電車核心技術突破仍需“攻關”

劉朝暉

比亞迪e平臺技術及刀片電池。

中國已經(jīng)是全球最大的新能源汽車市場，而中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過這些年的長足發(fā)展，已經(jīng)走在了世界前列，最值得自豪的就是動力電池技術已經(jīng)是當之無愧的“第一梯隊”。

不過在新能源車最核心的電池、電控、電機“三電”系統(tǒng)中，部分核心技術的自主可控，仍是中國新能源汽車的短板，在關鍵零部件上還存在“卡脖子”問題。對于志在“換道超車”的中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)來說，要做的功課還有不少。

國產(chǎn)電池已是先進水平

電動汽車的競爭，從動力電池爭鋒開始。

2022年，全球動力電池裝機量排名前十的電池企業(yè)中，中國公司牢牢占據(jù)了6席，包括了寧德時代、比亞迪、中創(chuàng)新航、國軒高科、欣旺達、孚能科技，其中寧德時代依舊牢牢占據(jù)榜首，占據(jù)了37%的市場份額，排名第三的比亞迪，占據(jù)了13.6%的市場份額。

這是國產(chǎn)電池已經(jīng)進入世界先進行列的最直觀例證。但中國的動力電池企業(yè)發(fā)展得如此出色，也并非一朝一夕的事。

2010年中國政府開始扶持新能源汽車發(fā)展時，當時稱霸新能源車電池市場的，是松下、LG化學、三星SDI等日韓電池廠商，比如LG化學曾一口氣拿下了長安、一汽、上汽的訂單，電池銷量占了當年國內(nèi)市場的60%。當時中國動力電池做得最好的公司，成品率也不過是60%，但日韓卻已達90%以上。

電池是電動汽車技術密度最高、成本最高的零部件，有著電動汽車心臟的稱號。中國想要在電動汽車領域“換道超車”，電池這個領域必須拿下。

在政策鼓勵下，經(jīng)過近十年的不斷研發(fā)創(chuàng)新，中國的本土電池企業(yè)迅速發(fā)展起來，新技術也層出不窮，比如刀片電池、彈匣電池、魔方電池、麒麟電池……目前，除了寧德時代這樣的電池企業(yè)外，整車企業(yè)如特斯拉、比亞迪、廣汽、上汽、長城等都擁有自己的動力電池研發(fā)技術。

在電池新材料尚未突破之際，這些帶著不同名稱的電池技術，主要是在電池結構上進行創(chuàng)新，這也是新能源車企的重要抓手之一。通過電池結構的優(yōu)化創(chuàng)新，來提高電動汽車續(xù)航能力、快充速度和性能表現(xiàn)，以及電池的安全性。

目前國內(nèi)乃至全球的動力電池“龍頭老大”寧德時代，2019年在全球首創(chuàng)無模組電池包，也就是第一代CTP技術。傳統(tǒng)的電池采用電芯—模組—電池包的裝配模式，所謂CTP，就是直接將大量電芯串并聯(lián)在一起集成為電池包，省略了模組。

由于取消了包裹在電芯外的模組，電池包有了更多空間排列電芯，提升了電池包體積利用率，系統(tǒng)能量密度得以增加，從而提升車輛的續(xù)航里程。當時，該技術讓電池包體積利用率突破了50%。目前，CTP已經(jīng)成為國內(nèi)電池企業(yè)布局的重點。

如今寧德時代的CTP技術發(fā)展到第三代，也就是去年發(fā)布的麒麟電池，體積利用率達到72%，最直接的效果就是將三元鋰電池的能量密度提升至255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg。其續(xù)航、快充、安全、壽命、效率以及低溫性能得到全面提升，并在某些性能上超過了特斯拉的4680圓柱電池。

作為對比，在相同的化學體系、同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量，相比特斯拉4680電池，可以提升13%。據(jù)了解，在續(xù)航方面，搭載三元鋰麒麟電池可實現(xiàn)整車1000公里續(xù)航。在快充方面，麒麟電池首創(chuàng)電芯大面冷卻技術，支持5分鐘快速熱啟動，而且10分鐘可以快充至80%。

