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動力電池
新技術新產品頻頻登場
優勢企業加強布局突圍
經歷了2020年年初由疫情暴發造成的市場低迷,後期新能源汽車產銷量穩步增長的表現顯得尤為亮眼。在這背後,伴隨著動力電池行業進一步的競爭加劇、優勝劣汰,市場集中度也達到了空前的高度。
2020年,松下、LG化學等外資企業加強攻勢,開始進入國內動力電池裝機量TOP10之列。在新的市場形勢下,具有優勢的國內供應商紛紛提升自己核心競爭力,以謀求鞏固地位、實現突破。比如,寧德時代以證券投資方式對境內外產業鏈上下遊優質上市企業進行投資;分別與長安、上汽合作創建高端汽車品牌;2020年12月30日還發布公告稱,擬投資不超390億元建設三個動力電池製造基地。
2020年,跨國車企逐步加快了電動化步伐,我國動力電池供應商越來越受到認可:特斯拉與寧德時代籤訂合作協議、億緯鋰能獲寶馬定點供貨、萬向一二三拿下大眾汽車百億元訂單……更值得一提的是,大眾汽車正式入股國軒高科,獲得其26%的股份成為最大股東,成為首家直接投資中國電池生產企業的外資汽車公司。戴姆勒還直接參投了孚能科技科創板IPO的項目。此外,面對歐洲新能源汽車市場的爆發,中國動力電池企業正在加快「走出去」步伐,在獲得歐洲訂單的同時也在外建立工廠等,以求在市場、技術、資本、品牌等領域全面參與全球化運作。
2020年,比亞迪宣布成立弗迪公司,推出「刀片電池」,無模組或大模組設計提升電池包成組效率成為發展趨勢。蜂巢能源發布了無鈷材料電芯和方形疊片工藝。國軒高科也在研發新技術——JTM,即直接用卷芯放在模組裡面,一次完成製作。
2020年,電動汽車自燃事故依舊牽動著行業人士對安全問題的關注。寧德時代不起火的811電池,欣旺達「只冒煙、不起火」的電池系統相關方案,孚能科技聯合廣汽新能源的「永不起火」電池應運而生。
2021年展望:
外資、合資及自主品牌新能源車型(特別是電動乘用車)落地的速度都將加快,高品質新產品次第開花,選擇餘地增大,對消費者利好。由於海外疫情不確定因素增強,在電動化戰略方面,跨國車企將更多向中國市場傾斜。2021年國內新能源汽車產銷量有望衝擊200萬輛,動力電池裝機量預計120GWh左右。
受新能源汽車市場化驅動,動力電池及其關鍵材料需求放量的同時,將有更多企業加速進入跨國車企供應鏈,在產品、技術、製造、規模、服務、品牌、資本等多個維度,自主品牌頭部企業競爭力會有明顯提升。行業新一輪產能擴張開啟,頭部企業的地位愈發穩固,二線企業間的競爭更為激烈,產業鏈上下遊的融合將提速。
——中關村新型電池技術創新聯盟秘書長、電池百人會理事長於清教
燃料電池系統
「以獎代補」政策驅動力釋放
核心技術產業化提速
過去幾年,燃料電池汽車產業一直處於摸索和預熱階段。2020年9月,財政部、工信部、科技部、國家發改委、國家能源局五部委聯合發布《關於開展燃料電池汽車示範應用的通知》,採取「以獎代補」方式,對入圍示範的城市群按照其目標完成情況給予獎勵。獎勵資金由地方和企業統籌用於燃料電池汽車關鍵核心技術產業化,人才引進及團隊建設,以及新車型、新技術的示範應用等,不得用於支持燃料電池汽車整車生產投資項目和加氫。11月15日,燃料電池汽車示範城市群申報截止,約20個城市群提交了申報材料。
截至目前,「以獎代補」示範城市群申報結果雖還未公布,但政策驅動力顯然已開始釋放,地方政府及相關企業的積極性被極大的調動起來。北京、上海、廣東、天津、廣州、佛山、濟南、武漢、如皋、蘇州、成都等全國二十多個省市出臺了支持燃料電池汽車產業發展的政策。
中國燃料電池汽車市場吸引了眾多國際車企及核心材料、零部件企業投身布局。豐田聯合億華通、北汽、一汽、東風及廣汽成立了燃料電池研發中心,主要業務為開展商用車燃料電池系統研發工作。博世與中國慶鈴汽車(集團)在重慶籤署合資協議,雙方將成立合資公司,共同開發和銷售燃料電池解決方案。
