新能源汽車發(fā)展對制造工藝與裝備的影響

童華橋

寧德時代新能源科技股份有限公司 福建省寧德市 352100

隨著我國經(jīng)濟和社會高速發(fā)展、人民群眾的生活水平提高、環(huán)境保護觀念的提高，新能源的應(yīng)用和發(fā)展受到了人們越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)車輛大多采用的是汽油發(fā)動機已經(jīng)與當下綠色環(huán)保的理念相沖突，進而新能源汽車的發(fā)展契機應(yīng)運而生。隨著新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車的生產(chǎn)技術(shù)和裝備也發(fā)生了很大的變化，對整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展都造成了很大的沖擊。從當下全球新能源汽車發(fā)展趨勢來看，各國對新能源汽車生產(chǎn)過程的要求越來越嚴格，進而新能源汽車的生產(chǎn)過程也需要進行相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整，以適應(yīng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 新能源汽車

1.1 新能源汽車概念

新能源汽車（New Energy Vehicle），顧名思義，是采用相對于采用傳統(tǒng)能源而言的新型能源的汽車。新能源汽車這一概念源于中國，于上世紀60年代開始出現(xiàn)，但這一概念隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展也在不斷地豐富和發(fā)展。目前最為流行的定義是：新能源汽車是一種采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。

1.2 新能源汽車發(fā)展歷程

新能源汽車具有相當漫長的發(fā)展歷史，而非近年來才產(chǎn)生的新鮮事物。令人頗為驚訝的是新能源汽車的出現(xiàn)是要早于內(nèi)燃機汽車的，世界上第一臺新能源汽車的出現(xiàn)要比內(nèi)燃機汽車的出現(xiàn)大致早先十幾年。自新能源汽車與19 世紀70年代初期誕生以后，新能源汽車在此后的二三十年中新能源汽車的保有量迅速攀升最高曾占汽車整體保有量一半以上。但遺憾的是，這種發(fā)展趨勢卻因種種原因未能延續(xù)下去，究其原因是其技術(shù)不夠完善且化石燃料也更適應(yīng)當時時代的要求，這就導致當時各國政府以及各個汽車制造企業(yè)減少了對新能源汽車技術(shù)研發(fā)的力度，反觀在 20 世紀中、后期傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車卻異軍突起，其發(fā)展的勢頭完全掩蓋住了更早出現(xiàn)的新能源汽車，而新能源汽車發(fā)展趨于停滯狀態(tài)。但是近年來傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車尾氣排放帶來的環(huán)境污染問題日益嚴峻，與此同時石油危機的出現(xiàn)使得人們不得不開始重新審視傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車和新能源汽車的發(fā)展問題，為改善環(huán)境質(zhì)量、緩解石油危機世界各國積極鼓勵和支持新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車迎來了發(fā)展的第二個黃金時期。我國政府充分認識到了此次新能源汽車發(fā)展的帶了的歷史機遇，于是迅速抓住機遇在新能源汽車領(lǐng)域謀篇布局，在全球新能源汽車行業(yè)中占據(jù)了重要位置。我國的新能源汽車發(fā)展歷程大致可以分為三個時期，1991-2008 科技研發(fā)與技術(shù)驗證期，2009-2016 服務(wù)國家戰(zhàn)略示范推廣期，2017 至今的創(chuàng)新驅(qū)動快速發(fā)展期。據(jù)權(quán)威資料顯示，2021年我國新能源汽車銷售量超過330 萬輛，累計推廣超過了1000 萬輛，在乘用車市場的滲透率達到了驚人的16%。

2 新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀解析

2.1 我國新能源汽車發(fā)展取得的成績

新能源汽車有著廣闊的發(fā)展前景，我國政府加緊在該領(lǐng)域謀篇布局，出臺各種政策措施扶持新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，使得我國新能源汽車行業(yè)在全球占領(lǐng)了重要位置，這既有利于我國經(jīng)濟發(fā)展的新舊動能轉(zhuǎn)換，同時也在一定程度上緩解環(huán)境污染問題，助力我國經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。近年來，我國新能源汽車發(fā)展在產(chǎn)銷量、相關(guān)政策完善、核心制造技術(shù)方面都取得了顯著的成就。