比亞迪推出的刀片電池，主打的是安全性。用比亞迪董事長王傳福的話來講，“刀片電池是比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心，要讓全球動力電池技術路線重回正軌，讓‘自燃的標簽從新能源車的字典里徹底抹掉”。在2020年3月正式發(fā)布刀片電池之后，比亞迪逐漸在全系車型中應用刀片電池，實現(xiàn)了刀片電池的大規(guī)模應用落地。

寧德時代在第二十二屆中國國際投資貿(mào)易洽談會上展示的巧克力換電塊。

在電池新材料尚未突破之際，這些帶著不同名稱的電池技術，主要是在電池結構上進行創(chuàng)新，這也是新能源車企的重要抓手之一。

比亞迪刀片電池的針刺試驗的結果顯示，三元鋰電池在針刺瞬間表面溫度超過500攝氏度，傳統(tǒng)塊狀的磷酸鐵鋰電池被穿刺后表面溫度達到200—400攝氏度，而比亞迪的刀片電池表面溫度只有30—60攝氏度。對此，中國科學院院士歐陽明高分析指出，刀片電池的設計，讓它在短路時產(chǎn)熱少、散熱快，表現(xiàn) “非常優(yōu)異”。

在續(xù)航上，刀片電池將傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池的能量密度提升了50%。同時，刀片電池因為不使用鎳和鈷，其成本比較低，比傳統(tǒng)三元鋰電池便宜很多。

2021年廣汽埃安推出的彈匣電池，同樣主打安全性。這種電池結構是將多個電芯組成電池模組，再把多個模組組成一整個動力電池包。該電池技術采用了耐高溫材料，并在各個電芯之間采用了隔熱材料，即便是其中一個電芯發(fā)生熱失控，也不會波及其他電芯。該電池使用最新的電池管理系統(tǒng)，可以對電池系統(tǒng)溫度進行調(diào)節(jié)，既保障電池安全性能，又確保電池續(xù)航性能。當時廠家對搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。前不久，埃安還對彈匣電池2.0進行了槍擊試驗，全球首次實現(xiàn)電池整包槍擊不起火。

眼下，除了在電池結構上進行創(chuàng)新外，各大企業(yè)都將目光投向了更先進的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，寧德時代、蔚來、上汽、廣汽等均表示在固態(tài)電池的研發(fā)中已取得了階段性進展。

關鍵零部件仍有“卡脖子”

然而在電池之外，電控和電機技術，以及芯片等關鍵零部件技術上，中國新能源汽車還存在“卡脖子”問題。

以新能源汽車的電控技術為例，電池管理系統(tǒng)（BMS）、電機控制器（MCU）、整車控制器（VCU）的控制模塊的硬件方面，基本還是被掌握在外國公司手中。

比如BMS集成電路板上最為核心的電壓采集芯片等部件，基本都是被美國美信（Maxim）、美國德州儀器（TI）、荷蘭恩智浦（NXP）、美國亞德諾（ADI）等國外公司壟斷。

又比如MCU里面的核心功率半導體IGBT，全球市場份額基本被德國英飛凌（Infineon）、美國安森美（On Semiconductor）、日本三菱（Mitsubishi）、日本富士（Fuji）、美國力特（Littelfuse）和意法半導體 （STMicroelectronics）等幾家國際巨頭占有。

再比如VCU，國內(nèi)除少數(shù)幾家規(guī)模較大的主機廠自行設計研發(fā)外，其他基本被德國博世（BOSCH）、德國大陸（Continental AG）、美國德爾福（DELPHI）、日本電產(chǎn)（NIDEC）等把持。

我國早先在汽車電子產(chǎn)業(yè)上屬于嚴重落后，新能源汽車初期的電控技術基本都來源于傳統(tǒng)汽車電控ECU，所以電控軟件水平也處于努力追趕的階段，尚不夠成熟。

