近幾年來,新能源汽車發展可謂是如日中天,以2021年為例,新能源乘用車產銷量呈現出快速增長,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到28.2%,已超過國家設定的2025年所有新能源汽車車型市場滲透率20%的目標。
縱觀國家對新能源車企的補貼政策不難發現,新能源汽車火爆的原因其實是深度依賴國家對新能源汽車企業的補貼。自2019年起,國家對新能源的補貼逐漸退坡。如2022年新能源汽車補貼標準在2021年基礎上退坡30%,2022年12月31日之后上牌的車輛不再給予補貼。隨著國家對新能源汽車補貼政策的調整,新能源汽車市場正在從政策導向向市場導向轉變,在其轉變過程中,降低整車成本和突破關鍵技術難關,成為新能源汽車企業及零部件供應商發展的重中之重。作為新能源汽車重要組成部分的“三電”系統,其成本占據了電動汽車成本的一半,這一半中近80%的比重由動力電池占據。電動機、電池、電控等零部件企業一方面需要承受來自整車企業的降價壓力,另一方面需要承擔原材料上漲、核心零部件依賴進口等成本壓力。在這雙重壓力下,電動機、電池、電控企業必須想辦法謀求發展,實現降本增效。
動力電池發展趨勢及技術路線
從電池的發展趨勢來看,未來技術發展主要集中在高性能電池材料、電池包、電池管理系統、電池梯級利用回收技術以及電池生產制造等領域。第一,動力電池產業將向規模化、智能化方向發展,產品質量全面提升;第二,動力電池回收產業將進入爆發性增長時期,電池梯級利用回收技術亟待突破;第三,充換電模式呈現多樣化發展態勢。由于充換電設施網絡迅速發展,多方社會資本的參與使充換電市場主體呈現多元化發展格局。未來,“互聯網+充電”技術將得到廣泛的推廣和應用,充換電模式趨于多元,下游應用市場充換電便捷化發展仍是主要趨勢。電動汽車要在不依賴于補貼的情況下取得對傳統汽車的優勢,需要在電池方面具備兩個基礎條件:電池能量密度要盡可能高,同時,電池成本要盡可能低。
驅動電動機系統發展趨勢
從電動機的發展趨勢來看,永磁電動機因其效率高、功率密度高和體積小等優點廣泛應用于乘用車領域,占據國內電動機市場主要份額。由于我國稀土資源有一定優勢,未來永磁電動機仍是電動汽車電動機發展重點。從電動機控制器連續比功率來看,較國際先進水平有較大差距。未來利用碳化硅提升電動機控制器功率密度將是電動機控制器技術發展的主流趨勢之一;電控系統中作為能源轉換與傳輸的核心零部件IGBT芯片和模塊目前主要依賴進口,高端市場被英飛凌、三菱等外國企業占據,比亞迪、中車時代電氣等企業雖然分享了IGBT剩余市場,但仍與外資品牌存在較大技術差距。未來,在下游市場的刺激下,國內IGBT產業呈現加速擴張態勢,預期將快速發展。
電驅動系統集成化發展
在新能源技術應用過程中,驅動電動機、電動機控制器和減速器深度集成的電驅動一體化總成是新能源汽車領域的主要技術方向。目前,國外以博世、大陸、麥格納、吉凱恩、博格華納及采埃孚等為代表的電驅動系統集成商推出了電驅動一體化總成產品。我國與國外基本同時起步,比如上海電驅動、精進電動、巨一及匯川等均推出了三合一電驅動總成系統。集成化帶來的優勢是十分明顯的,不僅能夠減小系統體積與質量,提升整車布置的便利性,增加車內乘坐空間,系統間的能量損耗也有望進一步降低,整體效率大幅提升,而且由于殼體、連接件的省略,系統成本與價格將會顯著下降。此外,動力系統集成化也有利于模塊化標準供貨,縮短研發周期與匹配周期。當然,集成化也有一些弊端,比如前期研發與匹配費用將會增加;NVH、可靠性及散熱等技術指標挑戰難度提升,對研發能力要求更高;標準化供貨也意味著定制化空間有限,車企需要做出更多妥協。不過,整體來看,電驅系統集成化利大于弊,已經成為了新能源汽車技術發展趨勢。
電控系統的集成則傾向多合一模塊,通常將變壓器、車載充電機、加熱器及功率分流模塊等進行集成,甚至會將VCU(整車控制器)、MCU等包含在內。國內的北汽新能源、長安新能源、中車時代等開發了多種形式的多合一總成,其中以北汽EMD(E-Motion Drive)3.0動力總成系統為代表的純電多合一動力總成已經搭載在EU5系列車型上了。隨著大批新造車勢力進入市場,對第三方新能源汽車電控系統集成商需求強烈,并推動其從單純的電控系統產品供應商轉變為新能源汽車整車廠的動力總成方案解決者,為中國新能源汽車電控系統行業內專業化第三方電控系統集成商創造了新型增長點,推動中國新能源汽車產業通過第三方供應電控系統逐漸成為主流趨勢。
結 語
2022年3月,中國電動汽車百人會論壇勝利舉辦,政府部門代表和行業相關專家、學者共同討論整體市場的發展方向。會議主旨認為,新能源汽車的發展不僅是對傳統汽車動力的改良及替代,也是對傳統汽車的整體顛覆,新動力的發展還帶來了汽車智能化、網聯化等方面的發展,同時這些發展方向也會是下一步新能源汽車市場的核心競爭點。