2.1.1 新能源汽車的產(chǎn)銷量不斷攀升

新能源汽車具備諸多傳統(tǒng)汽車所不具備的優(yōu)勢，加之政府的大力扶持，近年來我國新能源汽車市場的銷量和市場滲透率不斷上升。根據(jù)上圖數(shù)據(jù)資料，我國新能源汽車銷量在2018年剛剛突破一百萬臺，僅用時三年在2021年就突破了三百萬臺，銷量增長之快令世界驚嘆。

2.1.2 新能源汽車的產(chǎn)業(yè)政策不斷完善

新能源汽車行業(yè)作為我國的重點發(fā)展行業(yè)，在過去一直是我國產(chǎn)業(yè)政策重點傾斜的的領(lǐng)域，為此國家頒布了一系列政策促進新能源汽車的發(fā)展，這些政府政策在支持新能源汽車發(fā)展方面也確實起到了不可不可忽視的作用。但這些新能源汽車扶持政策特別是新能源汽車補貼政策卻也在一定程度上對市場的資源配置產(chǎn)生了不利的影響，基于此，新能源汽車的各種補貼已經(jīng)開始逐漸的“退坡”。但與此同時，但新能源汽車相關(guān)政策完善的步伐卻并未停止，中國工信部牽頭編制籌備了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021～2035年）》。 2022年已經(jīng)頒布了三項關(guān)于新能源汽車發(fā)展的政策，涉及到新能源汽車的采購銷售、配套設(shè)施、質(zhì)量安全等方方面面。這表明我國的新能源汽車的產(chǎn)業(yè)政策正在不斷趨于完善。

圖1 我國新能源汽車銷量及市場滲透率

2.1.3 新能源汽車制造技術(shù)不斷升級。

得益于市場需求和政府扶持政策的雙重驅(qū)動，我國的新能源汽車技術(shù)在近年來得到了突飛猛進的發(fā)展，各大車企和部分高科技公司紛紛加大技術(shù)研發(fā)，我國新能源汽車如今已經(jīng)開始彎道超車。下圖是我國具有代表性的新能源汽車技術(shù)。

3 新能源汽車發(fā)展對制造工藝影響探究

我國當前新能源汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，同時這也也帶來了新能源汽車生產(chǎn)工藝、裝備設(shè)備以及新能源汽車上下游產(chǎn)業(yè)鏈的巨大變化。

3.1 影響制造工藝

新能源汽車的迅猛發(fā)展會對制造工藝帶來革命性的重大改變，隨著新能源 汽車行業(yè)的持續(xù)走熱，對金屬切削加工工藝的需求卻在慢慢減少，究其原因是因為新能源汽車采用新型能力和動力裝置，不再高度依賴用內(nèi)燃機，同時新能源汽車其它構(gòu)件對該種工藝的依賴性也在逐漸減少。正是因為上述原導致金屬切削加工工藝逐漸被新能源汽車生產(chǎn)所需要的人工智能制造工藝、數(shù)控制造工藝為代表的現(xiàn)代化的制造加工工藝取代。智能化、數(shù)控化將是未來新能源汽車制造工藝發(fā)展的一大方向，而這又將會進一步帶來新能源汽車生產(chǎn)流程和生產(chǎn)設(shè)備的進一步革新。

3.2 影響汽車上下游產(chǎn)業(yè)鏈

現(xiàn)階段，我國新能源汽車上下游產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及電池、電控、電機、電驅(qū)動零部件以及新能源汽車充電裝備領(lǐng)域。

圖2 2021年中國新能源汽車行業(yè)成本結(jié)構(gòu)