而在新能源汽車的驅(qū)動電機技術上，國內(nèi)電機技術因起步晚，技術與專利積累欠缺，導致國內(nèi)電機輕量化、集成化程度較差，轉(zhuǎn)矩密度、功率密度等技術指標與國外先進水平尚存一定差距。同時，因我國電機及電控用耐電暈電磁線、絕緣材料、高速軸承等基本依賴進口，且永磁體和硅鋼片等利用率比國外低10%左右，導致我國電機生產(chǎn)成本高于國外。

這些差距，直接體現(xiàn)在電動車的驅(qū)動效率的差別上。工信部2019年曾對國內(nèi)上市的3款國產(chǎn)品牌純電動轎車與特斯拉Model 3進行了百公里電耗對比，結果顯示，國內(nèi)的純電動轎車在車重有較大優(yōu)勢的情況下，百公里電耗仍然高于特斯拉Model 3。這兩年，國產(chǎn)品牌的整車電耗水平雖然在不斷優(yōu)化提升，但仍不夠理想。

2022年8月24日，國創(chuàng)中心展示其自主研發(fā)，國內(nèi)首款基于自主控制芯片和自主操作系統(tǒng)的新能源汽車動力域控制器。

中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理兼技術部部長王耀曾表示，與國外龍頭企業(yè)相比，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的關鍵核心技術有待突破。在電機系統(tǒng)方面，他指出，“我國的高效高密度驅(qū)動電機系統(tǒng)等關鍵技術，相較國際先進水平仍有差距”。

一家大型乘用車企業(yè)相關負責人也表示，“新能源汽車的高品質(zhì)電機要求高效節(jié)能，目前電機效率達到97%的高品質(zhì)電機，主要還是由歐美日的供應商提供，國內(nèi)大多數(shù)主機廠無法生產(chǎn)”。

“卡脖子”問題，高端芯片是典型代表。已經(jīng)困擾我國汽車產(chǎn)業(yè)很久的“缺芯”問題，在未來仍是很難邁過去的一道坎兒。據(jù)預測，2030年，我國新能源汽車市場滲透率將達到60%至70%，未來幾年我國汽車芯片的需求將出現(xiàn)爆發(fā)式增長，或?qū)⑦_到1000億顆/年—1200億顆/年。若車規(guī)級芯片國產(chǎn)化率低，新能源汽車市場越大，被他人“卡脖子”的問題就越嚴重。

近兩年，我國增建了一些晶圓廠，以增加車規(guī)級芯片產(chǎn)能，新增產(chǎn)能仍無法滿足市場需求。更重要的是，目前國內(nèi)汽車芯片的自給率不到10%（一些高端智能芯片的自給率甚至不足1%），90%以上的芯片依賴進口或由本土的外資企業(yè)提供，這種局面對于整個行業(yè)而言，存在巨大風險。

此外，在高速軸承、高端材料、智能汽車所需的毫米波雷達、軟件、傳感器等關鍵零部件上，我國目前與世界先進水平相比仍有差距。

即便我們已經(jīng)有寧德時代這樣的電池“巨無霸”，但是韓國的LG化學、三星 SDI和日本的松下也在發(fā)力，競爭很激烈。我國在高比能量電池、高安全電池、長壽命電池方面仍需加大研發(fā)力度。

由此看來，要想真正在未來的新能源汽車產(chǎn)業(yè)競爭中掌握主動權和話語權，中國車企需要集中力量突破新能源汽車核心技術短板?？梢韵嘈牛囍悄芑南掳雸?，我國汽車產(chǎn)業(yè)完全可以通過努力摘掉“卡脖子”的枷鎖，實現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身。

新能源汽車投訴 主要集中在“三電系統(tǒng)”

2022年一整年，新能源汽車市場經(jīng)歷了一輪洗禮，各種新勢力、新品牌破土而出，路上新能源車越來越多了，隨之而來的投訴問題也值得關注。

據(jù)第三方投訴平臺車質(zhì)網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，2022年車質(zhì)網(wǎng)受理的有效投訴總量突破13萬件，較2021年上漲27.5%?？梢钥吹剑囃对V的增速明顯跑在了汽車消費的前面。 其中，新能源汽車投訴同比增長62.84%，創(chuàng)下歷史新高。

汽車消費投訴的重點主要集中在“三電系統(tǒng)”，開始從原有的汽車硬件轉(zhuǎn)向軟件，例如車機黑屏死機、廣告彈窗，車企惡意鎖電等問題開始屢見不鮮。

續(xù)航虛標?

