新能源汽车“三电”到底是谁的蛋糕?-跨界智慧企业家联盟 与传统内燃机的动力系统相比,新能源车的动力系统有着自身的特点。在传统燃油汽车产业
新能源汽车“三电”到底是谁的蛋糕?-跨界智慧企业家联盟
与传统内燃机的动力系统相比,新能源车的动力系统有着自身的特点。
在传统燃油汽车产业链上,发动机无疑是技术含量最高也是最赚钱的一环,许多发动机企业的盈利能力甚至远远超过不少整车企业。那么换成电动车之后,相应的“三电(电池、电机、电控)”企业还会延续这一特点吗铁列克提事件?面对如此诱人的蛋糕,哪些企业有此口福能参与分享呢?
谁在研发“三电”?
众所周知,电动车与传统内燃机车相比,最大的区别在于动力系统。电动车的核心在其“三电”系统。
从目前我国“三电”技术的开发情况来看,现有的新能源车动力系统供应商的规模和发展速度还满足不了快速发展的市场需求。
据不完全统计,目前,中国能够生产新能源汽车动力总成的厂家有22家,能够生产新能源汽车驱动电机的厂家有38家,能够生产新能源汽车电控的厂家有18家,能够生产新能源汽车蓄电池的厂家有170家。上述这些企业包括了整车厂和独立“三电”生产商。
值得一提的是,在这些企业中,比亚迪的新能源汽车驱动电机均为自主配套;在独立电机生产商中,上海电驱动是新能源乘用车驱动电机的龙头企业,南车时代则是新能源商用车驱动电机的龙头企业。
从不同种类新能源汽车驱动电机的应用来看,目前交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,特别是新能源客车,开关磁阻电机的实际装配应用较少;永磁同步电机主要应用于新能源乘用车。中国在开关磁阻电机领域处于龙头地位的企业是北京中纺锐力,在永磁同步电机领域拥有领先技术的企业为上海电驱动、精进电动科技、深圳大地和等,其中精进电动科技是出口新能源汽车驱动电机最多的企业。
值得注意的是,在这些新能源汽车动力系统供应商的厂家名单中,没有一家是由传统汽车的动力系统供应商转型而来。对此,业内专家指出,在短时间内,新能源汽车的“三电”开发技术有着自身的难度,并不具备替代性,传统内燃机的动力系统供应商与新能源汽车的动力系统供应商依然是两条线。
车企积极参与
值得注意的是,已有一些整车厂在“三电”领域进行研发并逐步掌握自主权。
比如,长江新能源CEO曹忠表示,经过长期的研发,目前长江EV的“三电”系统中轮变电机桥等技术已经充分成熟,可以在未来成立基于技术的各自独立的分公司,以此将技术的作用最大化。“未来我们会把‘三电’部分独立成立公司,面向全行业。未来,我相信在业内会有一个这样独立的公司,我们可能是股东之一,也会引进其它的股东合作,争取把目前的优势再上一个台阶官风宝气。我们认为,现在花了几年时间验证过的核心零部件,仍然是推动未来电动车发展的基础,它的提升空间非常大,所以,我们还要加大研发。”曹忠说道。
“汽油发动机今天的原理和130年前的原理是一样的,但是今天的电动机和130年前的电动机完全不可同日而语,还有提升空间神仙眼。未来,电动汽车企业的竞争力如何,就要看谁在‘三电’技术研发的道路上走的最快了。就像发动机、变速器、离合器,我们现在怎么赶都赶不上传统汽车里的大品牌公司一样。换代时期的技术就是一个机会。”曹忠说道。
江淮早在2015年与华霆动力就共同在合肥市合资开发新能源汽车电池产品达成框架协议周秋波,双方拟在合肥市合资成立一家研发、生产新能源汽车用电池重组及电池管理系统(BMS)的合资公司窦天宝,合资公司为江淮汽车的新能源汽车研发、生产电池组总成及相应电池管理系统。
早先国内动力电池出货量最大的比亚迪已经对外宣布,考虑要将其汽车电子业务部门拆分独立运营,不再是比亚迪一个“内部”企业,而是要敞开大门,向全社会提供电池。
继比亚迪将旗下动力电池公司公众化后,上汽集团与宁德时代也以超百亿元规模的大手笔投入新能源汽车电池领域,成立了时代上汽动力电池有限公司和上汽时代动力电池系统有限公司血脉录。这也标志着主机厂与动力电池企业的合作进入一个新的阶段,即主机厂与动力电池厂商不再是单纯的动力电池包“一锤子买卖”关系,而是深入到成立合资公司,双方共同开发的局面。
据不完全统计,目前除戴姆勒、特斯拉外,大众、宝马、通用、吉利、北汽、上汽、力帆、华泰等9家国内外车企都有在建立动力电池厂方面进行布局,但目前尚未有电池厂真正投产。其中,预计特斯拉和吉利自建电池厂在今年下半年可正式投产。
对此,业内专家分析,除提前占位进行产业延伸外,车企对电池的强掌控欲还有以下原因:
一是动力电池对整车的重要性。作为新能源汽车的核心零部件,动力电池之于新能源汽车犹如心脏之于人类,对整车的性能品质至关重要。就如传统车企一般把发动机都掌控在自己手中,是同样的道理。
二是随着新能源汽车行业发展逐渐迈向成熟期,车企降成本压力加大。而动力电池占据新能源汽车近40%的成本比例,浪漫经典海外婚礼如若车企能够生产动力电池,成本管控能力会大大加强。三是出于利润的考虑。发动机在传统汽车产业链中是盈利能力最强的,而“三电”因为其技术含量高,同样会成为电动车产业链上最赚钱的部分,整车厂自然不会放弃。
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“三电核心技术”有那么好掌握吗?
