新能源汽車“三電”系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

王丁才

北京新能源汽車股份有限公司 北京 100000

近幾年來，新能源汽車發(fā)展可謂是如日中天，以2021年為例，新能源乘用車產(chǎn)銷量呈現(xiàn)出快速增長，支撐了2021年汽車總銷量逆勢增長。2022年3月，我國新能源乘用車市場滲透率達(dá)到28.2%，已超過國家設(shè)定的2025年所有新能源汽車車型市場滲透率20%的目標(biāo)。

縱觀國家對(duì)新能源車企的補(bǔ)貼政策不難發(fā)現(xiàn)，新能源汽車火爆的原因其實(shí)是深度依賴國家對(duì)新能源汽車企業(yè)的補(bǔ)貼。自2019年起，國家對(duì)新能源的補(bǔ)貼逐漸退坡。如2022年新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在2021年基礎(chǔ)上退坡30%，2022年12月31日之后上牌的車輛不再給予補(bǔ)貼。隨著國家對(duì)新能源汽車補(bǔ)貼政策的調(diào)整，新能源汽車市場正在從政策導(dǎo)向向市場導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，在其轉(zhuǎn)變過程中，降低整車成本和突破關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，成為新能源汽車企業(yè)及零部件供應(yīng)商發(fā)展的重中之重。作為新能源汽車重要組成部分的“三電”系統(tǒng)，其成本占據(jù)了電動(dòng)汽車成本的一半，這一半中近80%的比重由動(dòng)力電池占據(jù)。電動(dòng)機(jī)、電池、電控等零部件企業(yè)一方面需要承受來自整車企業(yè)的降價(jià)壓力，另一方面需要承擔(dān)原材料上漲、核心零部件依賴進(jìn)口等成本壓力。在這雙重壓力下，電動(dòng)機(jī)、電池、電控企業(yè)必須想辦法謀求發(fā)展，實(shí)現(xiàn)降本增效。

動(dòng)力電池發(fā)展趨勢及技術(shù)路線

從電池的發(fā)展趨勢來看，未來技術(shù)發(fā)展主要集中在高性能電池材料、電池包、電池管理系統(tǒng)、電池梯級(jí)利用回收技術(shù)以及電池生產(chǎn)制造等領(lǐng)域。第一，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將向規(guī)模化、智能化方向發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量全面提升；第二，動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入爆發(fā)性增長時(shí)期，電池梯級(jí)利用回收技術(shù)亟待突破；第三，充換電模式呈現(xiàn)多樣化發(fā)展態(tài)勢。由于充換電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，多方社會(huì)資本的參與使充換電市場主體呈現(xiàn)多元化發(fā)展格局。未來，“互聯(lián)網(wǎng)+充電”技術(shù)將得到廣泛的推廣和應(yīng)用，充換電模式趨于多元，下游應(yīng)用市場充換電便捷化發(fā)展仍是主要趨勢。電動(dòng)汽車要在不依賴于補(bǔ)貼的情況下取得對(duì)傳統(tǒng)汽車的優(yōu)勢，需要在電池方面具備兩個(gè)基礎(chǔ)條件：電池能量密度要盡可能高，同時(shí)，電池成本要盡可能低。

驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)發(fā)展趨勢

從電動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢來看，永磁電動(dòng)機(jī)因其效率高、功率密度高和體積小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域，占據(jù)國內(nèi)電動(dòng)機(jī)市場主要份額。由于我國稀土資源有一定優(yōu)勢，未來永磁電動(dòng)機(jī)仍是電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)發(fā)展重點(diǎn)。從電動(dòng)機(jī)控制器連續(xù)比功率來看，較國際先進(jìn)水平有較大差距。未來利用碳化硅提升電動(dòng)機(jī)控制器功率密度將是電動(dòng)機(jī)控制器技術(shù)發(fā)展的主流趨勢之一；電控系統(tǒng)中作為能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵牧悴考蘒GBT芯片和模塊目前主要依賴進(jìn)口，高端市場被英飛凌、三菱等外國企業(yè)占據(jù)，比亞迪、中車時(shí)代電氣等企業(yè)雖然分享了IGBT剩余市場，但仍與外資品牌存在較大技術(shù)差距。未來，在下游市場的刺激下，國內(nèi)IGBT產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加速擴(kuò)張態(tài)勢，預(yù)期將快速發(fā)展。

