電子發燒友網報道(文/吳子鵬)5月30日,特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)在推特上的一條回復中表示,“似乎很少有人意識到,中國在可再生能源發電和電動汽車方面處于世界領先地位。不管你怎么看待中國,這都是事實。
圖源:推特
對于馬斯克此番贊美,并不是所有國產汽車廠商以及相關企業都欣然接受,很多業者認為馬斯克此舉是商業吹捧,也有網友評論稱,馬斯克此舉是掌握了“流量密碼”,通過“高級黑”來吸引輿論的廣泛關注和討論。那么,國產新能源汽車產業到底實力如何?我們從當前的產業發展現狀來分析一下。
國產新能源汽車的真實實力
在梳理產業之前,我們需要先清晰地解讀新能源汽車的概念,直接一點的解釋是,采用非常規的車用燃料作為動力來源,當然也包含使用常規能源但是用新型動力裝置轉化能量、驅動的車,大體會包含電動車、燃料電池車、混合動力車三類。
馬斯克說,國產電動汽車處于全球領先地位。那么,我們就來看一下這個環節。單論車子本身,對于電動汽車而言,最核心的無疑就是三電系統——電池、電機和電控系統。
要評價一款動力電池是強還是弱,需要從電池耐用性、續航持久性和安全性三個方面入手。國內在這方面的翹楚當屬寧德時代和比亞迪。
寧德時代目前的核心技術是CTP(celltopack)技術。自2019年下半年開始,寧德時代的的CTP技術開始進入公眾視野,這是一種無模組技術,因為一個電池包內,模組越多,那么相應的零部件就越多,工作系統就越復雜,效率便很難提升。
翻看寧德時代CTP專利技術解讀,這種技術的提出解決了很多行業突出的問題,包括電芯到電池包裝配復雜,電芯散熱效率低以及擠壓導致產品壽命大幅縮短,以及導熱膠和灌封膠硬化之后難以維修等問題。目前,寧德時代已經推出最新 CTP 3.0 技術,采用這種技術的電池能量密度可達 160Wh/kg,NCM電池則可達 250Wh/kg,相較于4680系統,有13%的能量密度提升。
寧德時代2021年財報有提到,公司加強產品研發,持續提升產品競爭力,第二代磷酸鐵鋰CTP 產品實現大批量交付,高電壓三元產品在700km 續航以內的乘用車上得到大規模應用,磷酸鐵鋰量產供貨電芯能量密度最高已達200Wh/kg,第二代無熱擴散的電池系統已獲得多個國外內客戶的認可。
上述內容實際上從側面解答了寧德時代電池系統在電池耐用性、續航持久性方面的領先性,從寧德時代官網的技術解讀里還能找到更多的補充信息,比如該公司最新的CTC(Cell to Chassis)技術將電芯與車身、底盤、電驅動、熱管理及各類高低壓控制模塊等集成一體,使行駛里程突破1000公里,長壽命技術可使電池系統壽命最高可達16年或200萬公里。
下面看一下安全層面,在材料選擇上,寧德時代采用了耐溫陰極、安全涂層、高安全電解液、航天級熱阻隔,這些創新材料都增加了系統的穩定,同時還配合以自冷卻、自控溫和大數據預警技術,進一步增強電池的熱管理和耐寒能力。
根據最新的市場統計,今年1-4月國內動力電池企業裝車量排行榜中,寧德時代以30.59GWh的裝車量繼續占據榜首,市占率達到47.39%。在寧德時代財報中有提到,特斯拉、現代、福特、戴姆勒、長城汽車、理想、 蔚來等全球知名的新能源汽車企業和傳統車企都是寧德時代的客戶,這也進一步說明了該公司的實力。
而在中國動力電池產業創新聯盟的統計數據中,比亞迪在國內市場是緊隨寧德時代之后的,市占比達到了22.75%。
對于比亞迪而言,刀片電池是該公司的名片之一。比亞迪刀片電池因為通過“針刺測試”而被人所熟知,在電池行業通過該項測試的難度等級幾乎就是之最,傳統三元鋰電池在這樣的測試中,幾乎都會爆炸和冒煙,而比亞迪刀片電池無明火,無煙,電池表面的溫度僅有30-60℃左右,無疑說明了這種電池的安全系數非常高。
而在具體性能方面,比亞迪刀片電池使得電池系統單位體積密度增加,它比傳統的鋰電池密度要增加1/3以上,不僅能夠為車子提供更好的空間表現,同時續航能力也大幅提升。
