中国新能源汽车,为啥拼不过特斯拉?自主核心电控系统很关键
1月23日,韩寒在谈自己的投资经历时说到,要是之前把买特斯拉汽车的一百多万,去买特斯拉股票,那么现在这些股票就值8000万。短短几年,特斯拉的股票为啥如此值钱?
新能源汽车与传统汽车最大的不同,应该是其动力控制系统。对于新能源汽车,过去的汽油变成了电能,过去的内燃机也变成了电动机,变速箱和转动装置也都替换成电控系统。
因此,我们就可以看出,决定新能源汽车动力性能的因素,无非就三个方面,电池,电动机,电控系统。本文,我们着重讲解一下新能源汽车的电控系统。
1.电控系统的介绍
电控系统,说的就是控制电机运动的装置,直接决定着纯电动汽车的爬坡、加速与最高速度的问题。
电控系统组成
新能源汽车的电控系统主要由逆变器、驱动器、电源模块、控制器等组件组成,其中逆变器和控制器是电控系统的核心部件。控制器可以说是电控系统的大脑,不仅实现对电路中的电流电压数据实现监控,而且还能根据电机的特点实现相应的控制算法。
但是,随着半导体工艺和控制理论不断发展,控制器的技术已经非常成熟。
但是,在新能源汽车的逆变器领域,我国企业技术储备和市场占有率严重,甚至可以说是严重依赖国外产品和服务。
逆变器
逆变器是将电池输出的直流电逆变为三相交流电,主要由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)功率模块组成。一般根据电压等级,分为低压、中压和高压IGBT。低压主要用于低功耗的消费电子领域,高压IGBT则主要是用于高铁、智能电网等领域。中压IGBT则是新能源汽车中必不可少的部件。
过去,传统燃油车功率半导体器件工作电压低,硅基晶体管就能满足需要,可是到600V以上的新能源汽车运用场景,就必须换成IGBT。而且从成本上来看,IGBT装置占据新能源电动汽车成本的8%到10%左右。再加上,IGBT还占到充电桩成本的20%左右。
因此,IGBT是仅次于电池以外,新能源汽车产业的第二大零部件。
2.特斯拉电控系统的介绍
接下来,我们看一下特斯拉的电控系统。
我们都知道,要想提升电动汽车的续航能力,除了电池容量,就是要提升电能的转化率。前面也提到逆变器是把电池的直流变成交流电,这个过程就会存在比较大的能量损耗。
model 3逆变器
过去,特斯拉model S的逆变器效率为82%,应该算是很高。但是,特斯拉并不止步于此。于是,联合意法半导体,实现全球第一家采用碳化硅材料来做逆变器,最终把逆变器效率从82%提升到model 3的90%,显著提升了续航能力和降低了传导和开关损耗。
要知道,能源转化率属于基础研究的问题,需要投入的资金和人力是非常之大,而且研究所需的时间也是相对较长。特别是,使用新的碳化硅材料,能否提高能源转化率,在研发初期都是一个很大的问号。
毕竟研究新的东西,可没有任何经验可以参考。可是,这就是特斯拉,愿意做第一个吃螃蟹的人!有了特斯拉的成功经验,这几年,特别是中国企业,也就纷纷开始碳化硅的研究。
因此,我认为大部分中国企业,相对于特斯拉来说,缺少了一种敢于探索的精神。这才导致,我们很多核心技术长期被其他国家制约。
作为新能源汽车电控系统的核心部件IGBT,曾经和光刻机一样,被国际资本巨头列入到禁运中国的产品。IGBT国际市场也长期被德、日、美企业霸占。中国IGBT行业起步比较晚,再加上行业技术门槛高,导致目前中国市场中高端IGBT产品大约有90%依赖进口。
IGBT模块
在国内新能源乘用车市场中,除了比亚迪用自己的IGBT,其他90%的新能源车企的IGBT装置都是德国英飞凌的天下。因此,要想实现新能源汽车产业升级,提升本土新能源汽车产品竞争力,加快推进IGBT产业链国产化势在必行。
毕竟依赖进口就是吃人嘴短,哪有什么议价权。
3.新能源汽车市场
然而,特斯拉这头独角兽,让原本新能源汽车的蓝海彻底变成一条血河,迫使新能源汽车国产化之路必须再快一些。
据《乘联会》数据显示,特斯拉Model 3 2020年总销量为13.54万台,一骑绝尘横扫中国纯电动新能源汽车市场,甚至已经大举挤压大众等传统车企的市场。
而且,技术领先的特斯拉,1年之内在上海快速实现特斯拉本土化工厂生产,导致新版特斯拉汽车在中国市场上玩起了价格战。Model 3补贴后售价已经低于30万,Model Y首次上线就相较于此前官网进口版预售价“暴降”十几万元。
面对特斯拉这条“鲶鱼”,中国汽车自主品牌能否守住新能源阵地?要想回答这个问题,关键还得看核心技术能否实现国产化、成熟化和经济化。
以蔚来和小鹏为代表的中国新造车势力,虽然具备较强的互联网基因,但是在整车生产与零部件制造上存在经验不足和储备不够的问题。这导致,新造车势力大多选择外购或者外包动力总成解决方案。
因此,中国汽车自主品牌要想收获资本和市场的青睐,就必须顶着特斯拉的压力,从技术创新和产品质量两方面杀出一条血路。
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