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汽车科技


动力电池迎来“升维”挑战

       今年的上海车展期间,动力电池企业也以大动作频频“出圈”。宁德时代发布了创新前沿电池技术——凝聚态电池,兼具高比能与高安全性能,其车规级应用版本可在今年内具备量产能力;蜂巢能源携高安全电池系统解决方案龙鳞甲电池、短刀电芯等产品亮相;欣旺达带来了最新研发成果闪充电池,支持电动汽车续驶1000公里……动力电池行业正在加剧“内卷”。   在过去若干年,中国电池企业依靠自己的努力确立了在行业中的地位,但随着新能源汽车进入市场化驱动新阶段,新的挑战也接踵而来。例如,产能结构性过剩、现有锂  电池能量密度接近理论极限、新能源汽车产业增速放缓、国际贸易壁垒增强、“双碳”战略的实施等,新一轮洗牌期或将开启。虽然中国动力电池装机量不断攀升,形势一片大好,但不少有识之士也意识到了产业繁荣背后的挑战。在前不久举行的中国电动汽车百人会论坛上,孚能科技董事长王瑀认为,动力电池从“有”到“好”是亟待解决的瓶颈问题;欣旺达副总裁梁锐指出,目前动力电池产业面临“升维”挑战;中国科学院院士孙世刚也表示,动力电池需要全方位发展,包括能量密度、功率密度、安全性、使用寿命、极端环境适用性和降低成本等方面。   从技术角度来看,动力电池能量密度是决定新能源汽车性能和续驶里程的重要因素。当前,动力电池主要向着高比能的方向发展,但电池安全、循环寿命、工程技术等层面诸多问题还有待突破。正如孙世刚所说,当前市面上锂离子电池的能量密度已接近理论极限,而许多应用场景期待更长的续驶里程。据了解,目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下,三元锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间。从全球范围来看,美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区都将开发400-600Wh/kg锂电池作为中长期目标。在提升能量密度的技术线路中,固液混合和全固态电池是热点,尤其是全固态电池成为大众、宝马、丰田、日产等国外车企的研发重点。今年上海车展期间,宁德时代发布的凝聚态电池单体能量密度高达500Wh/kg,比当前三元锂电池的能量密度提升了将近1倍,甚至可以搭载在航空飞行领域,具有安全性高、可靠性高、循环寿命好等特点。   另外,新能源汽车起火事故时有发生,动力电池首当其冲。孙世刚指出,新能源汽车行驶过程中,工况随时变化,电压、电流、功率速度都在变化,给电池材料等带来很多冲击,可能导致事故发生,是需要解决的问题。此外,动力电池使用寿命、低温下衰减特性等也是值得关注的问题。正如远景动力执行董事、中国区总裁赵卫军所言,自主品牌车企都在推动“品牌向上”,相应的,动力电池也要推动“品牌向上”,满足中高端车型的需求。   除了技术本身的提升和改善外,在全球大力减排和国内“双碳”背景下,动力电池全生命周期的绿色性能也成为重要的考核指标,甚至有可能成为国内电池企业“出海”的障碍。至少欧盟对此已经设限。据了解,欧盟《新电池法》,也就是《欧盟电池与废电池法规》,不仅设定了碳足迹准入门槛,还有很多其他要求,例如供应链尽职调查、生态标签、“电池护照”等。为了推动废旧电池的回收再利用,上述法规对于电池再生材料含量也提出了具体要求。不少业内人士认为,欧盟的《新电池法》很可能会对我国动力电池产品出口造成一定程度的影响。   不止是欧盟,美国、日本等也将陆续推出关于碳贸易的政策和制度。随着海外绿色贸易壁垒趋严,我国的动力电池要想进入国际市场,所面临的将是全生命周期碳减排的核算与要求,必须充分考量和评估这类低碳贸易制度。   在2030年碳达峰、2060年碳中和的大背景下,我国动力电池产业迎来发展机遇的同时,也面临减碳压力。最近宁德时代已宣布“零碳”战略目标,表示将在2025年实现核心运营碳中和,2035年实现价值链碳中和。除了关注动力电池制造过程中的碳减排之外,回收环节更是重中之重。尤其是近年来动力电池出货量持续高增,一般情况下,使用5-8年后都要退役,会产生海量的退役电池。退役电池以及生产过程中产生的残次品的回收利用,关乎整个新能源汽车产业能否可持续低碳发展。当前,我国动力电池回收产业还处于起步阶段,回收背后的技术难题、数据难题、机制问题等都需要尽快推动解决,从而实现动力电池产业的绿色低碳发展。  