產業的發展前景更帶來了資本的青睞。2020年8月,有「中國氫能第一股」之稱的億華通正式登陸科創板,開盤價帶來的市值飆升,為正處於市場導入階段的燃料電池產業打入了一針強心劑。據不完全統計,2020年,包括重塑集團、驥翀氫能、上海舜華等十多家燃料電池產業鏈企業獲得了不同程度的融資,涉及的領域包括燃料電池企業、核心材料企業和加氫站企業等。
不同於此前電動汽車的推廣,當下燃料電池汽車產業的發展呈現出「產業鏈融合和技術先行,產業規模發展在後」的特徵。在政策的驅動下,燃料電池汽車產業鏈上下遊企業躍躍欲試,合力攻克關鍵核心技術,降低成本。比如在電堆方面,2020年已有10多款新品發布,且單堆價格逐步降低;阻礙氫燃料電池汽車推廣的基礎設施建設也有新解,或大規模推廣油-氫合建模式解決加氫站難題。
2021年展望:
第一,行業呈現國家政策明確、技術路線明確、示範城市群明確、應用場景明確的局面,企業有聚集發展趨勢,市場競爭進一步加劇;第二,由於疫情和政策推出時間的影響,2020年壓制了一部分產能,2021年整個市場的產銷量會大幅增長,或出現搶裝以爭取獲得更高獎勵的現象;第三,無論金屬板電堆還是石墨板電堆,預計成本會大幅下降;第四,產業優勝劣汰加劇,沒有紮實的研發能力、不能保證產品品質的企業將加速被淘汰。
——上海驥翀氫能科技有限公司董事長付宇
智能網聯
Robotaxi項目扎推落地吸睛
示範先導與前裝量產齊進
2020年,多項利好政策陸續出臺,為智能網聯汽車產業吹響了高舉高打的號角。年初,發改委、工信部等11個部委聯合發布《智能汽車創新發展戰略》,明確提出到2025年,中國標準智能汽車的技術創新、產業生態、基礎設施、法規標準、產品監管和網絡安全體系基本形成;到2035年,中國標準智能汽車體系全面建成的目標。其後,《智能網聯汽車技術路線圖2.0》的公布,更是為產業發展進一步指明了方向。
作為自動駕駛技術在共享出行場景下的落地應用之一,Robotaxi一直屬於熱門領域,尤其2020年,從傳統車企、自動駕駛初創公司到出行公司及科技企業,越來越多的玩家加碼這條賽道。比如,元戎啟行與曹操出行雙方合作建立的自動駕駛車隊在今年擴大規模;大眾汽車在合肥推出首批Robotaxi進行測試;自動駕駛公司Momenta在蘇州投放車輛;文遠知行Robotaxi對外開放運營一周年……如今,在北京、上海、長沙、深圳、廣州等地的街頭,自動駕駛計程車的出現不再讓人感到意外。
2020年,自動駕駛產業迎來新一輪融資潮,截至11月底,全球範圍內在汽車和出行領域的融資總共有308起,其中包括一家公司獲得多次融資的案例,累計規模達到了2004億元。據不完全統計,我國有融資信息的自動駕駛相關企業超過30家,融資金額高達數百億元。
2020年,C-V2X「新四跨」暨大規模先導應用示範活動舉辦,更進一步深化驗證了C-V2X規模化運行能力以及跨域互認的C-V2X安全身份認證體系,實現了世界首次跨廠家C-V2X大規模先導性應用驗證。同時,政府搭臺,企業唱戲,國家級車聯網先導區建設也正在提速,車聯網發展從原來的技術研究、測試研究階段走到了先導區推廣階段。
由於L3及以上級別自動駕駛汽車實現量產,還面臨技術、法規等方面的問題,不少企業直接轉向了L2級自動駕駛技術的市場化。這也帶動了本土供應商的崛起,比如,百度公布了與威馬汽車聯手將首個前裝量產的自動泊車輔助系統,預計2021年落地;福瑞泰克正式發布第二代ADAS前視解決方案,將於2021年搭載自主品牌量產車型。
2021年展望:
伴隨「新基建」,尤其是5G網絡建設進程,中國車聯網產業2021年將獲得較好的發展契機。在2020年50餘個城市級試點示範區的基礎上,會有更多城市參與到車聯網建設中。繼無錫、天津、長沙之後,也會有更多城市獲批車聯網先導區。5G+V2X將部署在量產車型上,業務場景從安全、效率類到協同類,實現公交車、物流車、清潔車等智能網聯化改造。相關方面將積極開展智慧高速和車路協同試點,推廣貨車編隊行駛等典型應用。而打造能讓消費者感知到的應用場景和能夠形成商業閉環的應用場景,將是2021年車聯網產業發展需要探索的重點方向。