根據最新的媒體消息,豐田與比亞迪聯合打造的純電轎車bZ SDN預計將搭載刀片電池,無疑也說明了這種電池系統的領先性。
我們再參考市場調研機構 SNE Research 最新數據,2022年一季度全球動力電池裝車量為95.1GWh,其中排名TOP10的企業分別是寧德時代、LG新能源、比亞迪、松下、SK On、中創新航、三星SDI、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能。
圖源:SNE Research
在當前的動力電池市場中,全球前五中國內企業寧德時代和比亞迪占據兩個席位,且寧德時代還是全球第一名,而前十名之中則有6個都是國內的電池廠商,說領先很貼切。
第二項是電機,目前新能源汽車電動機主要分為四種,分別是直流電機、交流異步電機、永磁同步電機與開關磁阻電機,常用的則是交流異步電機、永磁同步電機。根據第1電動研究院的統計數據,2021年中國新能源電機配套量前三名分別是比亞迪、特斯拉和方正電機,其中前兩家為自產自用,方正電機為外銷。此外,相關企業還有蔚然動力、寧波雙林、上海電驅動等,無論是自產自用還是外銷,都有覆蓋。
電機相當于傳統燃油車的發動機,性能越好加速越快,我們看一下比亞迪漢和特斯拉model3的對比,高性能版的model3百公里加速為3.4秒,比比亞迪漢的3.9秒快0.5秒,而國產特斯拉model 3百公里加速需要5.6秒,差距非常大了。搭載方正電機的小鵬P7四驅版車型百公里加速時間為4.3秒,也是不遑多讓,雖然不能單純只看這一指標,但一定程度上也體現出了國產電機當前并不落后。
最后是電控系統,也被稱為新能源汽車的“管家”,最核心的部分當屬BMS和電機驅動,此外還有加速踏板、制動踏板和電子控制裝置等其他電力驅動系統,以及方向盤、轉向動力源和溫度控制單元等輔助控制子系統。
在整個電控系統中,就涉及到了我們當前比較明顯的短板——芯片。比如在BMS系統中,寧德時代董事長曾毓群曾在調研活動中表示,BMS上芯片部分源自美國,目前也在做國產化。而實際上有統計數據指出,目前國產芯片在BMS芯片方面的國產化率不足兩成。
BMS芯片并不是指某一種芯片,而是所有應用到BMS系統的芯片的統稱,包括AFE模擬前端芯片、MCU、ADC、數字隔離器等。從業者認為,BMS芯片需要大量的專有技術(Know-how)經驗積累,國產化突破尚需時日。目前,應用BMS的MCU主要由恩智浦等公司供應,AFE模擬前端芯片則主要是ADI和TI。
當然,國產BMS芯片也并非從零起步,目前已經產生了一批值得關注的公司,比如在BMS用MCU方面,中穎電子、兆易創新、北京君正、芯海科技、國民技術、復旦微電等公司都在技術攻關;ADC方面,上海貝嶺、思瑞浦、圣邦股份、芯海科技也在努力提升國產化率;電源管理芯片方面,芯朋微、圣邦股份、雅創電子、士蘭微、富滿電子等公司未來可期。因此,雖然目前國產芯片在BMS芯片領域市場份額很低,但很多環節都只差臨門一腳了。
回歸到我們今天的話題,現在肯定不能說我國目前在電控系統方面是領先的,還有被卡脖子的風險。
那么,上述幾點綜合起來看,電動汽車的三電系統中,國內企業在電機和電池方面已經做到全球領先的水平了,尤其是電池,算是領跑全球,電機也屬于第一梯隊。不過,芯片對于國內所有科技產業來說都是一個卡脖子的環節,因此新能源汽車也沒能幸免。如果單純講電動汽車,在車子的性能上面說我們領先沒問題,但是站在整個產業鏈的角度來看,在當今的局勢下,我們的短板還是很明顯。
車子之外的軟實力
如同馬斯克推文中寫到的,中國的可再生能源發電也是世界領先的,我們不跳脫到能源行業再去展開分析,而是就著新能源發電和新能源汽車的部署關系,看一下我國在新能源汽車領域的配套實力,也可以說是軟實力。
