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新能源汽車直面“技術壁壘”

   
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面對汽車工業(yè)百年累積的技術高墻,中國汽車產(chǎn)業(yè)換道新能源實現(xiàn)突圍。然而,在此次汽車產(chǎn)業(yè)變革的漫長征程上,高歌猛進中的新能源汽車產(chǎn)業(yè)仍有諸多攔阻,仍需爬坡過坎。


換道 領跑汽車能源轉型


上海外高橋海通汽車碼頭,一輛輛國產(chǎn)新能源汽車整裝待發(fā)。這個擁有可同時停放3萬輛汽車專用堆場的碼頭是中國最大的汽車滾裝碼頭之一,2022年從這里出口的汽車超過100萬輛,今年以來繼續(xù)保持較快增速。


重慶國際博覽中心,第五屆中國西部國際投資貿(mào)易洽談會(下稱“西洽會”)剛剛落下帷幕,在汽摩展館中各大汽車廠商展出的大多是新能源汽車產(chǎn)品。多年參展的長安汽車工作人員閆天曉,見證了近年來國產(chǎn)汽車“換道”新能源:“公司新能源產(chǎn)品強勁增長,去年尚有一款燃油轎車展出,這次展出的產(chǎn)品已全部換成新能源汽車了?!?


2023年一季度,每分鐘都有8.2輛中國汽車出口。中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,今年第一季度,國內(nèi)汽車企業(yè)出口99.4萬輛,同比增長70.6%,超過日本的95.4萬輛。有外媒預計,中國今年將超過日本,或成為全球最大的汽車出口國。


業(yè)界人士認為,正是得益于新能源汽車的蓬勃發(fā)展,中國汽車出口數(shù)量大增。最新數(shù)據(jù)顯示,4月份,中國汽車出口37.6萬輛,同比增長1.7倍,其中,電動、混動等新能源汽車出口10萬輛,同比增長8.4倍。


在外媒看來,中國在汽車行業(yè)能源轉型過程中,成功打造了世界領先的新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群。據(jù)法新社報道,電動汽車專家埃利奧特·理查茲說,今年的上海車展已經(jīng)證明中國品牌“可以在各個方面與所有傳統(tǒng)汽車制造商競爭——性能、質量、舒適性,沒有什么是他們做不到的”,“我認為這個車展標志著內(nèi)燃機(時代)的終結和電動汽車時代的開始?!?


德國知名汽車專家、杜伊斯堡汽車研究中心主任費迪南德·杜登赫費爾近期表示,在汽車行業(yè)新能源轉型過程中,中國是不可或缺的重要力量。從汽車電池到汽車軟件、芯片等諸多領域,中國企業(yè)的技術都走在全球前列,歐洲汽車企業(yè)需要向中國同行學習,中歐雙方協(xié)作努力,才能實現(xiàn)共贏。


日本本田汽車公司社長三部敏宏近期也對日本媒體表示,中國車商在軟件定義車輛領域取得飛躍式進展,“超出我們的想象”。他直言:“我們已經(jīng)落后了?!?


突圍 打破國外技術壟斷


厚度僅有5微米,相當于一張普通打印紙的一半。這種看似白色“塑料布”的隔膜,對于鋰電池的重要性堪比瓣膜之于人體心臟,而隔膜曾一度是我國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最后一塊“短板”。近年來,我國自主研發(fā)的鋰電池隔膜越來越薄,穩(wěn)定性和安全性越來越高,相關技術打破國外壟斷,不僅實現(xiàn)了國產(chǎn)化,還處于領先地位。


從新能源汽車的發(fā)展歷程來看,正是在電機、電控、電池“三電”領域掌握了核心關鍵技術,才讓中國新能源汽車在國際競爭中占據(jù)優(yōu)勢。


“正極、負極、電解液和隔膜四大原材料基本擺脫進口依賴,鋰電設備國產(chǎn)化率已達90%以上,其中關鍵工序的裝備國產(chǎn)化率達到80%以上。”日前召開的2023新能源汽車零部件論壇暨動力電池招商大會上,中國工程院院士、北京能源協(xié)會會長李陽說。


約占成本40%的動力電池是新能源汽車的核心部分。我國動力電池的材料和新技術應用不斷取得突破,形成了從材料研發(fā)、電池生產(chǎn)、回收利用到設備支撐的全球產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動力電池產(chǎn)業(yè)體系。


動力電池的能量密度,是決定新能源汽車性能和續(xù)航里程的重要因素。據(jù)工信部數(shù)據(jù),我國量產(chǎn)的三元電池單體能量密度達到了全球最高的300瓦時/公斤。正是原創(chuàng)技術的明顯優(yōu)勢,大大增強了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的內(nèi)生動力與話語權,讓中國新能源汽車在國際市場上不懼競爭,具備了一定的成本優(yōu)勢和溢價能力。麥肯錫咨詢公司測算,中國純電車型的續(xù)航價格比約為21公里/1萬元人民幣,而國際車型的續(xù)航價格比普遍約為11公里/1萬元人民幣。


“我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于國際領先水平。但是我們還要關注‘三電’技術中的其他兩項,它們同樣重要且發(fā)展空間大?!北狈焦I(yè)大學汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究中心研究員張翔表示,國內(nèi)驅動電機在功率方面基本能夠達到國際水平,但是在同功率條件下存在重量劣勢,因此在功率密度上尚存差距,要在材料和工藝兩方面下功夫。而在電控系統(tǒng)方面,整車控制器的核心零配件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)全球已經(jīng)發(fā)展到了7.5代,而我國最高技術產(chǎn)品僅達第5代,存在一定差距,但是我國正在逐步掌握核心技術并且擴充現(xiàn)有產(chǎn)品的產(chǎn)能。