2023-06-25


富士康加强电动车芯片自主研发

据外媒报道,随着富士康寻求在电动汽车领域获得更有利可图的发展,这家位于中国台湾的公司正加大力度在国内生产汽车半导体。 日前,富士康电动汽车首席战略官Jun Seki在宣布与英飞凌科技达成合作伙伴关系时表示,该公司有信心“为客户提供最具竞争力的汽车解决方案”。 富士康和英飞凌计划在台湾建立碳化硅(SiC)技术和应用的联合研发中心。与现有的硅替代品相比,基于SiC的半导体可以帮助电动车实现更好的功率效率和更长的行驶里程。 富士康还计划在今年年底前,在台湾北部新竹刚收购的一家工厂开始生产碳化硅半导体。然而,考虑到在扩大生产和质量管控方面仍然存在的挑战,富士康目前可能仍会依赖英飞凌,毕竟英飞凌是功率半导体领域的全球领导者。 台湾市场情报与咨询研究所分析师郭清德表示:“SiC的准入门槛很高,这意味着电动汽车制造商需要通过合作伙伴关系来增强自己的开发能力,以扩大足迹。” 当前,电动汽车制造商正在全面采用碳化硅技术,一位业内人士预测,未来几年将出现碳化硅短缺。富士康计划为初创公司和其他汽车设计公司生产电动汽车,该公司在采购碳化硅半导体方面正处于领先地位。 自2019年宣布进军电动汽车市场以来,富士康一直在为半导体生产奠定基础。该公司于2021年与台湾电子零部件企业Yageo成立了设计汽车芯片的合资企业,在芯片前端制造领域站稳了脚跟。 此外,富士康也在努力提高海外前端芯片产能,该公司一年前宣布,将通过一家当地企业在马来西亚建设一家半导体工厂。另根据去年9月公布的计划,该公司还将与一家印度资源公司合作,在印度西部的古吉拉特邦建厂。 4月中旬,还有报道称,富士康将收购中国大陆的四家芯片工厂,用于后端工序,包括组装和检验最终的功率半导体。 汽车芯片需要满足严格的质量标准,比如承受极端温度的能力。能够在公司内部处理后端流程和质量控制对富士康来说将非常有利。 富士康董事长兼首席执行官刘扬伟在半导体领域拥有丰富的经验,在去年秋天的一次重要公司活动中,他表示,公司将为电动汽车相关芯片创建一个完整的生态系统。 富士康进军电动车领域采取的是一种不同寻常的方式,许多美国和中国的创业公司专注于设计和开发,这需要相对较少的投资,而富士康走的是资源更密集的专业化生产路线。它还为2025年设定了雄心勃勃的目标:占全球电动汽车产量的5%,销售额达到合320亿美元。 从这一战略中获利的关键将是赢得大量订单,并利用规模经济来降低成本。在内部生产高价值的半导体也会比简单的电动车组装更有利可图。 在上周的投资者电话会议上,刘扬伟称富士康将积极寻求与传统汽车制造商的合作。“我们将是游戏规则的改变者,”他说道。 虽然同时进入竞争激烈的电动汽车和半导体市场将极具挑战性,但如果富士康能够迈入稳定的生产,回报也可能是可观的。正如一家中国台湾的芯片制造商的高管所说:“大额电动汽车订单也可能刺激半导体业务起飞。”  