新能源汽车的三电是指:动力电池、驱动电机、整车电控。
由于车上还有一块或者两块低压电池,为了区分,将高压电池称为动力电池,这也是行业术语。与传统汽车的油箱作用类似,作为新能源汽车的“能量”来源,动力电池系统通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束、保护外壳、其它结构件等构成。
目前新能源汽车动力电池市场,磷酸铁锂电池与三元锂两分天下,钛酸锂跟锰酸锂应用比例不高。对安全性要求更高的电动客车市场磷酸铁锂应用更多,以295批《道路机动车辆生产企业及产品公告》电动客车来看,229款纯电动客车产品有197款选配磷酸铁锂,占比高达86%,三元锂占比仅为0.4%。对能量密度要求更高的乘用车市场,三元锂占比更高,从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中32款新能源乘用车分析,使用三元电池的车型多达23款,占比71.88%,使用磷酸铁锂电池的车型达5款,占比12.5%。
汽车上的电动机并不鲜见,很多自动执行机构都是电机,不过这些电机都是低压,为了与高压电机区分,所以称之为驱动电机,意思驱动汽车行驶的电机,可以是一个、两个、或者四个。
比亚迪k9后置轮边电机
目前,新能源汽车驱动电机主要采用以下两类,交流异步电机和稀土永磁同步电机。异步电机结构简单、坚固耐用、成本低廉,主要应用在电动客车、电动专用车与部分廉价电动乘用车;永磁同步电机具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围,成本比异步电机略高。从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中32款新能源乘用车来分析,永磁同步电机配套车型达25款,占比78.13%。
狭义上的电控指整车控制器,但是新能源汽车的“电控”较多,还有电机控制器与电池管理系统等,这些控制器通过CAN网络等来通信。整车控制器比较好理解,主要是采集油门、制动踏板等各种信号,并作出相应判断与给出指令,在新能源汽车上还要协调各个控制器的通信;电机控制器的作用主要是接收整车控制器的扭矩报文指令,进而控制驱动电机的转速与转动方向,另外,在能量回收过程中,电机控制器还要负责将驱动电机副扭矩产生的交流电进行整流回充给动力电池;相比前面两个控制器饶琅,电池管理系统相对比较“年轻”,其主要功能包括:电池物理参数实时监测、在线诊断与预警、充放电与预充控制、均衡管理和热管理等。
上面阐述的是新能源汽车的三电系统的各个部件,主要侧重点在零部件领域,而主机厂的三电技术就是将这三者进行匹配一套动力系统,称之为三电匹配技术,使得新能源汽车能够满足性能要求,包括加速、爬坡、续航、充电时长等。
介绍完这些,再回到开头的问题,那些宣称掌握新能源汽车三电技术的企业,实际情况是什么样呢?