中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長、國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心執(zhí)行主任張進華介紹,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升,關鍵技術持續(xù)突破。堅持“三縱三橫”(純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車技術為“三縱”,電池、電機、電控為“三橫”)研發(fā)布局,歷經(jīng)20余年的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)培育,我國逐步構建形成以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研用相結合的新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新體系,關鍵核心技術水平持續(xù)提升。當前,我國已形成完備的新能源整車正向開發(fā)體系,基于全新平臺的自主純電動整車綜合競爭力國際領先。突破了百千瓦級大功率、長壽命、寬溫域燃料電池系統(tǒng)關鍵核心技術,實現(xiàn)了燃料電池商用車綜合性能和推廣規(guī)模全球領先。智能化、網(wǎng)聯(lián)化與電動化加速融合,L2級(部分自動化)輔助駕駛系統(tǒng)在自主新能源乘用車中的應用比例達到50%以上,自主激光雷達、國產(chǎn)大算力芯片等加速技術突破和產(chǎn)業(yè)化應用。


進擊 角逐汽車變革“下半場”


拉開車門,座椅位置、后視鏡位置等自動調(diào)節(jié)適應駕駛人需求;打開自動駕駛系統(tǒng),汽車即可自動起步、提速、變線,滿足城市道路駕駛基本需求,提供接近L3級的智能駕駛體驗;只需輕輕一“貼”,手機系統(tǒng)上的各項設置便可同步至智能座艙……本屆西洽會上,阿維塔科技(重慶)有限公司的一款電動車產(chǎn)品讓人眼前一亮。


在天津(西青)國家級車聯(lián)網(wǎng)先導區(qū)封閉測試場10公里的環(huán)路行程中,自動駕駛車輛從容轉彎、避讓行人,應對復雜交通場景也是得心應手……剛剛落下帷幕的第七屆世界智能大會上,華為展臺講解專家介紹,在多個先導區(qū)內(nèi),交通桿上已搭載了毫米波雷達、激光雷達等設備,路邊柜內(nèi)車路協(xié)同服務器匯集了視頻和雷達信號,將路面全要素信息通過車道級高清導航為駕駛者呈現(xiàn),及時發(fā)出提醒、為駕駛者“出謀劃策”。


這是我國汽車產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展的一個側影。從“單車智能”到“車路協(xié)同”,中國汽車產(chǎn)業(yè)都處于第一陣營。


如果說“三電”技術是新能源汽車競爭的“上半場”,那么“下半場”則圍繞智能科技展開?!霸谌蚱囯妱踊M程中,我國汽車產(chǎn)業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢取得了舉世矚目的成績,但這只是汽車革命的上半場,下半場是基于高新技術的網(wǎng)聯(lián)化、智能化、數(shù)字化。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰表示。


中國工程院院士陳清泉認為,“下半場”主要核心技術是汽車芯片和操作系統(tǒng)。在車規(guī)級半導體技術上,新能源汽車電機控制器輕量化、高性能、長壽命的發(fā)展趨勢,對芯片技術和封裝技術提出了更嚴苛的要求。而智能技術的發(fā)展,需要更高性能與數(shù)量的芯片支持。一輛傳統(tǒng)汽車的芯片用量大約是500至600顆,但智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車芯片的絕對用量在5000顆以上?!翱傮w來看,我國汽車芯片現(xiàn)在仍需要大量進口來補足產(chǎn)能缺口?!睆埾杼寡?,汽車芯片已經(jīng)成為新能源汽車競爭的關鍵點之一,國產(chǎn)芯片雖然有所發(fā)展,但整體上仍處于追趕階段。


國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中提出,實施新能源汽車基礎技術提升工程,首先就是要“突破車規(guī)級芯片”。


在車載操作系統(tǒng)方面,我國公司主要開發(fā)應用層軟件,尤其是智能座艙的應用軟件處于全球前列,但汽車底層軟件被國際公司壟斷。由于操作系統(tǒng)的底層研發(fā)是一個系統(tǒng)工程,開發(fā)難度大、周期長,因此需要多方參與合作,共建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。“在功能產(chǎn)品向智能產(chǎn)品的轉換過程中,如果沒有操作系統(tǒng),汽車做得再好,都是在沙灘上起高樓;如果‘缺芯少魂’這個問題不解決,我們走不快也走不遠?!比珖f(xié)經(jīng)濟委員會副主任苗圩表示,當前車企已強烈感受到了芯片短缺對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約,但是大多數(shù)對車用操作系統(tǒng)的缺失認識還不夠深刻?!澳壳叭蛑悄芷嚢l(fā)展格局尚未固化,車用操作系統(tǒng)面臨3年到5年的關鍵窗口期?!?


今年2月,中國汽車工業(yè)協(xié)會軟件分會發(fā)布了中國車用操作系統(tǒng)開源計劃。“我們有責任盡快打造一個以開源內(nèi)核為基礎的智能網(wǎng)聯(lián)汽車軟件系統(tǒng)中國方案?!敝袊嚬I(yè)協(xié)會常務副會長付炳鋒說,中國已成為智能汽車的最大市場,技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展日新月異,迫切需要一個開源、開放的操作系統(tǒng)內(nèi)核,支撐全新技術架構的軟硬件協(xié)同創(chuàng)新。


工信部運行監(jiān)測協(xié)調(diào)局局長陶青表示,工信部將圍繞技術攻關、基礎設施建設等持續(xù)發(fā)力,加快新體系電池、汽車芯片、車用操作系統(tǒng)等技術突破和產(chǎn)業(yè)化應用,持續(xù)提升我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)整體競爭力和發(fā)展質量。


來源:經(jīng)濟參考報 作者:吳蔚


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