我國(guó)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(dòng)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(guò),與世界先進(jìn)技術(shù)水平相比,我國(guó)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(guó)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(dòng)汽車發(fā)展指數(shù)》顯示,在市場(chǎng)層面,中國(guó)排名第一,但在技術(shù)層面,中國(guó)遠(yuǎn)不如日本、法國(guó)、美國(guó)等國(guó)家,排名僅處于第六位。
9月初舉行的2018中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)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(zhǎng)續(xù)超前提出,盡管經(jīng)過(guò)多部門、跨行業(yè)的合作和聯(lián)動(dòng),我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了一定成績(jī),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(gè)字概括,即補(bǔ)短板、建優(yōu)勢(shì)、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(guó)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(guó)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(guó)新能源汽車發(fā)展?
對(duì)此,中國(guó)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(guò)程中,“大三電”(電機(jī)、電池、電控)、“小三電”(電制動(dòng)、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(guó)新能源汽車后續(xù)高質(zhì)量發(fā)展,削弱我國(guó)目前已經(jīng)累積的新能源汽車發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
動(dòng)力電池核心材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口
國(guó)家新能源汽車創(chuàng)新工程項(xiàng)目專家組組長(zhǎng)王秉剛告訴《中國(guó)汽車報(bào)》記者,在新能源汽車發(fā)展過(guò)程中,受到挑戰(zhàn)較大的首推動(dòng)力電池。目前,我國(guó)動(dòng)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(dòng)力電池企業(yè)。不過(guò),目前我國(guó)高品質(zhì)動(dòng)力電池的一些材料仍依賴進(jìn)口,動(dòng)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(dòng)力電池企業(yè)實(shí)力強(qiáng)勁,近幾年因多方面原因,沒(méi)能順利進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),隨著擴(kuò)大開(kāi)放的腳步加快,這些企業(yè)將會(huì)加快在中國(guó)的布局,屆時(shí),也將給國(guó)內(nèi)電池企業(yè)帶來(lái)一定的考驗(yàn)。
關(guān)于我國(guó)動(dòng)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(guó)電動(dòng)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。”孫逢春說(shuō),這樣的預(yù)期目標(biāo)我們可以達(dá)到。但他也同時(shí)強(qiáng)調(diào),我國(guó)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(dòng)力電池“卡脖子”技術(shù)。
“從行業(yè)角度來(lái)看,美國(guó)有比較強(qiáng)的研發(fā)設(shè)計(jì)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(guó),生產(chǎn)規(guī)范嚴(yán)格,能夠最先制造出新的成品電池;我國(guó)和韓國(guó)處于第二梯隊(duì)。”南開(kāi)大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長(zhǎng)周震曾指出,在我國(guó),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。“核心技術(shù)缺乏、隔膜等關(guān)鍵材料不給力,成了國(guó)產(chǎn)鋰電池難以承受之痛。”周震說(shuō)。
高速高效大功率電機(jī)欠缺
在新能源汽車發(fā)展過(guò)程中,除了動(dòng)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(jí)也不容忽視。
數(shù)據(jù)顯示,2017年我國(guó)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)能超過(guò)220萬(wàn)臺(tái),部分企業(yè)進(jìn)入國(guó)際整車配套體系。目前我國(guó)既有比亞迪、上海電驅(qū)動(dòng)、精進(jìn)電動(dòng)等提供大功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器的企業(yè),也有如山東德陽(yáng)、杭州杰能、永康斯科諾等提供小功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器的企業(yè)。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)相關(guān)專家認(rèn)為,在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域,我國(guó)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(guó)公司提供研發(fā)樣機(jī)或批量配套。但即使這樣,和國(guó)外先進(jìn)水平仍存在一定差距。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在過(guò)去的10年,我國(guó)新能源汽車電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)專利申請(qǐng)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(guó)外發(fā)明專利申請(qǐng)總量占比90%。
此外,外資品牌也都瞄準(zhǔn)了中國(guó)市場(chǎng),目前豐田、本田等整車企業(yè)已在中國(guó)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(dòng)電機(jī);雷米電機(jī)等獨(dú)立電機(jī)供應(yīng)商也已在中國(guó)設(shè)立工廠。面對(duì)“強(qiáng)敵壓境”,技術(shù)孱弱的我國(guó)電機(jī)行業(yè)也將面臨不少挑戰(zhàn)。
對(duì)此,孫逢春說(shuō),目前我國(guó)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。“我們要使電動(dòng)汽車能耗降下來(lái),必須讓電動(dòng)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(jì)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(shí)電動(dòng)輪轂也將成為下一個(gè)技術(shù)研發(fā)和突破的重點(diǎn)。”孫逢春說(shuō)。
此外,孫逢春還告訴記者,在電控系統(tǒng)研發(fā)中,大型計(jì)算機(jī)軟件與仿真技術(shù)、操作系統(tǒng)等也是我國(guó)欠缺的方面,這些技術(shù)近乎為零。
“小三電”短板讓電動(dòng)車性能大打折扣
電動(dòng)汽車替代燃油車,不僅是動(dòng)力系統(tǒng)由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)變?yōu)殡婒?qū)動(dòng),還將實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化。王秉剛表示,除了“大三電”,電動(dòng)汽車還需要高效的電制動(dòng)、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(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)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(guó)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(guó)際先進(jìn)水平。
孫逢春告訴記者,目前電動(dòng)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(guò)程中,一打開(kāi)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(dòng)汽車的駕乘舒適性。據(jù)他介紹,空調(diào)制冷、制熱會(huì)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%。”孫逢春說(shuō)。王秉剛也強(qiáng)調(diào),電動(dòng)空調(diào)是電動(dòng)汽車發(fā)展中的短板技術(shù),目前國(guó)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(méi)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(dòng)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(dòng)汽車車重每降低10%,續(xù)駛里程將增加6%。電動(dòng)汽車“減重”可有效降低能耗。據(jù)了解,目前電動(dòng)汽車輕量化的主要技術(shù)發(fā)展方向有三個(gè):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(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車的“禁區(qū)”。“電池在寒冷地區(qū)啟動(dòng)和運(yùn)行都是大問(wèn)題,在-25℃環(huán)境下,電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程會(huì)降一半以下,甚至更多。”孫逢春說(shuō),下一步我國(guó)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(dòng)汽車在-40℃下能正常運(yùn)行。
還需加大對(duì)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(guó)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)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(huì)阻礙我國(guó)新能源汽車的高質(zhì)量發(fā)展。他強(qiáng)調(diào),目前掣肘電動(dòng)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(dòng)汽車有與其重合的部分,但也有其獨(dú)有技術(shù),目前來(lái)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(kāi)發(fā)水平差等問(wèn)題。“這不只是電動(dòng)汽車本身的問(wèn)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(shuō)。
據(jù)中新網(wǎng)最近報(bào)道,工信部對(duì)全國(guó)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(guó)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(dòng)機(jī)、汽車等關(guān)鍵件精加工生產(chǎn)線上逾95%制造及檢測(cè)設(shè)備依賴進(jìn)口。
基于此,王秉剛強(qiáng)調(diào):“我國(guó)要實(shí)實(shí)在在地加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)零部件產(chǎn)業(yè)的扶持,國(guó)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。”(記者 劉秀虹)
轉(zhuǎn)自:中國(guó)汽車報(bào)
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