首先是政府政策的支持,近幾年我國發布了非常多的政策來支持新能源汽車產業的發展,包括《財政部工業信息化部科技部、發展改革委關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》、《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》、《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》等等,政策的變化也很明顯,從全面開花到扶優扶強,很明顯我國新能源汽車產業已經進入了高質量發展階段。放眼全球,我國在新能源汽車發展支持方面的政策力度也是最大的,這一點我們是領先的。
政策支持下,再看企業參與度和市場接受度的問題。根據全球汽車信息平臺MarkLines關于2021年全球純電動汽車銷量的統計,2021年中國新能源汽車產銷首次突破350萬輛,連續7年全球第一,銷量榜的前20名中有12家是中國企業。還有相關統計指出,截止到2021年6月份,我國共有200家左右的新能源汽車整車制造企業,有接近35萬家企業的注冊信息和新能源汽車相關。目前,隨著造車新勢力格局初定,我國新能源汽車產業開始了第一波整合,化整為零。
除了銷量高能夠展現市場接受度,滲透率也是一項關鍵指標,根據中國信息通信研究院前不久發布的2022年4月中國新能源汽車行業運行數據報告,中國新能源汽車市場滲透率達到25.3%,對汽車行業整體的貢獻不斷增強。
當然,消費者買車之后也要用車,產業配套對于消費者滿意度來說是除了車子質量之外最關鍵的一項。據充電聯盟數據,2021年我國充電樁總電量達到111.5億kWh,同比增長58.0%。截止到2022年1月,全國充電運營企業所運營充電樁數量超過1萬臺的共有13家,包括星星充電、特來電、國家電網等公司。而央視新聞援引中國電動汽車充電基礎設配促進聯盟的數據,我國現有充電樁保有率為310.9萬臺,新能源車保有量為891.5萬輛,車樁比為2.9:1,充電樁密度領先的城市分別是深圳、上海、北京、廣州。根據工信部的說法,2022年我國將全面推動充電樁配套下鄉的活動,加大非一二線城市的充電樁數量和占比。同時,財政部在《關于2021年中央和地方預算執行情況與2022年中央和地方預算草案的報告》中也提到,支持充電樁等配套設施建設,促進新能源汽車消費。
當然,近幾日全國各大城市出臺的新能源汽車購置或者置換補貼也是對中國新能源汽車發展的一大利好。根據5月30日的最新消息,上海市發布加快經濟恢復和重振行動方案,全年預計為市場主體減負3000億元以上,將對“以舊換新”購買純電動汽車補貼每輛1萬元。此前,全國多地陸續出臺刺激汽車消費的政策,深圳的政策是若在深圳地區購買新能源汽車可補貼1萬元,通過專項搖號活動的中簽者,選擇購置新能源汽車的朋友給予最高不超過2萬元/輛補貼,山東、廣東和無錫等省市也是發布相應的購置補貼。而在補貼中都明確提出,購買傳統燃油車不能夠享受相關政策。
上述這些,我將其統稱為中國新能源汽車發展的大環境在全球是最好的,也可以說是領先的。
小結
從馬斯克的角度而言,他肯定是知道中國國產芯片水平不高的問題,即便他不關注其他領域,汽車領域他肯定是了解,但他還是說中國電動汽車是全球領先的,有對合作伙伴寧德時代的肯定,有對競爭對手比亞迪的肯定,也會對中國新能源汽車產業相關政策和消費者接受度的肯定,當然也有出于對特斯拉上海工廠未來發展的考慮而恭維的原因。
我們自己當然也知道我們的短板在哪里,比如車規級功率器件和MCU等都嚴重依賴進口,比如公眾充電樁利用率偏低等。但我們中的一些人也要摒棄燃油車時代對國產車的看法,丟掉一談到國產車就覺得low、質量差的“有色眼鏡”,現實早已今非昔比。就像很多車主所說,你即便不愿意試駕,問問開過的人也能得到中肯的答案。
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