上圖新能源汽車成本結(jié)構(gòu)就可體現(xiàn)出新能源汽車涉及到的其他產(chǎn)業(yè)鏈情況，2021年新能源汽車成本中電池占到了42%，電控設(shè)備占到了11%，電機占到了10%，電驅(qū)動零部件占到了3%，其他成本占到了34%。此外，特別需要指出的是，電極涂布機、注液機、卷繞機在新能源汽車生產(chǎn)中也扮演著至關(guān)重要的角色，電機涂布機涉及金屬箔的生產(chǎn)加工工序，能源電池的生產(chǎn)加工又離不開注液機和卷繞機。此外，新能源汽車涉及新動力能源和新的驅(qū)動裝置，這勢必會帶來某些關(guān)鍵生產(chǎn)制造材料、零購件設(shè)備工藝和設(shè)備的巨大變化，甚至會帶來汽車生產(chǎn)技術(shù)的全新變革，比如新能源汽車催生了燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)、混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)、純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)等工藝技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。對于汽車上游產(chǎn)業(yè)鏈而言，電池、電機、電控以及電驅(qū)動行業(yè)將會迎來發(fā)展的風口。

新能源汽車迅猛發(fā)展勢必也會帶動下游相關(guān)配套設(shè)施產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新能源汽車的發(fā)展對能源電池及充電設(shè)備帶來了廣闊的市場需求和更高的生產(chǎn)制造要求，對下游產(chǎn)業(yè)的一個較為典型的影響就是新能源電池的回收利用及處理問題，從我國新能源汽車發(fā)展的周期來看，第一批次的新能源動力電池即將進入“退役期”，屆時將會有大量的電池面臨淘汰回收利用。據(jù)商務(wù)部和觀研天下數(shù)據(jù)中心資料顯示，我國2020年廢電池（鉛酸除外）的回收量已達27.4 萬噸，相關(guān)機構(gòu)預(yù)計到2025年我國廢舊電池回收市場規(guī)模或?qū)⑦_400 億。大量的廢舊電池的回收更換對下游產(chǎn)業(yè)比如電池原有的配套充電樁的更換、制造等問題也提出了更高的要求，所以相關(guān)配套行業(yè)的制造工藝設(shè)備也需進一步優(yōu)化升級。

此外，新能源汽車的蓬勃發(fā)展對我國實體經(jīng)濟的發(fā)展具有巨大的促進作用，特別是對我國高端裝備制造業(yè)更是意義重。首先，可以促使我國制造企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、制造工藝水平、汽車裝備、質(zhì)量控制及評價體系形成閉環(huán)區(qū)間，其次也會倒逼傳統(tǒng)汽車制造工藝優(yōu)化升級?？傊?，新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展勢必會對汽車制造工藝帶來新的需求和變化，這也將會在一定程度上對新能源汽車的發(fā)揮引領(lǐng)作用。因此，我們必須充分認識到新能源汽車發(fā)展對制造工藝產(chǎn)生的重大影響，并積極采取相關(guān)措施。

4 促進我國新能源汽車發(fā)展的對策與建議

4.1 采取有效措施解決新能源汽車的安全問題

新能源汽車安全問題引發(fā)各方密切關(guān)注，如不能合理解決其安全問題，勢必會影響消費者對新能源汽車的信賴，對新能源汽車消費市場產(chǎn)生諸多不利影響。為此，首先是要持續(xù)改進和優(yōu)化升級新能源汽車設(shè)計制造技術(shù)，新能源汽車相關(guān)技術(shù)及工藝雖已得到了較高水平的發(fā)展，但總的來說還是不夠完善的，比如電池安全問題、電池制造廠家參差不齊導致的安全問題等，這是目前我國新能源汽車安全問題的焦點。為此，各大新能源車企必須高度重視安全問題，加大相關(guān)技術(shù)、工藝的研發(fā)和完善，特別是要研發(fā)更高效安全的電池。第二，各大車企必須承擔起新能源汽車安全的責任，對于市場上存在安全隱患的新能源汽車要切實執(zhí)行召回政策，出現(xiàn)問題一批就要召回一批，召回后還需分析安全問題的原因并及時解決相關(guān)安全問題。第三，必須加強新能源汽車行業(yè)的監(jiān)管。政府要結(jié)合行業(yè)發(fā)展情況出臺相應(yīng)的政策措施、監(jiān)管辦法，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，限期解決；新能源汽車行業(yè)自律組織也需加強對其會員的監(jiān)管，可以對入會標準設(shè)置嚴格的安全標準，安全不達標不給與入會資格；各大新能源汽車廠商也應(yīng)加強自我安全監(jiān)管，對于出廠前的新能源汽車要進行系統(tǒng)的安全檢查，絕不讓任何存在安全隱患的汽車流入市場。