——高新興科技集團股份有限公司高級副總裁吳冬升
發動機
熱效率提升實現突破
電動化發展快速推進
2020年,內燃機熱效率的不斷提升促進了行業整體技術進步。9月,濰柴動力發布全球首款突破50%熱效率的商業化柴油機。據介紹,該款柴油機開創了五大專有技術,即協同燃燒技術、協調設計技術、排氣能量分配技術、分區潤滑技術、智能控制技術,解決了高效燃燒、低傳熱、高可靠性、低摩擦損耗、低汙染物排放、智能控制等一系列世界級難題。博世集團董事會主席兼執行長沃爾克馬爾·鄧納爾表示:這是柴油機發展史上的歷史性突破,樹立了全球柴油機熱效率的新標杆,憑藉這一創新,濰柴真正成為了世界一流柴油機製造商。12月28日,濰柴動力宣布,2020年發動機產銷突破100萬臺。如此推算,平均每分鐘就有2臺發動機下線並投放市場運營。同時,濰柴動力還實現了商用車動力總成、CVT動力總成、液壓動力總成核心技術的突破,補齊了國內核心技術短板。
自主車企長城以實力說話,2020年推出了4N20系列產品發動機。其中,它的首例量產機型EN01熱效率達到38.3%,是現階段國內熱效率最高的量產汽油發動機之一,對比寶馬五系、豐田汽車的2.0T高功率發動機相差無幾,在全球範圍內處在前列。
這一年,內燃機的電動化發展也實現了新的突破。2020年11月,比亞迪推出了自主研發的超低油耗DM-i超級混動技術的核心部件——驍雲-插電混合動力專用1.5L高效發動機,熱效率高達43%,是全球熱效率最高的混動發動機,滿足國六b排放標準,同時還以出色的NVH性能帶來平順駕駛感受。其擁有15.5的超高壓縮比,增大了衝程-缸徑比,採用阿特金森循環,配備EGR廢氣再循環系統,採取一系列降摩擦措施,並針對高熱效率目標優化了發動機控制系統,也控制了成本。
行業專家指出,2020年國內汽車發動機技術整體進步很大,在熱效率上的優秀表現,其實是多年來厚積薄發的結果。
2021年展望:
2021年,汽車發動機行業首先要繼續進行技術攻關,進一步提高發動機效率;其次,要爭取在汽車發動機關鍵零部件上實現一些新的突破,儘可能地多承擔關鍵零部件的生產和製造,實現自主可控;再次,要在疫情得到有效控制的基礎上,把2020年上半年因疫情影響損失的研發時間趕回來;最後,希望有關部門繼續出臺相關政策和措施,大力支持國內汽車發動機的技術創新和產業發展,傾力打造更好的汽車發動機「中國心」。
——天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德
變速器
自主企業再迎市場破局
技術創新推動新品落地
2020年,國內混動變速器異軍突起。長城汽車發布的檸檬混動DHT是一種高度集成、高效能、多模油電混動系統。整套技術體系包含1.5L/1.5T混動專用發動機、定軸式變速器、GM/TM雙電機、雙電機控制器和集成DCDC等七大核心零部件,可實現多重工作模式,從而保證車輛在各種駕駛場景下都能實現油耗和性能的兼顧。依據用途的不同,檸檬DHT延伸出5種不同的動力總成,其中包括兩套HEV混動以及三套PHEV插電式混動系統。
此外,2020年上市的新款比亞迪唐DM,也採用了比亞迪自主研發的混動變速器。江蘇新能源汽車研究院有限公司發布了首款DHT混動變速器。還有上海馨聯動力系統有限公司等企業也在自主研製DHT。
2020年9月,全新一代奇瑞捷途X90上市,其7DCT變速器,來自長安汽車旗下的重慶青山變速器工廠,而該工廠的產品包括MT變速器、AMT變速器以及DCT變速器。
2020年12月16日,萬裡揚第100萬臺CVT自動變速器下線,這既是對萬裡揚乘用車自動變速器研發製造的一次驗證,同時也表明萬裡揚自動變速器發展迎來新的起點。其收購奇瑞變速器事業部4年來,該變速器已累計配套超過16款車型,產品覆蓋吉利、奇瑞、比亞迪等國內主流汽車品牌。2020年1~11月,萬裡揚變速器累計銷量超40萬臺,同比增長超100%。
