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贡俊:要依托专业的供应链支撑产业的健康发展

由天津市人民政府、中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车报社共同主办,天津市工业和信息化局、天津经济技术开发区管理委员会特别支持,日本汽车工业协会、德国汽车工业协会联合协办的第十九届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛(以下简称“泰达汽车论坛”)于2023年9月1-3日在天津市滨海新区召开。本届论坛以“高质量·新未来”为年度主题,邀请重磅嘉宾展开深入研讨。

在9月3日“电动化论坛一:面向2030年的新能源汽车渗透率展望”中,电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟理事长贡俊发表了题为“我国新能源汽车电驱动产业进展与挑战”的演讲。

电动汽车电驱动系统全产业链技术创新战略联盟理事长  贡俊

以下为演讲实录:

尊敬的陈院士,各位来宾,各位新老朋友:

大家上午好!

今天我来给大家分享一下新能源汽车电驱动产业的进展和挑战,分三个方面:

第一,现状。

我们国家从2001年开始到现在对新能源汽车持续支持已经是第五个五年计划,应该说从前面到现在我们取得了产业优势,但是后面怎么走,我认为大家非常关注,从政府到行业,从产业领先到技术引领,这一块除了个别的政策以外,我相信在国家的科研布局中,对这个产业也会有支持。前面四个五年计划原来的布局是三纵三横,现在引入了智能驾驶和车网融合,所以从产业的领先和引领,在我们国家的政治环境下有相当的发展潜力。

这个是目前电驱动产业从科技角度来看的重点方向和布局,因为电机相对来说是一个传统的产业,因为新能源汽车的要求,诞生出来新的需求,在这里因为它相对比较传统,所以它的技术进步可能更加来自于材料器件层面上,当然这里面和整车的发展非常相关,特别是个性端的发展和创新。

除了纯电驱动里面的布局以外,对于插电混动的发展是超出预期,这里面我们国家在做电动汽车专项的时候,希望我们在新能源汽车、电动汽车这一块有所发展,当时我们的发动机和变速箱技术与国际水平存在差距。但是因为新能源汽车电动化特别是以电为主的混合动力为我们的产业打开了一个新的空间,所以在新的总成不管是从技术先进性、产业现状等都超出了行业的预期,我们的技术水平应该是在全球都有它的优势地位。

这是整个目前电驱动产业技术体系。从总成到零部件到材料器件到最后的一些基础材料的支撑,涉及到这两天大会上比较热门的芯片,不管是控制芯片还是功率芯片,还有一个是工具链上的问题。这张图大家可以看到,实际上从总体来说今年的发展也是很快,同比增加44%,但是这里面有一个数据可以看到,今年的纯电动和插电混动的比例变化还是比较大,现在PHEV从1-7月份它的占比到了32%,上升的趋势还是很快的。

上海把插电混动的牌照取消了,纯电动除了上海和北京有牌照的政策,取消了这个政策之后,插电混动如果作为第一辆车市场优势比较明显,当然这里面非理性,实际上那么长的里程数一年就用到一两次,但是它的心理预期和心理障碍是比较严重的,目前插电混动的比例涨得还是蛮快。

第二,多合一总成。

我们业内的主机厂和Tier 1在这一块都有比较多的布局,从去年来看三合一总成占到了61.5%,前10位的比例如果是看电机、控制器和逆变器三个维度,实际上大概是在70%~80%之间,今年的变局还是有超出原来的想象。新能源汽车总量的这一块的同比增长速度比较快,应该说同比来说和去年相比总的销量已经超过了41%,8、9、10月份可能会更加多一些。整个新能源汽车的渗透率超过30%。

这里面对于我们电驱动来说有一个比较明显的变化,从供应链体系和多合一市场的行为来看,多合一总配电量到了67%,比去年也是有增长。但是这里面可以看到一个问题,在电驱动体系当中,我们现在分两类,一个是主机厂为主,一个是独立供应商,独立供应商仅占到了23.8%,去年大概是一半左右。

从电机来看,涨幅也比较大。以主机厂为主,五家独立供应商企业仅仅占到市场的22%,同比降得也是比较多。从电控来说,比电机稍微好一点,前10家当中有6家是独立供应商,占比31%。从这个格局来说现在这个阶段有它的合理性,长期来说这个格局还会有变化。

从整个的产业情况来看,有两个明显的趋势,扁线成为目前电机里面提供功率密度的主要手段,转速在不断提高,我们行业目前的现状大概不到16000rpm,特斯拉就是18000rpm,我们今年4月份在上海车展上华为发了25000rpm,他们预计明年就会量产。

今年特斯拉原来的两个新业务,一个是稀土,一个是碳化硅,我个人认为稀土在国家或者全球来说都不新,没有必要说去稀土化,我们的轻稀土从总量和成本来说竞争性在我们电动汽车的应用当中比较优势是非常明显的,足够我们使用,这个和锂电池的资源还是有一点不一样,所以没有必要跟着特斯拉做所谓的去稀土化。现在我们做得比较好的技术路线当中,重稀土已经做得比较少,现在用工艺方法至少可以降一半。

