“一帶一路”背景下我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 楊新法

引言

近年來，隨著地球氣候的變暖、生態(tài)環(huán)境惡化、不可再生資源衰減嚴(yán)重等日益成為危害全球化可持續(xù)發(fā)展的重大問題，受到國際社會的普遍關(guān)注，如何破解這一難題，成為人類的終極使命。汽車作為全球第二大碳排放產(chǎn)業(yè)的中堅力量，對環(huán)境的改善、能源危機的緩解有著重大的影響。我國自2009年以來，汽車產(chǎn)銷量一直蟬聯(lián)全球第一，根據(jù)公安部相關(guān)資料顯示，截止2020年9月，我國汽車保有量為2.75億輛。作為一個有擔(dān)當(dāng)?shù)拇髧覀冇胸?zé)任和義務(wù)對汽車產(chǎn)業(yè)開展研究，尋得既不阻礙汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展又能實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的方案。

與傳統(tǒng)汽車依靠汽油、柴油等不可再生能源且因廢氣排放對環(huán)境產(chǎn)生污染相比，新能源汽車采用動力電池、醇類、燃料電池等作為動力源，工作時產(chǎn)生少量廢氣甚至不排放廢氣，能源利用效率有了極大改善，噪音有了大幅度降低。隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車在生產(chǎn)、回收階段會更清潔，其尾氣排放更低，綠色汽車優(yōu)勢會更加明顯。因此，新能源業(yè)已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的代名詞。

1 全球新能源汽車發(fā)展概述

1.1 國外新能源汽車發(fā)展概述

相關(guān)資料顯示，人們對新能源汽車的探索可以追溯到1839年，蘇格蘭人羅伯特·安德森成功改造了依靠電力驅(qū)動的車輛。然而，在之后的100多年中，人們相繼研發(fā)出了依靠鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池作為動力源的新能源汽車，但受到續(xù)駛里程、電池壽命、充電時間、電機技術(shù)、電池管理系統(tǒng)等核心技術(shù)的束縛，新能源汽車產(chǎn)業(yè)始終在艱難前行。

在經(jīng)濟全球化政策引領(lǐng)下，全球經(jīng)濟取得了可喜進步，人們對汽車的性能需求日益提高，新能源汽車的購買力顯著增強，以特斯拉、蔚來等為代表的新能源汽車日益受到大眾認可，其產(chǎn)銷量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。2017年，英國和法國政府分別表示，將在2040年停售汽油車和柴油車。但在汽車產(chǎn)業(yè)總量中，其比重仍舊較低。

1.2 國內(nèi)新能源汽車發(fā)展概述

與美國、歐洲、日本等新能源汽車起步較早的國家相比，我國在新能源汽車方面的探索相對較晚，但發(fā)展速度迅猛，這與國家的重視是密不可分的。十五期間，我國投入200億元，構(gòu)建了以純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車為“三縱”，多能源動力總成系統(tǒng)、電機驅(qū)動系統(tǒng)和控制單元、動力電池和電池組管理系統(tǒng)為“三橫”的“三縱三橫”技術(shù)體系，實現(xiàn)了以動力電氣化為核心的新能源汽車技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的巨大進步。

截止目前，根據(jù)能量來源不同，我們可以將新能源汽車分為以下幾個大類，如表1所示。

表1 常見新能源汽車類型

近年來，以比亞迪、北汽、吉利等為代表的自主品牌汽車在新能源方面進步較大，除了得益于國家政策扶持外，與自身科研投入也是緊密相關(guān)的。中國汽車工業(yè)協(xié)會相關(guān)數(shù)據(jù)表明：我國2019年新能源汽車銷量為120.6萬輛。國家對新能源車輛的補貼刺激了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，自2019年開始，新能源汽車補貼和利好政策雖有調(diào)整，2020年甚至部分地區(qū)完全停止，新能源汽車行業(yè)內(nèi)的部分企業(yè)的盈利受到影響，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已趨穩(wěn)定和完備，新能源汽車在非限購城市的銷量占比不斷提升，對政策的依賴性日漸弱化，競爭力已初步形成。

國內(nèi)新能源汽車制造企業(yè)之所以能夠在國家退補氛圍中健康發(fā)展，離不開海外市場的支持。我國自2013年提出“一帶一路”倡議以來，國內(nèi)企業(yè)紛紛加大推進國際化戰(zhàn)略力度，緊跟“走進去”海外市場發(fā)展新戰(zhàn)略，不斷學(xué)習(xí)、吸收和自主創(chuàng)新，縮小了與跨國汽車企業(yè)差距，提升了自身生存發(fā)展能力，壯大自身力量，在國際汽車市場上占據(jù)了重要席位。

自2015年開始，我國新能源汽車銷量、增速、市場份額均占全球首位。其中新能源汽車2015年累計生產(chǎn)37.9萬輛，在2009年到2015年我國累計生產(chǎn)新能源汽車49.7萬輛，占全球新能源汽車市場的1/3。

在2019年發(fā)布的全球新能源汽車銷量排行榜中，我國的比亞迪、北汽、上汽和吉利分列第2、第3、第4和第8位。2019年我國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成124.2萬輛和120.6萬輛。2009年新加坡購買金龍混合動力客車揭開了我國自主品牌車企出口的帷幕，比亞迪、宇通等車企紛紛發(fā)力，開辟國外市場。2020年上半年因受疫情影響，我國傳統(tǒng)燃油車出口萎縮，但新能源汽車出口仍達3.69萬輛，同比增長140.7%。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景向好，極大地促進了我國汽車產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