行業專家指出,2020年,國產變速器逐步成熟,質量、性能、特點都有了顯著進步,具體表現為:一是創新能力持續增強;二是長城9AT變速器形成生產能力、萬裡揚第100萬臺CVT自動變速器下線是進步的標誌;三是國家排放標準的剛性約束,使得變速器向自動化、電動化、混動化發展;四是隨著重型商用車市場銷量上升,所需的變速器出現了高速增長。
2021年展望:
變速器行業已發展到以系統思考、系統研究、系統創新、系統集成和系統突破的極其重要和難得的戰略機遇期,很多企業掌握了核心技術,2021年將迎來更大的發展。重型卡車和特種車輛電動化會加速發展,市場前景看好。智能化、網聯化提出了更高要求,要實現車、路、雲高效的協同,就要求變速器必須實現精準的控制和快速的響應。主管部門與骨幹企業要加快推進相關零部件技術產業化,強化全產業鏈發展。
——中國汽車自動變速器創新聯盟秘書長李盛其
汽車晶片
供應短缺危機敲響警鐘
推動自主替代以保產業安全
2020年,一場汽車晶片引發的危機悄然而至,甚至造成一些整車企業為維持生產而大傷腦筋。博世、大陸發布了汽車晶片供應緊張的預警,儘管晶片生產商已通過擴大產能應對近期突增的需求,但市場所增加的供應量需要6~9個月才能實現,因此潛在的供應瓶頸可能會持續到2021年。此前,恩智浦、瑞薩還出臺了汽車晶片漲價聲明,「晶片危機」成為汽車行業遭遇的嚴峻挑戰。據了解,此次被曝的「缺芯」問題,主要是ESP(電子穩定控制系統)、ECU(電子控制單元)晶片。國內汽車前裝晶片進口率超過95%,而且像ESP、ECU、先進傳感器、車載網絡、三電系統、自動駕駛等關鍵系統的中高端晶片,基本被發達國家企業壟斷,成為國產汽車零部件的「卡脖子」問題,
據推算,2020年12月將有15%的國內汽車產量受此影響,減產數量將達38萬輛。汽車晶片供應緊張,主要是疫情原因所致。2020年以來的疫情造成先停工停產,後復工復產,汽車晶片訂單取消之後又大幅增長;此外,晶圓大多在歐洲生產,因為疫情恢復不順利,意法半導體一度罷工;封測在菲律賓、馬來西亞等東南亞國家,很多工廠同樣因疫情停產。
危機面前,國內企業開始發力。吉利控股的億咖通科技與安謀科技中國公司共同出資成立了芯擎科技,研發目標定位智能座艙、自動駕駛、微控制器等汽車晶片;北汽集團與Imagination集團、翠微股份合資成立了北京核芯達科技。2020年11月正式啟動的中國汽車晶片產業創新戰略聯盟,更是將研發目標聚焦汽車晶片,成員企業已有150餘家。
在國內,芯馳科技自研的16納米主流汽車晶片已於2019年10月流片(試產),並將於2021年投入量產;黑芝麻近期發布了智能駕駛晶片「華山二號」A1000和A1000L晶片;而地平線的「徵程2號」自動駕駛晶片已經應用於長安、奇瑞等自主品牌汽車上,出貨量已超過10萬枚。華為基於自主設計的汽車晶片710A,以及自研的AI處理器Ascend910,推出了智能駕駛MDC平臺;百度也開發了「崑崙」和「鴻鵠」等AI晶片;四維圖新自主研發了32位MCU晶片。
行業專家表示,總體而言,國內在中高端汽車晶片上仍是一個亟待強化的弱項,目前談汽車晶片國產化替代還尚早,只有像鼓勵發展新能源汽車一樣各方面重視、持續加大投入才能改變現狀。
2021年展望:
汽車晶片在未來十年、十五年甚至更長的時間會影響汽車產業的發展格局,必須要聚焦重點方向,圍繞感知、控制、計算等車規級晶片,走汽車晶片自主研發之路。因此,需要建立一個共性基礎平臺,設計出基本的硬體構架,實現標準化、通用化和軟硬體分離,便於自主汽車晶片搭載適配;要在標準化布局上形成有中國特色的汽車晶片評價體系,指導國內車企選用自主汽車晶片;應運用市場化手段通過下遊市場的應用,反向拉動上遊研發和製造,打通汽車需求與晶片供應,而不是完全依靠政府。
——國家新能源汽車技術創新中心總經理原誠寅
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