从上文可知,三电系统以零部件分解成了三部分:电机、电池、电控,还有就是三电匹配技术,下面将对各部分单独分析。
电机是个很成熟的零部件,它应用在我们生活的方方面面,市场上生产电机的厂家很多,同样从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电机来分析,32款车型却采用了17家企业的电机,数量太多我就不列举了,它一方面说明电机市场处于早期竞争阶段,另一方面说明电机技术含量不高、同质化比较严重。这17家电机企业有两种,一种是主机厂的,比如北汽新能源,另一种则是电机企业,比如深圳大地和,针对第一种,名义上这款电机标着北汽新能源,有可能并不是北汽新能源设计生产,而是OEM代工的。为什么有这个区别呢?因为按照政策,新能源主机厂必须具备三电部件的设计生产能力才能通过新能源车型目录。换个角度思考很容易明白,在新能源汽车市场还没火之前,各个主机厂都在生产传统汽车的, 技术研发方向主要还是发动机与变速箱等部件,可以说对新能源汽车的驱动电机几乎没什么积累,动力电池也是一样,市场突然爆发了,大家都能生产电机了,怎么可能?技术是需要积累的。
所以,电机虽然成熟、简单,但是目前大部分主机厂还不具备设计生产电机的能力,以外购电机为主就造成电机性能同质化严重,也阻碍了整车性能与综合产品力的提升。但是,对于那些有电机设计与生产的厂家来说,却是机遇,比如通用,刚刚上市的别克VELITE 5就采用了条形绕组的电机,条形绕组的电机工艺更复杂、成本更高,但是性能更强、NVH更好;还有比亚迪在K9上采用的后驱轮边电机,电子差速算法是行业的难点,也是阻碍轮边电机、轮毂电机大规模量产的阻碍杜纶镁,早期有些K9有磨胎,经过优化控制策略,情况明显好转,虽然轮边电机技术复杂、成本高,但是带来的好处也有很多,一方面是技术练兵,另一方面提升乘坐体验。
通用条形绕组电机
与电机的成熟不同,动力电池则非常“年轻”了, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年,从时间角度分析,与发动机相比,动力电池还有很大成长空间。从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等,而长安新能源的电芯外购,电池组是自己设计,电池管理系统可能是自己做的。从电池的角度分析,大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力,所以,怎么能说掌握了三电核心技术?
除了这些自主品牌马尧海,再看一些合资品牌。宝马没有电芯设计生产能力,i8用的是三星SDI的电芯,不过整个电池系统是宝马自己设计开发,这也是大品牌的通用做法,但是华晨宝马的合资自主品牌之诺为了能获取补贴却采用了国产电池组件。另外,通用汽车也没有电芯设计生产能力,而是采用LG化学的电芯,电池组与电池管理系统都是自己开发。
显然,对这些跨国车企来说,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里有话语权,而这些自主品牌采购整套电池组与管理系统,一方面技术受制与人,另一方面成本压缩困难。对此,一位业内技术大咖朋友调侃道:主机厂建立BMS(电池管理系统)团队的用意是什么?好多主机厂都有这种团队,却没见量产的产品,仅仅是为了掌握技术sp湖北张坤,方便给供应商提要求吗?
最后说电控,前面已经说了,广义上电控有整车控制器、电机控制器与电池管理系统,其实还有其它的。对于一般的主机厂来说胡锦星,真正掌握的只有整车控制器,新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大,它的成熟度也比较高叶云凤。
通过上面对电机、电池与电控的详细分析刘玉翠老公,可以看出,绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术,对三电零部件技术却是一筹莫展。而合资品牌方面,没有电芯是它们唯一的软肋,但是通过自己设计电池组与电池管理系统,进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。这就是自主品牌与合资品牌的差距,也是我一直否定“新能源弯道超车”的原因之一,技术这种东西是需要积累的,并不是风口一转你就能弯道超车。
今年以来,随着新能源补贴逐步下降,那些在售的车型都有可能会涨价,这看各主机厂各自的应对方案了。而行业内也刮起一股动力电池必须降价20%的言论有道卡盟,处在风口上的动力电池企业前两年赚的盆满钵满,还在如雨后春笋般接连冒出段慧玲。如果补贴下降,售价增加陆月生,那消费者购车意愿更低,销量下滑;如果主机厂提高厂补弥补这个坑,那厂家利润也将同步下降钱澄海,这必然是主机厂看不下去的。
所以,在2020年前补贴逐步下降甚至之后退出,对于主机厂来说,最重要的工作是如何降低动力电池的成本,也是技术与市场博弈的关键阶段,如果技术受制于人秦小曼,降成本将难于上青天。
季桃市场向左,但有些车企也不至于向右,比如董明珠看上的珠海银隆与比亚迪,还有一些合资品牌,前者有自己的动力电池技术,后者具备电池系统开发能力。市场越来越收紧,对主机厂要求越来越高,直接购买三电零部件的做法也越来越行不通。
(来源:汽车观察杂志)
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