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我國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。不過，與世界先進(jìn)技術(shù)水平相比，我國一些關(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全球電動汽車發(fā)展指數(shù)》顯示，在市場層面，中國排名第一，但在技術(shù)層面，中國遠(yuǎn)不如日本、法國、美國等國家，排名僅處于第六位。
9月初舉行的2018中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇上，科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司副司長續(xù)超前提出，盡管經(jīng)過多部門、跨行業(yè)的合作和聯(lián)動，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了一定成績，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可以用九個字概括，即補短板、建優(yōu)勢、強能力。其中，補短板就是要從戰(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)短板如何影響我國新能源汽車發(fā)展?
對此，中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春告訴記者，新能源汽車發(fā)展過程中，大三電、小三電、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新能源汽車后續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，削弱我國目前已經(jīng)累積的新能源汽車發(fā)展優(yōu)勢。
動力電池核心材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口
國家新能源汽車創(chuàng)新工程項目專家組組長王秉剛告訴《中國汽車報》記者，在新能源汽車發(fā)展過程中，受到挑戰(zhàn)較大的首推動力電池。目前，我國動力電池行業(yè)發(fā)展很快，產(chǎn)銷量很大，也有一些優(yōu)秀的動力電池企業(yè)。不過，目前我國高品質(zhì)動力電池的一些材料仍依賴進(jìn)口，動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，日韓動力電池企業(yè)實力強勁，近幾年因多方面原因，沒能順利進(jìn)入中國市場，隨著擴(kuò)大開放的腳步加快，這些企業(yè)將會加快在中國的布局，屆時，也將給國內(nèi)電池企業(yè)帶來一定的考驗。
關(guān)于我國動力電池，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)，我國電動汽車十三五規(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，這樣的預(yù)期目標(biāo)我們可以達(dá)到。但他也同時強調(diào)，我國需要在電池正負(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，屬于動力電池卡脖子技術(shù)。
從行業(yè)角度來看，美國有比較強的研發(fā)設(shè)計能力，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，生產(chǎn)規(guī)范嚴(yán)格，能夠最先制造出新的成品電池;我國和韓國處于第二梯隊。南開大學(xué)新能源材料化學(xué)研究所所長周震曾指出，在我國，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，成了國產(chǎn)鋰電池難以承受之痛。周震說。
高速高效大功率電機欠缺
在新能源汽車發(fā)展過程中，除了動力電池，作為大三電組成部分的電機和電控，其技術(shù)發(fā)展與升級也不容忽視。
數(shù)據(jù)顯示，2017年我國驅(qū)動電機產(chǎn)能超過220萬臺，部分企業(yè)進(jìn)入國際整車配套體系。目前我國既有比亞迪、上海電驅(qū)動、精進(jìn)電動等提供大功率驅(qū)動電機和電機控制器的企業(yè)，也有如山東德陽、杭州杰能、永康斯科諾等提供小功率驅(qū)動電機及控制器的企業(yè)。中國汽車工程學(xué)會相關(guān)專家認(rèn)為，在純電動汽車領(lǐng)域，我國電機和電控系統(tǒng)的自主研發(fā)做得比較好，一些企業(yè)也在為跨國公司提供研發(fā)樣機或批量配套。但即使這樣，和國外先進(jìn)水平仍存在一定差距。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在過去的10年，我國新能源汽車電機及驅(qū)動控制系統(tǒng)專利申請總量位居世界第一，但其中最能體現(xiàn)技術(shù)水平的發(fā)明專利僅占比50%，而同期國外發(fā)明專利申請總量占比90%。
