新能源汽車五大難題待解

張厚明 赫榮亮 周禛

系統(tǒng)分析當(dāng)前產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題，以期引起各界重視，共同探討新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展之道。

產(chǎn)能出現(xiàn)過(guò)剩苗頭

國(guó)家大力扶持電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各類資本大量涌入。中國(guó)流通協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2015年至2017年6月底，國(guó)內(nèi)已經(jīng)落地的新能源整車投資項(xiàng)目超過(guò)了200個(gè)，相關(guān)投資金額高達(dá)10000億元人民幣以上。

國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成龐大的電動(dòng)汽車產(chǎn)能。據(jù)第一電動(dòng)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，截至2018年6月，16家車企已建成的新能源生產(chǎn)基地年產(chǎn)能超300萬(wàn)輛。而且，新能源汽車產(chǎn)能還將繼續(xù)釋放，統(tǒng)計(jì)的29家車企在建新能源汽車生產(chǎn)基地年產(chǎn)能超800萬(wàn)輛，將在2018-2020年投產(chǎn)。匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，到2020年，我國(guó)僅這41家車企產(chǎn)能累積將達(dá)1100萬(wàn)輛/年，大幅超過(guò)國(guó)家設(shè)立的2020年新能源汽車200萬(wàn)輛的產(chǎn)銷目標(biāo)，而2018年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量在100萬(wàn)輛級(jí)別。

主要廠商大筆資金投入，規(guī)劃產(chǎn)能膨脹。其中，到2020年，比亞迪新能源汽車計(jì)劃產(chǎn)銷量為60萬(wàn)輛，北汽新能源計(jì)劃產(chǎn)銷量為50萬(wàn)輛，上汽榮威計(jì)劃產(chǎn)銷量為60萬(wàn)輛，長(zhǎng)安計(jì)劃產(chǎn)銷40萬(wàn)輛，江淮、奇瑞、廣汽傳祺計(jì)劃產(chǎn)銷20萬(wàn)輛

此外，一批新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)跨界進(jìn)軍新能源汽車行業(yè)，造車新勢(shì)力大批涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，國(guó)內(nèi)新造車企業(yè)達(dá)到60家以上，包括蔚來(lái)、威馬、車和家、小鵬、拜騰等企業(yè)。

核心技術(shù)突破難

我國(guó)電動(dòng)汽車相關(guān)核心和共性技術(shù)存在短板，突出表現(xiàn)在電動(dòng)汽車“三電”（電池、電機(jī)和電控）核心技術(shù)掌控能力不足，高端品牌和高性能產(chǎn)品缺乏，與美國(guó)電動(dòng)汽車品牌特斯拉存在一定的差距。而且，從發(fā)明專利方面看，我國(guó)電動(dòng)汽車企業(yè)的專利質(zhì)量有待提高，實(shí)用新型多，發(fā)明專利少。目前，特斯拉已公布的387項(xiàng)專利，核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)大都與電池安全控制系統(tǒng)相關(guān)，包括電池冷卻系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、電荷平衡系統(tǒng)等，占到特斯拉專利總數(shù)的一半以上。

目前，三元鋰電池技術(shù)暫居主流位置，但電池材料、單體電池、電池系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展較快，動(dòng)力電池技術(shù)加快迭代，固態(tài)電池、燃料電池、鋁空氣電池等新興技術(shù)在探索當(dāng)中。2017年，我國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池裝機(jī)總電量約36.4GWh，其中，三元鋰材料裝機(jī)電量占比不足44%，而磷酸鐵鋰、錳酸鋰等其他材料占比超過(guò)56%。

目前，三元材料內(nèi)部以高鎳三元正極材料取代常規(guī)三元材料，技術(shù)迭代進(jìn)步，但國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)品與日韓企業(yè)先進(jìn)水平（主要是松下、LG化學(xué)、三星SDI）相比，電池性能和能量密度都存在一定差距。比如，特斯拉與松下聯(lián)合研發(fā)的新型21700電池開(kāi)始成功量產(chǎn)，相對(duì)于18650型電池，在能量密度上提升20%以上，電池系統(tǒng)成本下降9%左右，電池重量降低10%。由此，使得特斯拉Model3的電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到170Wh/kg，拉開(kāi)了與比亞迪、北汽等車型的差距。

