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新能源汽車直面“技術壁壘”
2023-05-26 12:04:36來源:經濟參考報責編:鄭思雯

  面對汽車工業百年累積的技術高墻,中國汽車産業換道新能源實現突圍。然而,在此次汽車産業變革的漫長征程上,高歌猛進中的新能源汽車産業仍有諸多攔阻,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,一輛輛國産新能源汽車整裝待發。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年從這裡出口的汽車超過100萬輛,今年以來繼續保持較快增速。

  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産品。多年參展的長安汽車工作人員閆天曉,見證了近年來國産汽車“換道”新能源:“公司新能源産品強勁增長,去年尚有一款燃油轎車展出,這次展出的産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。中國汽車工業協會的統計數據顯示,今年第一季度,國內汽車企業出口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。

  業界人士認為,正是得益於新能源汽車的蓬勃發展,中國汽車出口數量大增。最新數據顯示,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,中國在汽車行業能源轉型過程中,成功打造了世界領先的新能源汽車産業集群。據法新社報道,電動汽車專家埃利奧特·理查茲説,今年的上海車展已經證明中國品牌“可以在各個方面與所有傳統汽車製造商競爭——性能、品質、舒適性,沒有什麼是他們做不到的”,“我認為這個車展標誌著內燃機(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體、晶片等諸多領域,中國企業的技術都走在全球前列,歐洲汽車企業需要向中國同行學習,中歐雙方協作努力,才能實現共贏。

  日本本田汽車公司社長三部敏宏近期也對日本媒體表示,中國車商在軟體定義車輛領域取得飛躍式進展,“超出我們的想像”。他直言:“我們已經落後了。”

  突圍 打破國外技術壟斷

  厚度僅有5微米,相當於一張普通列印紙的一半。這種看似白色“塑膠布”的隔膜,對於鋰電池的重要性堪比瓣膜之於人體心臟,而隔膜曾一度是我國鋰電産業發展的最後一塊“短板”。近年來,我國自主研發的鋰電池隔膜越來越薄,穩定性和安全性越來越高,相關技術打破國外壟斷,不僅實現了國産化,還處於領先地位。

  從新能源汽車的發展歷程來看,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佔據優勢。

  “正極、負極、電解液和隔膜四大原材料基本擺脫進口依賴,鋰電設備國産化率已達90%以上,其中關鍵工序的裝備國産化率達到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、北京能源協會會長李陽説。

  約佔成本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、電池生産、回收利用到設備支撐的全球産業鏈最全、規模最大的動力電池産業體系。

  動力電池的能量密度,是決定新能源汽車性能和續航里程的重要因素。據工信部數據,我國量産的三元電池單體能量密度達到了全球最高的300瓦時/公斤。正是原創技術的明顯優勢,大大增強了中國新能源汽車産業的內生動力與話語權,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勢和溢價能力。麥肯錫諮詢公司測算,中國純電車型的續航價格比約為21公里/1萬元人民幣,而國際車型的續航價格比普遍約為11公里/1萬元人民幣。

  “我國動力電池産業發展處於國際領先水準。但是我們還要關注‘三電’技術中的其他兩項,它們同樣重要且發展空間大。”北方工業大學汽車産業創新研究中心研究員張翔表示,國內驅動電機在功率方面基本能夠達到國際水準,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。而在電控系統方面,整車控制器的核心零配件IGBT(絕緣柵雙極型電晶體)全球已經發展到了7.5代,而我國最高技術産品僅達第5代,存在一定差距,但是我國正在逐步掌握核心技術並且擴充現有産品的産能。