2 新能源汽車核心部件發(fā)展現(xiàn)狀探究

2.1 動力電池

動力電池是純電動汽車能源的載體，其性能提升直接影響到新能源汽車的正常使用。目前，鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子電池是汽車動力電池的主流。日本是率先開展動力電池研究的國家，并據(jù)此開拓了新能源汽車市場。美國在借鑒日本經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，推出了以鋰電池為動力來源的特斯拉品牌。在我國，長安、吉利、比亞迪等國產(chǎn)汽車企業(yè)也紛紛開展了對動力電池的研究，但從全局來看，整體的生產(chǎn)自動化水平程度還有待進一步提高，其生產(chǎn)效率較低，嚴(yán)重制約了動力電池領(lǐng)域乃至新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展。

研究認為，現(xiàn)階段可以通過以下幾個方面破解這一難題：成本始終是企業(yè)關(guān)注的焦點，如何降低生產(chǎn)成本是企業(yè)所重視的關(guān)鍵問題。可采用規(guī)?；a(chǎn)、技術(shù)升級、資源回收等手段達到降低成本的目的。

借助智能化生產(chǎn)手段，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，將更多的工作交由機器人操作，減輕人力勞動，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模。同時，可以將智能化手段運用到電池測試、制造乃至售后場景中，實現(xiàn)對電池的全程動態(tài)監(jiān)控，以此提升電池的穩(wěn)定性和可靠性。我們都期待能研發(fā)出一款質(zhì)量輕、體積小、充電速度快、能量儲存高、價格低廉、使用壽命長、可回收性能好、使用性能穩(wěn)定且節(jié)能環(huán)保的理想化電池，隨著科技的發(fā)展，我們堅信這種電池遲早會走進我們的生活。

2.2 電機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

電機作為新能源汽車的核心構(gòu)件，其作用是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，除了要滿足正常運行需求外，行駛舒適性和續(xù)航里程同樣是需要關(guān)注的問題。對驅(qū)動電機的性能要求主要體現(xiàn)在以下方面：效率高、輸出特性優(yōu)良、體積小、重量輕、價格低廉、安全性能好、續(xù)駛里程較高。同時驅(qū)動電機還應(yīng)滿足在惡劣環(huán)境下工作的需求，因此對耐溫性和耐潮性也有較大要求。

常用的有直流電機、異步電機、永磁同步電機、開關(guān)磁阻電機和輪轂電機。其中直流電機的身影可以追溯到1834年，當(dāng)時美國人托馬斯·達文波特依靠其發(fā)明的直流電動機試制了第一輛電動車，經(jīng)過將近200年的發(fā)展，直流電動機已涌現(xiàn)出永勵電機、他勵電機和自勵電機得諸多方式，但局限于體積、質(zhì)量、安全性能不足及效率低下等因素影響，目前已逐步退出歷史舞臺。

1888年，特斯拉的交流電動機面世，伴隨著電子控制技術(shù)的完善，其結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、可靠性能系數(shù)高等諸多優(yōu)勢使得交流電機取得了原本直流電動機的核心地位，從而成為驅(qū)動電機的首要選擇。

進入20世紀(jì)90年代，永磁電機進入了大眾視線，尤其是2010年日產(chǎn)汽車推出的首款純電動汽車“聆風(fēng)”，采用永磁電機作為驅(qū)動電池，掀起了一陣永磁高潮。

隨著電力電子技術(shù)、微電腦控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，開關(guān)磁阻電機作為一款新型的調(diào)速驅(qū)動電機應(yīng)運而生，憑借結(jié)構(gòu)簡單、效率顯著、運行可靠等優(yōu)勢迅速引起各國學(xué)者和相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。其研發(fā)雛形可以追溯到1970年，當(dāng)時英國的Leeds大學(xué)率先開展了相關(guān)研究并取得了部分豐碩成果。局限于其控制器設(shè)計難度較高，振動嚴(yán)重等缺陷，其在電動汽車上的應(yīng)用較少。

1990年，保時捷率先將輪轂電機裝配到汽車上，美國、法國和日本緊隨其后，相繼開展了對輪轂電機的研發(fā)，但受到成本限制，其并未在汽車上得到普及性發(fā)展。

我國電機研發(fā)水平相對較弱，核心零部件及控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)掌控能力不足，后續(xù)應(yīng)注重朝著集成化、高效化和智能化方向發(fā)力。

2.3 輕量化設(shè)計

與傳統(tǒng)燃油車輛相比，新能源汽車動力系統(tǒng)主要由電池、電機及控制系統(tǒng)等組成，其動力系統(tǒng)可占總車質(zhì)量的30%～40%，明顯高于傳統(tǒng)燃油車輛的質(zhì)量和空間比，因此對其進行輕量化研究是迫切和必要的。輕量化車身、提高電池能量密度、減輕電池重量并達到延長續(xù)駛里程、降低生產(chǎn)成本是我們接下來研究的重點。

2.4 輔助設(shè)施

以充電樁為代表的輔助設(shè)施缺乏問題是制約新能源汽車尤其是純電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。北上廣等一線城市雖然在2017年已邁入“五公里”時代，但大多城市充電樁短缺問題依舊嚴(yán)重。除此之外，動力電池的充電速率也是影響消費者選擇新能源汽車的關(guān)鍵。只有當(dāng)充電樁呈現(xiàn)燎原之勢，才能打消消費者的顧慮，使得新能源汽車得到迅猛發(fā)展。此外，售后服務(wù)也需及時跟進，相較于傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的檢測與維修為修車技師提出了新的挑戰(zhàn)，只有不斷學(xué)習(xí)，提升業(yè)務(wù)技能，才能應(yīng)對各種不可預(yù)測的挑戰(zhàn)難題。

3 總結(jié)

本文對國內(nèi)外新能源汽車發(fā)展情況進行了分析和總結(jié)，指出了“一帶一路”背景下我國新能源汽車核心部件的應(yīng)用痛點，并指明了破局方向。