2023-06-25


高精齿轮迎来发展新机遇

第五届高精齿轮制造技术研讨会在浙江省玉环市召开。本次会议由中机维协机械传动分会、玉环市人民政府、齿轮传动全媒体平台联合主办、海德曼公司协办。 来自全国齿轮行业专家、企业家汇聚一堂,就齿轮企业在技术发展、转型升级中的难题与痛点展开研讨,并探索校企优势互补及资源共享的途径,倾听企业的心声。 齿轮是工业制造的基础之一,齿轮产业的水平对我国整体工业的发展起到至关重要的作用。现代工业中各种机械对齿轮的精度、速度、噪音以及结构紧凑性的要求在日益提高,新材料与现代工艺技术的应用也将进一步提升我国齿轮产品在精度、可靠性和功率密度等方面的综合性能,高质量发展成为我国齿轮上下游产业共同追求的目标。 中机维协机械传动分会理事长郭涛指出,近几年,齿轮行业及下游制造业持续迭代升级及国家相关产业政策实施,促使企业寻求产品差异化,倒逼齿轮等核心零部件向高端精密制造方向转型,如汽车自动变速器、机器人精密减速器以等产业,其对于高精密齿轮传动装置的需求持续增加;对企业创新、研发要求进一步提升,行业创新趋向产学研协同创新发展。 大会上,中国科学院院士、大连理工大学教授、博士生导师王立鼎发表了题为《超精密齿轮制造技术》的演讲,就“研发的超精密齿轮类型及应用、国产齿轮磨床的精化技术、超精密齿轮磨削工艺技术、超精密齿轮测量基准仪器的建立”进行了详细的讲解。 重庆两江学者、重庆理工大学教授彭东林带来了《时栅传感器与超精密蜗轮副》,在精密测试领域,彭东林及其团队研发的时栅精度达到0.8角秒,超过进口光栅的精度水平。从此,有了一种由中国人发明并拥有完全自主知识产权的全新原理的位移传感器――时栅。它与光栅测量精度相当,成本却只有后者的十分之一。目前,时栅研究团队经过长时间的优化,已经将时栅的测量精度水平提高到进口光栅的10倍左右。 汽车需求是齿轮技术创新重要推动力,也是我国成为齿轮制造大国的重要推手。值得关注的是,新能源汽车的快速发展给齿轮行业带来新的机遇与挑战。 2022年,全球新能源汽车销售量约1065万辆,按年增长63.6%。其中,纯电动车为789万辆,增长68.7%。2022年,我国新能源汽车继续高速增长,全年产销量分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%,新能源占比25.6%。 可以说,汽车的电动化浪潮已经势不可挡。长江学者特聘教授、北京工业大学教授、博士生导师石照耀提出电动化是建设齿轮强国的契机的观点。石照耀指出,我国具有齿轮制造大国的基础,齿轮企业全面融入了世界配套体系中的供应链优势,以及覆盖齿轮产品全领域的世界上最为完整的产业体系所具有的综合优势。产品档次上,我国电动汽车齿轮,总体上与国外在同一起跑线上。电动汽车齿轮技术具有前沿性与综合性,电动汽车齿轮技术的全面突破与提升,必将带动企业和行业水平的跨越。 郭涛指出,随着电动化进程加快,车企核心竞争力由燃油车的发动机和变速箱转变为电动车的智能化,新能源车企倾向于外包减速器齿轮。纯电动车对齿轮的设计要求较传统燃油车更高,对高转速、高承载、啮合精度等性能要求大幅提升,齿轮市场份额有望向头部集中。电动化、柔性化、智能化、轻量化是未来产品的发展趋势,同时随着国家大力推动工业互联网、智能制造建设相关政策的出台,这对于传统齿轮企业来说既是挑战,也是机遇。  

2023-06-25


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