電機(jī)領(lǐng)域。電動(dòng)汽車行業(yè)配套電機(jī)主要使用交流感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)，其中，國(guó)內(nèi)企業(yè)主要采用永磁同步電機(jī)，大部分歐美企業(yè)采用交流感應(yīng)電機(jī)。除了比亞迪能夠?yàn)閮?nèi)部配套電機(jī)以外，其他新能源乘用車大多需要外購(gòu)電機(jī)，2017年比亞迪新能源汽車電機(jī)裝機(jī)量達(dá)13.85萬(wàn)臺(tái)。從主要性能看，我國(guó)驅(qū)動(dòng)電機(jī)大部分主要性能指標(biāo)已達(dá)到相同功率等級(jí)的國(guó)際先進(jìn)水平，但在峰值轉(zhuǎn)速、功率密度及效率方面與國(guó)外仍存在一定的差距。

電控領(lǐng)域。電機(jī)控制系統(tǒng)主要由逆變器、逆變驅(qū)動(dòng)器、電源模塊、中央控制模塊、軟起動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、散熱系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)模塊等組成。從國(guó)內(nèi)外差距看，我國(guó)電機(jī)控制器用元器件（薄膜電容、傳感器、電子芯片和專用電路等）、開(kāi)發(fā)工具、耐電暈絕緣材料等絕大部分需要進(jìn)口，特別是IGBT功率模塊為國(guó)外公司壟斷，高性能硅鋼片、絕緣材料等新材料也需要技術(shù)突破。

充電基礎(chǔ)設(shè)施欠缺

電動(dòng)汽車數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，帶動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施需求增長(zhǎng)，目前看，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)性供給不足問(wèn)題突出：一是充電樁利用率低。公共充電設(shè)施利用率過(guò)低，據(jù)調(diào)研，我國(guó)公共充電基礎(chǔ)設(shè)施利用率只有12%。充電樁布局問(wèn)題導(dǎo)致利用率低，有的地方充電基礎(chǔ)設(shè)施排隊(duì)，有的地方從建起來(lái)到最后壽命期結(jié)束很少有人用。二是新興技術(shù)對(duì)充電的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)提出挑戰(zhàn)。電池技術(shù)不斷升級(jí)，新型充電技術(shù)功率大幅提高，需要充電基礎(chǔ)設(shè)施及時(shí)跟蹤和擴(kuò)容，難以形成穩(wěn)定的充電標(biāo)準(zhǔn)體系。三是充電網(wǎng)絡(luò)未能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。特來(lái)電、國(guó)家電網(wǎng)、星星充電等各家商業(yè)運(yùn)營(yíng)充電企業(yè)相互獨(dú)立，充電app終端不兼容，用戶充電的操作和體驗(yàn)均較差。

安全問(wèn)題存憂

電動(dòng)汽車保有量增長(zhǎng)，質(zhì)量安全問(wèn)題增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2018年10月，國(guó)內(nèi)當(dāng)年發(fā)生新能源汽車起火事件已在40起以上。事故車輛在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、日常使用中存在著安全缺陷和隱患，其中，動(dòng)力電池安全問(wèn)題突出，由于電池質(zhì)量、技術(shù)和不規(guī)范使用等各種原因，引發(fā)電池自燃、電池組爆炸、充電時(shí)著火等安全事故。尤其是電動(dòng)汽車的碰撞安全性令人擔(dān)憂，高壓電氣系統(tǒng)、高壓電池在碰撞后可能存在潛在危險(xiǎn)，引發(fā)電池短路、溫度升高，進(jìn)而引起燃燒甚至爆炸。目前來(lái)看，所有的純電動(dòng)汽車參加E-NCAP碰撞測(cè)試，沒(méi)有一例獲得五星安全證書(shū)，包括特斯拉品牌。

電池回收利用難

進(jìn)入2018年，我國(guó)動(dòng)力電池報(bào)廢進(jìn)入高峰期。中國(guó)電池聯(lián)盟預(yù)計(jì)2018年理論退役動(dòng)力電池為5.14GWh。到2023年理論退役動(dòng)力電池將達(dá)到48.09Gwh。退役動(dòng)力電池帶來(lái)環(huán)境影響、安全隱患和資源回收壓力。當(dāng)前，我們將面對(duì)兩大難題：一是如何實(shí)現(xiàn)退役電池梯次利用。動(dòng)力電池容量衰減，退役的電池經(jīng)過(guò)檢測(cè)、維護(hù)等環(huán)節(jié)，可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)梯次利用，比如低速電動(dòng)車、分布式光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。二是如何實(shí)現(xiàn)廢舊電池資源化處理。目前已生產(chǎn)的動(dòng)力電池種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致廢舊電池的回收利用不規(guī)范，存在污染環(huán)境、發(fā)生拆解安全事故的可能，要妥善進(jìn)行廢舊電池回收拆解，進(jìn)行資源化處理。