動力電池：未來企業(yè)比拼三方面能力?要深入研究四大主材技術(shù)

10月20日，國務院辦公廳發(fā)布關(guān)于印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》的通知(以下簡稱《規(guī)劃》)。根據(jù)這份文件，2025年，中國新能源汽車市場競爭力要明顯增強，動力電池、驅(qū)動電機、車用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)要取得重大突破，安全水平全面提升。為了達成目標，《規(guī)劃》重點提出要提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力，而由動力電池與管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機與電力電子、網(wǎng)聯(lián)化與智能化技術(shù)組成的“三橫”，成為新能源汽車整車及配套零部件產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要發(fā)力點。

在《規(guī)劃》印發(fā)后，《中國汽車報》記者第一時間獨家專訪了分屬“三橫”領(lǐng)域的權(quán)威專家進行解讀。

動力電池：未來企業(yè)比拼三方面能力 要深入研究四大主材技術(shù)

“汽車電動化趨勢不可逆轉(zhuǎn)，與之相應，動力電池產(chǎn)業(yè)前景非常樂觀。”中國電科第十八研究所研究員肖成偉認為，“現(xiàn)在，我國新車年銷量約為2500萬～3000萬輛規(guī)模，按照《規(guī)劃》中2025年新能源汽車銷量占比20%左右的目標，就是要達到500萬～600萬輛。這一體量對整個動力電池產(chǎn)業(yè)的推動作用將十分巨大。”他表示，這不僅僅意味著現(xiàn)包括寧德時代、比亞迪、LG化學等在內(nèi)的國內(nèi)外頭部企業(yè)將迎來巨大的增長空間，行業(yè)其他競爭者也會擁有廣闊的舞臺。

在遠期市場目標的基礎(chǔ)上，動力電池企業(yè)應把目光集中到產(chǎn)品安全性、一致性、經(jīng)濟性等現(xiàn)實問題上。

肖成偉強調(diào)：“從技術(shù)角度來看，對動力電池性能的追求是永無止境的。”據(jù)他介紹，新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)要想攻克難關(guān)，補齊短板，實現(xiàn)高強度、輕量化、高安全、低成本、長壽命的性能優(yōu)化，少不了對正負極材料、電解液、隔膜四大主材核心技術(shù)的深入研究。“對于規(guī)模化生產(chǎn)的動力電池，在成本可接受和安全性得到保障的前提下，通過不斷進行技術(shù)迭代，產(chǎn)品的比能量、比功率、充電倍率等技術(shù)指標，每年實現(xiàn)3%～5%的提升是可以預期的?，F(xiàn)在，電池單體的能量密度普遍能達到220～250Wh/kg，系統(tǒng)可做到160Wh/kg左右。同時，對高比能電池的技術(shù)開發(fā)也在持續(xù)進行，目前電池單體達到了300Wh/kg，系統(tǒng)達到了200Wh/kg，取得了很好的進展。”他表示。

“除新體系產(chǎn)品外，行業(yè)主流企業(yè)對規(guī)?；a(chǎn)的動力電池材料體系的選擇基本上趨同，同時它們通過采用向上下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈的方式來進行戰(zhàn)略布局，以期實現(xiàn)對成本的控制。這種背景下，企業(yè)之間比拼的是對產(chǎn)品安全性的把握，對產(chǎn)品經(jīng)濟性的控制，以及對產(chǎn)品制造能力的掌控。”肖成偉指出，“工藝技術(shù)的進步，生產(chǎn)線自動化制造水平的改善，能夠提升電池產(chǎn)品的一致性和品質(zhì)，從而為動力電池的安全性和使用壽命提供保障。”