續(xù)航虛標一直都是新能源汽車被投訴的熱門。歐拉好貓車主稱，歐拉標稱400km的續(xù)航，充滿電實際還不到200km，而自己從提車日起也只開了不到900km，卻已經(jīng)充了5次電，續(xù)航大打折扣。

車機故障

據(jù)車質(zhì)網(wǎng)的統(tǒng)計顯示，去年新能源汽車質(zhì)量問題投訴中，以車機為主的影音系統(tǒng)故障排名第一，占比超過10%。平均每10宗新能源汽車的質(zhì)量類投訴當中，就會有一宗涉及車機，包括黑屏、死機、卡頓、小雪花、變形、攝像頭反應不準確等等。這些故障不僅降低消費者的用車體驗，使用中也會存在一定安全隱患。

剎車失靈

在輔助駕駛技術和智能車機的介入之后，駕駛確實變得輕松了，但諸如剎車失靈、自動加速之類的技術問題，為消費者帶來了心理負擔。蔚來、奇瑞小螞蟻、長安奔奔E-Star、零跑T03等微型電動車也遭遇了不少剎車失靈相關的用戶投訴。

今年1月下旬，一位理想L9車主爆料稱：“理想L9高速上NOA（自動輔助導航駕駛）失靈，沒有報警，沒有主動剎車”，導致撞上了前面一輛并線的車輛。從車主曝光的視頻來看，前方白車打了轉(zhuǎn)向燈向最左側(cè)變道，不過車速很慢，理想L9在碰撞前1秒才踩下剎車，已經(jīng)避讓不及。對此，車主稱理想公司回應數(shù)據(jù)正常，不承認NOA有問題。

盲訂、預售

由于互聯(lián)網(wǎng)銷售模式的普及，越來越多車企采用盲訂或者是提前預訂的銷售模式，售前維權的案例也越發(fā)多起來。在疫情、國際沖突等大環(huán)境因素或車企自身經(jīng)營問題的影響下，延期交付、加價提車甚至臨時減配的操作逐漸增多。

據(jù)來自淄博的車主楊先生投訴，自己在去年9月28日，零跑C01剛上市時，繳納了5000元定金，訂購了一輛C01，并在當年11月7日鎖單，銷售承諾2022年12月就能交付。結果楊先生等來等去，下定7個月了，車輛仍未有任何交付的跡象。

OTA召回會成主流嗎？

國家市場監(jiān)督管理總局缺陷產(chǎn)品管理中心公布了《市場監(jiān)管總局關于2022年全國汽車和消費品召回情況的通告》：2022年，我國共實施汽車召回204次，涉及車輛448.8萬輛，分別比上年降低12.4%和48.6%。

據(jù)統(tǒng)計，2022年無論是召回批次還是召回總量，均出現(xiàn)了明顯下滑，其中召回總量達到了近十年來的最低點。

據(jù)不完全統(tǒng)計，僅在2022年上半年，就有33家車企推送了共計92次OTA，全年OTA次數(shù)顯然遠超OTA召回次數(shù)，那么，OTA召回會成為主流方式嗎？

生產(chǎn)者采用OTA方式消除汽車產(chǎn)品缺陷、實施召回的，應按照《條例》及《實施辦法》要求，制定召回計劃，向市場監(jiān)管總局質(zhì)量發(fā)展局備案，依法履行召回主體責任。如OTA方式未能有效消除缺陷或造成新的缺陷，生產(chǎn)者應當再次采取召回措施。