  中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長、國家智慧網聯汽車創新中心執行主任張進華介紹,我國新能源汽車産業創新能力顯著提升,關鍵技術持續突破。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”)研發佈局,歷經20餘年的科技創新和産業培育,我國逐步構建形成以企業為主體、市場為導向、産學研用相結合的新能源汽車産業技術創新體系,關鍵核心技術水準持續提升。當前,我國已形成完備的新能源整車正向開發體系,基於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關鍵核心技術,實現了燃料電池商用車綜合性能和推廣規模全球領先。智慧化、網聯化與電動化加速融合,L2級(部分自動化)輔助駕駛系統在自主新能源乘用車中的應用比例達到50%以上,自主鐳射雷達、國産大算力晶片等加速技術突破和産業化應用。

  進擊 角逐汽車變革“下半場”

  拉開車門,座椅位置、後視鏡位置等自動調節適應駕駛人需求;打開自動駕駛系統,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級的智慧駕駛體驗;只需輕輕一“貼”,手機系統上的各項設置便可同步至智慧座艙……本屆西洽會上,阿維塔科技(重慶)有限公司的一款電動車産品讓人眼前一亮。

  在天津(西青)國家級車聯網先導區封閉測試場10公里的環路行程中,自動駕駛車輛從容轉彎、避讓行人,應對複雜交通場景也是得心應手……剛剛落下帷幕的第七屆世界智慧大會上,華為展臺講解專家介紹,在多個先導區內,交通桿上已搭載了毫米波雷達、鐳射雷達等設備,路邊櫃內車路協同伺服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,及時發出提醒、為駕駛者“出謀劃策”。

  這是我國汽車産業智慧化發展的一個側影。從“單車智慧”到“車路協同”,中國汽車産業都處於第一陣營。

  如果説“三電”技術是新能源汽車競爭的“上半場”,那麼“下半場”則圍繞智慧科技展開。“在全球汽車電動化進程中,我國汽車産業憑藉先發優勢取得了舉世矚目的成績,但這只是汽車革命的上半場,下半場是基於高新技術的網聯化、智慧化、數字化。”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晶片和作業系統。在車規級半導體技術上,新能源汽車電機控制器輕量化、高性能、長壽命的發展趨勢,對晶片技術和封裝技術提出了更嚴苛的要求。而智慧技術的發展,需要更高性能與數量的晶片支持。一輛傳統汽車的晶片用量大約是500至600顆,但智慧網聯新能源汽車晶片的絕對用量在5000顆以上。“總體來看,我國汽車晶片現在仍需要大量進口來補足産能缺口。”張翔坦言,汽車晶片已經成為新能源汽車競爭的關鍵點之一,國産晶片雖然有所發展,但整體上仍處於追趕階段。

  國務院辦公廳印發的《新能源汽車産業發展規劃(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“突破車規級晶片”。

  在車載作業系統方面,我國公司主要開發應用層軟體,尤其是智慧座艙的應用軟體處於全球前列,但汽車底層軟體被國際公司壟斷。由於作業系統的底層研發是一個系統工程,開發難度大、週期長,因此需要多方參與合作,共建産業生態。“在功能産品向智慧産品的轉換過程中,如果沒有作業系統,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。”全國政協經濟委員會副主任苗圩表示,當前車企已強烈感受到了晶片短缺對産業發展的制約,但是大多數對車用作業系統的缺失認識還不夠深刻。“目前全球智慧汽車發展格局尚未固化,車用作業系統面臨3年到5年的關鍵窗口期。”

  今年2月,中國汽車工業協會軟體分會發佈了中國車用作業系統開源計劃。“我們有責任儘快打造一個以開源內核為基礎的智慧網聯汽車軟體系統中國方案。”中國汽車工業協會常務副會長付炳鋒説,中國已成為智慧汽車的最大市場,技術創新和産業生態發展日新月異,迫切需要一個開源、開放的作業系統內核,支撐全新技術架構的軟硬體協同創新。

  工信部運行監測協調局局長陶青表示,工信部將圍繞技術攻關、基礎設施建設等持續發力,加快新體系電池、汽車晶片、車用作業系統等技術突破和産業化應用,持續提升我國新能源汽車産業整體競爭力和發展品質。(吳蔚)

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