4.2 進行技術(shù)創(chuàng)新解決新能源汽車續(xù)航里程問題

相較于燃油汽車新能源汽車存在續(xù)航能力差的缺點，新能源汽車要想獲得持續(xù)的發(fā)展必須要解決巡航能力的問題。解決續(xù)航里程問題應(yīng)從兩個方面著手，一是延長單次行程的續(xù)航里程，二是建立更加便捷高效的能源補充更換系統(tǒng)。為此，一要加大對新能源電池的研發(fā)創(chuàng)新力度，研發(fā)功效更高、能量密度更大、使用壽命更長的新型電池，以增加一次充電完畢后的單次航程。二是要及推進充電樁建設(shè)和燃氣補充設(shè)施建設(shè)。我國新能源汽車以電車為主，相較于新能源汽車的發(fā)展速度，充電樁的建設(shè)是要遠遠落后的，遠不能滿足電車充電的需求，這就造成了新能源汽車充電難的現(xiàn)象。為此，各相關(guān)部門應(yīng)大力推進完善充電樁體系建設(shè)，形成合理的充電樁布局體系。

4.3 新能源汽車廠商應(yīng)采取措施實現(xiàn)持續(xù)盈利

此前，得益于國家的扶持政策，新能源汽車生產(chǎn)廠商可以從國家獲得大量補貼，這些補貼在一定程度上增加了新能源汽車生產(chǎn)廠商的盈利。但近期國家大幅削減了對新能源汽車的補貼，這對許多廠商的盈利能力產(chǎn)生了強烈的沖擊。但補貼退坡只是影響新能源汽車車企盈利能力一個方面，對其盈利能力產(chǎn)生更大影響的是原材料價格的暴漲，特別是動力電池原材料價格的上揚。但在筆者看來，問題歸根結(jié)底還是新能源汽車相關(guān)生產(chǎn)制造工藝還不夠成熟的問題，只要相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)和工藝足夠成熟了，生產(chǎn)成本自然而然會降低，價格也會趨于穩(wěn)定，車企也就能實現(xiàn)持續(xù)的盈利能力。但必須指出的是我國前期新能源汽車行業(yè)的持續(xù)走熱是與政府的大力補貼密切相關(guān)的，消費者不會接受同等級的新能源汽車售價明顯高于燃油車的現(xiàn)象，所以新能源汽車車企切不可為了短期的盈利而大幅度的提高新能源汽車的售價，這極有可能導致新能源汽車銷量的低迷。從長期持續(xù)盈利能力的角度來看，新能源汽車制造廠商需要積極探索新技術(shù)、新生產(chǎn)工藝，提高新能源汽車的生產(chǎn)效率和安全可靠性以更好地滿足市場需求以提高銷量，同時也需研發(fā)更低成本的生產(chǎn)技藝和工序。在這一方面是有可以借鑒的成功案例的，美企特斯拉采用先進生產(chǎn)技術(shù)降低生產(chǎn)成本，并相應(yīng)降低售價，使得其業(yè)下的Model3 迅速占領(lǐng)市場，取得了巨大成功。

5 結(jié)語

就目前來看，雖然新能源汽車市場持續(xù)走熱，也顯現(xiàn)出十分廣闊的市發(fā)展前景，但必須清晰的認識到新能源汽車技術(shù)及相關(guān)工藝的發(fā)展是要遠遠落后于傳統(tǒng)燃油車的，特別是電池、電機、電 控三大核心技術(shù)仍需進一步完善發(fā)展，目前還不能完全滿足消費者期待。但筆者詳細得益于市場需求驅(qū)動和政府政策支持的雙重作用，新能源汽車相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)與制造工藝將會不斷完善，并將助推新能源汽車走向更高的發(fā)展階段。