另外还有硅钢材料,我们行业也有很多的技术进步,进一步用到产业端,这里面可能还要解决一些工艺问题和降本的问题。

从整个控制器总成来说,目前我们国内大部分是用模块做逆变器,海外做得比较好的老牌的汽车电子企业已经把封装一条线做到了控制器上,相当于当中可以不用模块这个层次。

另外,从硅基往第三代发展,因为现在快充用碳化硅比较多一点,但是在600V体系当中,氮化镓的可能性将来也会出现,这里面涉及到成本和性能的问题,成本更低,所以在汽车领域里面优势比较凸显。

另外,电压平台,现在800V是我们整个产业中都讲的,其实电压是一种技术路线的选择,不同的车型、不同的工艺等级不同的定位是需要有不同的技术路线适应的,并不是说电压越高越好,电压高了当然有新的技术问题,目前的快充大功率的情形是为了降低损耗。但是对于其它的领域来说,一下子到800V性价比未必很好,所以电压是技术路线的选择,并不是技术水平的高低问题。

从电驱动总成的发展趋势来看,总成化的趋势比较明显,原来是三合一,现在是六合一,再往里面堆东西,做到十合一。这里面我认为还是根据整车的个性需求来的,并不是集成度越高越好,在我们的规模还没有达到足够量以前,可能这个选择两方面都有,至少三合一是一个基本的需求。

纯电驱动总成,因为目前的行业现状大家的选择是多合一,三合一是一个基础。从整车来说转速16000rpm是起步,目前行业最高做到25000rpm,个别科研的机构做到30000rpm。

商用车目前来说还没有形成行业格局,不像乘用车,商用车这边新能源的空间更大。我们从排放的视角来看,商用车尽管数量少,但是它的排放总量比我们乘用车多很多。目前行业的现状,商用车的新能源化还是在起步阶段,这里面不管是小车还是大车,虽然我们国家的新能源电车重点是重卡,但是我认为将来它在乘用车里边也一定有空间。从格局的角度来说,没有形成行业的格局,这里面的确是不同的需求应用场景,需要有不同的个性来支撑。

这个是2035年技术路线图,当时写2035年指标的时候大家有一点不敢落笔,就像王所长提的市场占比一样,当时我记得中国制造2025和技术路线图写市场销量预测的时候,我们在2035年说50%,当时很担心做不到,现在明显超出了当时的预期。我记得有一次在海南开全球新能源汽车大会也是闭门会上,当时一些大的跨国企业都在,我记得那次发布了一个博鳌共识,那个会上提出中国希望能够比当时提出的全球的2035年的目标还高一点,我们是不是能到60%。当时从我个人的角度来说目标太大了,远远没有想到短短几年的时间超出了大家的预期。技术指标也是一样的,现在个别企业的指标已经到了2030、2035年的指标。

扁线的上升率很快,从去年的27%到今年的48%,我估计今年到年底会更高。主要的动因是在我们这个行业的车型的规模量上来了,因为扁线的投资要求比较高,原来进口的线一个多亿,现在国产的线如果10万台的产能不同的企业有不同的差异,大概是5000~8000万元,所以和国外这个领域还是有一点点差距。但是对整个行业来说,1年能做10万台的规模自己去投一条线它的性价比算得回来。原来我们这个产业中过10万台的车型很少,所以大家不敢投,行业里面原来都是投在小线上,起动机、发电机等等。但是新能源车型一个车型一年上10万台其实是不容易的,今天现在已经不一样,可能一个月超2万、3万的都有,这也是最近一两年的事情,因为这种变化大家对装备的投入都下了决心。

碳化硅第三代半导体的器件这里面也是超出预期的,我们这个行业用碳化硅从全生命周期的账来算已经算得回来,一般意义上供应商的价格硅基只有碳化硅的1/3左右,但是我们国产的碳化硅的芯片、封装包括上游材料和装备,整个的产业因为资本市场的推动,我们国家预计2~3年会展开,所以碳化硅这条线上会超出预期。我访问过个别厂商,我记得今年有一次在发改委的会上有一家厂商说它的碳化硅的成本只有硅基的50%,因为碳化硅目前的好处是能提升效率3~5个百分点,就意味着我们的电池如果同样里程数电池的总量可以下来,对于消费者来说意味着每次充放电的容量降低了3~5个百分点。

不管是从一时投资还是全生命周期也好,其实这里面已经有足够的空间支撑技术的应用。

从三合一总成来说,因为我们不管是国内还是海外这些主机厂都需要适应不同的需求,400V、800V都要做,目前的现状是兼顾了400V和800V这两种的电压需求,从目前的现状来说800V体系还是少数,所以是兼顾它的经济性。但是从长远来说一旦形成规模量,这种所谓的模块化不一定是有它的优势。所以我们前面讲平台化、模块化、标准化,在前期数量不多的情况下有它的空间和好处,但是当有了足够的规模以后可能是需要另外的定制化。

