎn)線上逾95%制造及檢測設(shè)備依賴進(jìn)口。

基于此,王秉剛強(qiáng)調(diào):“我國要實(shí)實(shí)在在地加強(qiáng)對基礎(chǔ)零部件產(chǎn)業(yè)的扶持,國家扶持重點(diǎn)不能只放在整車上,很多核心技術(shù)在零部件上。”

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