電驅(qū)動系統(tǒng)：改善電機失效問題成為關(guān)鍵 軟硬件協(xié)同攻關(guān)提升競爭力

“根據(jù)此前的規(guī)劃，我國新能源汽車配套電機的比功率是要從2010年的1kW/kg升級到2020年的4kW/kg。‘十三五’規(guī)劃的五年中，功率電子控制器功率密度(實際控制器產(chǎn)品)從6～8kW/L發(fā)展到超過20kW/L，裝車樣件功率密度突破30kW/L，SiC MOSFET基控制器功率密度突破40kW/kg，這個進展速度遠超其他行業(yè)。”新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)路線圖組長、哈爾濱理工大學“頭雁”教授蔡蔚表示，“但我國在材料和核心零部件(元器件)與世界先進水平的差距還相當大，不得不依賴進口，在產(chǎn)品競爭力上的差距也是有的，具有全球競爭力的電機系統(tǒng)和電驅(qū)動產(chǎn)品以及企業(yè)較少。其中，改善電機失效問題將是行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵。”

蔡蔚介紹稱，驅(qū)動電機50%甚至更高比例的失效源于絕緣性能，絕緣材料和相關(guān)工藝是行業(yè)“痛點”。電機向高頻方向發(fā)展，對絕緣系統(tǒng)的耐壓性、耐電暈、耐溫、導熱性能都提出了一系列的要求，需要追溯到上游絕緣材料、下游制造工藝等整個鏈條的協(xié)同研發(fā)。“電機、控制器及電驅(qū)總成的產(chǎn)業(yè)鏈需求，除了對功率芯片、封裝模塊、控制芯片、專有電路和電容等弱項產(chǎn)生挑戰(zhàn)外，也提出了從設計仿真到控制算法和軟件的迫切需求，要搭建自主可控的軟件架構(gòu)，展開軟硬件協(xié)同攻關(guān)。”他認為。

在蔡蔚看來，要實現(xiàn)我國汽車電驅(qū)動技術(shù)和產(chǎn)品的持續(xù)進步，必須調(diào)動全產(chǎn)業(yè)鏈的積極性，大力提升關(guān)鍵材料和核心零部件、元器件水平。而中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的世界級競爭力，要依靠電機系統(tǒng)和電驅(qū)動的核心研發(fā)供應能力。

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)：跨領(lǐng)域融合意味生態(tài)系統(tǒng)重構(gòu) 新安全議題值得業(yè)界高度關(guān)注

在《規(guī)劃》中，智能網(wǎng)聯(lián)作為要攻關(guān)的核心技術(shù)被單獨強調(diào)，意味著以新能源汽車為載體的智能互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息物理系統(tǒng)架構(gòu)設計、高精度地圖與定位、車輛與車外其他設備間的無線通信(V2X)、線控執(zhí)行系統(tǒng)等跨界協(xié)同融合技術(shù)正成為“三橫”發(fā)展的另一個支點。

“智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)推動多個行業(yè)實現(xiàn)跨領(lǐng)域融合，意味著生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)。從這個角度來看，新能源汽車的智能化可探索多種技術(shù)路線，但最終的選擇還是要以產(chǎn)品為導向，以市場為指針。”國汽智控(北京)科技有限公司總經(jīng)理、首席技術(shù)官尚進認為，“在行業(yè)融合的特質(zhì)下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)都應根據(jù)資源稟賦，明確自身所處的位置，形成自己的獨特優(yōu)勢。其中，整車企業(yè)要抱持融合的心態(tài)，積極下沉，借助杠桿，有效地配置資源，快速形成適應于智能網(wǎng)聯(lián)開發(fā)特點、有別于以往傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域中鏈式發(fā)包的整體架構(gòu)。”

對此，地平線市場拓展與戰(zhàn)略規(guī)劃副總裁李星宇表示認同：“在新的業(yè)態(tài)中，整車企業(yè)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)應形成一種拼圖式的合作關(guān)系。智能汽車技術(shù)的發(fā)展則應遵循漸進式路線，直接從低等級自動駕駛躍升到高等級自動駕駛難度太大。企業(yè)可以通過打造數(shù)據(jù)迭代閉環(huán)，為高等級自動駕駛積累進化的養(yǎng)分。”

此外，尚進與李星宇不約而同地強調(diào)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)和產(chǎn)品安全的重要性。“智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)確實在走向‘專、精、尖’，也正因如此，汽車安全已超越傳統(tǒng)的主動安全、被動安全范疇。功能安全、信息安全等隨智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)出現(xiàn)的新安全議題，同樣值得業(yè)內(nèi)企業(yè)高度關(guān)注。”尚進稱。