专用变速箱确是我们这个行业的亮点,现在插电混动的主机厂,实际上我们主要的企业在这一块都有布局。发电机目前是行业的一个潮流和趋势,因为我们现在是以电为主,不像以前丰田和本田是以发动机为主,我们以电为主,把电加大,在发动机大部分的情况下,发动机高效驱动的领域里面范围比较宽,这样从发动机的设计从整个系统的角度来说有利于我们的性价比可以做得比较高。特别是国家目前对于插电混动购置税的补贴上去以后,对于消费者的成本来说都有比较优势,这也是短期插电混动的比例上升这么高的原因。

从目前的现状来看,多合一,当然如果主机厂的车型的确是存在多合一的需求,它的好处是很明显的。从原来我们的总成到了芯片层面、软件层面,这样对于主机厂如果单种品种量特别大,这个优势就会比较明显。

另外,因为无人驾驶、智能网联汽车的发展,电驱动是一个主要的安全件,现在制动驱动还稍微好一点,将来分布式驱动对安全的要求会更高,这一块除了高安全以外,从健康管理的要求来说希望能够放到中央控制器上。

整个我们的产业面临的挑战,因为集成度高,所以材料层面对集成技术的要求会更高一点。其实我们电机最重要的一个点是发热,热管理是一个很重要的内容之一,这里面已经从单元到了整个系统层面。

现在已经过了从无到有的阶段,不管是电驱动还是电池,在全球来说中国都有它的比较优势,我们已经跨到了国外的一线阵营。从无到有以后就是从有到优,到优这一块噪音和电池兼容就是一个很重要的内容之一,这里面还有空间。因为高压化扁线以后对作业的要求也进一步的提升。材料、器件,器件这里面涉及到10000rpm多到了30000rpm多,轴承又是一个新的挑战。

控制器主要是芯片软件集成层面和集成度是不是能从开放的角度来说真正意义上做到芯片的多芯合一,现在一个芯片可以做到10个核,所以有很多的原来部件层面上的芯片可以复用,这样对集成度和成本有进一步优化的空间。

我们的MCU对于集成的要求、对于光刻机和芯片的要求并没有那么高,不管是28nm或者是40nm,大部分足够满足电驱动的需求。

从总成技术来说,不管是乘用车纯电驱动到商用车到将来面对智能底盘的人工电机都有一些新的挑战,这里面和应用层面都非常相关,尽管第一步已经过了那个线,但是进一步优化,进一步取得行业可持续的盈利作用,这里面都有新的空间。

因为今天在座的各位各个层面都有,从技术层面不讲太多,从电池安全到NVH是从无到有,从有到优是高质量发展、电池安全、噪音和高压安全。

从我们产业的视角来看,并不是说目前有一个比较优势存在就没有空间,从能源动力这个角度来说其实还有很多的技术的布局,要保持产业优势就需要有不断的创新投入。另外不管是主机厂还是Tier 1,甚至是部件产品,核心技术是永恒的主题。可能现在还问题不大,现在我们的工具链是国外为主,但是我们国产的工具链现在也在布局,不管是从国家层面还是地方政府,这个领域相对来说要求不高。如果这个产业最后要真正有比较优势,我认为大型的企业还是有必要的存在。

刚刚大家看到的占比,我们TOP 10里面,不管是电机、控制器还是总成,现在独立供应商占到20%~30%,我个人认为这是阶段性的情况,从长远来看这个比例还是少。尽管现在目前看上去独立供应商少,实际上我们很多的主机厂关键的零部件是从我们部件厂来做,做了一个最后的集成,我认为这样是合理的。就像行业内的个别企业可以说全链条打通,但是我认为这是阶段性的可能性,从长期来说是非理性的,一定要依托专业的供应链支撑产业的健康发展。

插电混动的确是目前这个领域里面蛋生蛋很显著的一个亮点场景,不管是从纯电驱动还是从新型个性的总成来说,实际上国内的产业场景是最合适的。关键材料和器件,目前大部分都解决了,个别的材料和器件可能还需要行业里面有所努力。

装备和工具,这一块原来大家的重视度不够,因为现在已经到了这种体量,不管是工具量还是测试装备都有这种可能性和基础。

总结一下,从我们这个产业来说已经有产业的领先优势,希望能持续引领,这里面必须要有技术创新的突破。另外因为我们国家有足够多的应用场景,所以新的产品、新的个性能够有足够多的空间,如果要在产业里面取得优势必须要有全球品牌,所以前面3~5家大型的电驱动企业也是必须努力的。

贡俊:要依托专业的供应链支撑产业的健康发展

我就介绍到这里,谢谢大家!

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