此外，外資品牌也都瞄準(zhǔn)了中國市場，目前豐田、本田等整車企業(yè)已在中國設(shè)立汽車電機工廠供應(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)動電機;雷米電機等獨立電機供應(yīng)商也已在中國設(shè)立工廠。面對強敵壓境，技術(shù)孱弱的我國電機行業(yè)也將面臨不少挑戰(zhàn)。
對此，孫逢春說，目前我國在電機研發(fā)方面的短板還比較多，高速高功率密度大功率電機、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。我們要使電動汽車能耗降下來，必須讓電動汽車的電機工作在高效區(qū)，在高速高功率密度電機、電子芯片、三代半導(dǎo)體高端計算芯片、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。同時電動輪轂也將成為下一個技術(shù)研發(fā)和突破的重點。孫逢春說。
此外，孫逢春還告訴記者，在電控系統(tǒng)研發(fā)中，大型計算機軟件與仿真技術(shù)、操作系統(tǒng)等也是我國欠缺的方面，這些技術(shù)近乎為零。
小三電短板讓電動車性能大打折扣
電動汽車替代燃油車，不僅是動力系統(tǒng)由傳統(tǒng)內(nèi)燃機變?yōu)殡婒?qū)動，還將實現(xiàn)全面電動化。王秉剛表示，除了大三電，電動汽車還需要高效的電制動、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。例如電制動系統(tǒng)中制動能量回收部分，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)不到國際先進(jìn)水平。
孫逢春告訴記者，目前電動汽車標(biāo)定的續(xù)駛里程是不含空調(diào)的，但在具體使用過程中，一打開空調(diào)，續(xù)駛里程就下降很多?？照{(diào)能耗太大，很多用戶不敢使用空調(diào)，影響電動汽車的駕乘舒適性。據(jù)他介紹，空調(diào)制冷、制熱會使續(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。王秉剛也強調(diào)，電動空調(diào)是電動汽車發(fā)展中的短板技術(shù)，目前國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)在研發(fā)高效、低能耗的空調(diào)，但還沒有比較好的產(chǎn)品，業(yè)界需加強關(guān)注。
除了大三電、小三電，電動汽車輕量化、全天候穩(wěn)定性等技術(shù)短板也是行業(yè)關(guān)心的熱點。
相關(guān)研究顯示，電動汽車車重每降低10%，續(xù)駛里程將增加6%。電動汽車減重可有效降低能耗。據(jù)了解，目前電動汽車輕量化的主要技術(shù)發(fā)展方向有三個：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)幾乎是電動汽車的禁區(qū)。電池在寒冷地區(qū)啟動和運行都是大問題，在-25℃環(huán)境下，電動汽車?yán)m(xù)駛里程會降一半以下，甚至更多。孫逢春說，下一步我國必須發(fā)展全氣候的車輛和全氣候下能運行的電池。而他提到的全氣候運行即是指電動汽車在-40℃下能正常運行。
還需加大對零部件產(chǎn)業(yè)的扶持力度
王秉剛認(rèn)為，與傳統(tǒng)汽車相比，我國在電動汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢比較明顯，在電池、電機和電控方面發(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，將會阻礙我國新能源汽車的高質(zhì)量發(fā)展。他強調(diào)，目前掣肘電動汽車后續(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，電動汽車有與其重合的部分，但也有其獨有技術(shù)，目前來看，這些技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比仍存在加工精度差、原材料開發(fā)水平差等問題。這不只是電動汽車本身的問題，事實上是工業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的差距反映在了汽車上。王秉剛說。
據(jù)中新網(wǎng)最近報道，工信部對全國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)鍵材料在中國仍為空白，52%依賴進(jìn)口。在裝備制造領(lǐng)域，高檔數(shù)控機床、高檔裝備儀器、運載火箭、大飛機、航空發(fā)動機、汽車等關(guān)鍵件精加工生產(chǎn)線上逾95%制造及檢測設(shè)備依賴進(jìn)口。
基于此，王秉剛強調(diào)：我國要實實在在地加強對基礎(chǔ)零部件產(chǎn)業(yè)的扶持，國家扶持重點不能只放在整車上，很多核心技術(shù)在零部件上。