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成化發(fā)展

在新能源技術(shù)應(yīng)用過程中，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制器和減速器深度集成的電驅(qū)動(dòng)一體化總成是新能源汽車領(lǐng)域的主要技術(shù)方向。目前，國外以博世、大陸、麥格納、吉?jiǎng)P恩、博格華納及采埃孚等為代表的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成商推出了電驅(qū)動(dòng)一體化總成產(chǎn)品。我國與國外基本同時(shí)起步，比如上海電驅(qū)動(dòng)、精進(jìn)電動(dòng)、巨一及匯川等均推出了三合一電驅(qū)動(dòng)總成系統(tǒng)。集成化帶來的優(yōu)勢是十分明顯的，不僅能夠減小系統(tǒng)體積與質(zhì)量，提升整車布置的便利性，增加車內(nèi)乘坐空間，系統(tǒng)間的能量損耗也有望進(jìn)一步降低，整體效率大幅提升，而且由于殼體、連接件的省略，系統(tǒng)成本與價(jià)格將會(huì)顯著下降。此外，動(dòng)力系統(tǒng)集成化也有利于模塊化標(biāo)準(zhǔn)供貨，縮短研發(fā)周期與匹配周期。當(dāng)然，集成化也有一些弊端，比如前期研發(fā)與匹配費(fèi)用將會(huì)增加；NVH、可靠性及散熱等技術(shù)指標(biāo)挑戰(zhàn)難度提升，對(duì)研發(fā)能力要求更高；標(biāo)準(zhǔn)化供貨也意味著定制化空間有限，車企需要做出更多妥協(xié)。不過，整體來看，電驅(qū)系統(tǒng)集成化利大于弊，已經(jīng)成為了新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢。

電控系統(tǒng)的集成則傾向多合一模塊，通常將變壓器、車載充電機(jī)、加熱器及功率分流模塊等進(jìn)行集成，甚至?xí)CU（整車控制器）、MCU等包含在內(nèi)。國內(nèi)的北汽新能源、長安新能源、中車時(shí)代等開發(fā)了多種形式的多合一總成，其中以北汽EMD（E-Motion Drive）3.0動(dòng)力總成系統(tǒng)為代表的純電多合一動(dòng)力總成已經(jīng)搭載在EU5系列車型上了。隨著大批新造車勢力進(jìn)入市場，對(duì)第三方新能源汽車電控系統(tǒng)集成商需求強(qiáng)烈，并推動(dòng)其從單純的電控系統(tǒng)產(chǎn)品供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉雌囌噺S的動(dòng)力總成方案解決者，為中國新能源汽車電控系統(tǒng)行業(yè)內(nèi)專業(yè)化第三方電控系統(tǒng)集成商創(chuàng)造了新型增長點(diǎn)，推動(dòng)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)通過第三方供應(yīng)電控系統(tǒng)逐漸成為主流趨勢。

結(jié)語

2022年3月，中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇勝利舉辦，政府部門代表和行業(yè)相關(guān)專家、學(xué)者共同討論整體市場的發(fā)展方向。會(huì)議主旨認(rèn)為，新能源汽車的發(fā)展不僅是對(duì)傳統(tǒng)汽車動(dòng)力的改良及替代，也是對(duì)傳統(tǒng)汽車的整體顛覆，新動(dòng)力的發(fā)展還帶來了汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化等方面的發(fā)展，同時(shí)這些發(fā)展方向也會(huì)是下一步新能源汽車市場的核心競爭點(diǎn)。