电容技术在汽车领域的升级与发展
电容这种基本元件,是任何硬件电路都离不开的,可以说这些元件不仅关系到硬件电路整体的稳定性,还决定了电子设备质量的优劣。在电动汽车应用中,更是少不了电容这类器件的应用。新能源车上的车载充电器(OBC)、DC/DC、主电机驱动、辅驱等多个部位,就有着DC薄膜电容器广泛的应用。 (车用薄膜电容,nichicon) 而高信赖性的MLCC也是一路为驾驶保驾护航。还有一些基于压电陶瓷技术、反铁电电容器技术的特殊电容为基于SiC和GaN半导体的快
电子发烧友网报道(文/吴子鹏)5月30日,特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)在推特上的一条回复中表示,“似乎很少有人意识到,中国在可再生能源发电和电动汽车方面处于世界领先地位。不管你怎么看待中国,这都是事实。
图源:推特
对于马斯克此番赞美,并不是所有国产汽车厂商以及相关企业都欣然接受,很多业者认为马斯克此举是商业吹捧,也有网友评论称,马斯克此举是掌握了“流量密码”,通过“高级黑”来吸引舆论的广泛关注和讨论。那么,国产新能源汽车产业到底实力如何?我们从当前的产业发展现状来分析一下。
国产新能源汽车的真实实力
在梳理产业之前,我们需要先清晰地解读新能源汽车的概念,直接一点的解释是,采用非常规的车用燃料作为动力来源,当然也包含使用常规能源但是用新型动力装置转化能量、驱动的车,大体会包含电动车、燃料电池车、混合动力车三类。
马斯克说,国产电动汽车处于全球领先地位。那么,我们就来看一下这个环节。单论车子本身,对于电动汽车而言,最核心的无疑就是三电系统——电池、电机和电控系统。
要评价一款动力电池是强还是弱,需要从电池耐用性、续航持久性和安全性三个方面入手。国内在这方面的翘楚当属宁德时代和比亚迪。
宁德时代目前的核心技术是CTP(celltopack)技术。自2019年下半年开始,宁德时代的的CTP技术开始进入公众视野,这是一种无模组技术,因为一个电池包内,模组越多,那么相应的零部件就越多,工作系统就越复杂,效率便很难提升。
翻看宁德时代CTP专利技术解读,这种技术的提出解决了很多行业突出的问题,包括电芯到电池包装配复杂,电芯散热效率低以及挤压导致产品寿命大幅缩短,以及导热胶和灌封胶硬化之后难以维修等问题。目前,宁德时代已经推出最新 CTP 3.0 技术,采用这种技术的电池能量密度可达 160Wh/kg,NCM电池则可达 250Wh/kg,相较于4680系统,有13%的能量密度提升。
宁德时代2021年财报有提到,公司加强产品研发,持续提升产品竞争力,第二代磷酸铁锂CTP 产品实现大批量交付,高电压三元产品在700km 续航以内的乘用车上得到大规模应用,磷酸铁锂量产供货电芯能量密度最高已达200Wh/kg,第二代无热扩散的电池系统已获得多个国外内客户的认可。
上述内容实际上从侧面解答了宁德时代电池系统在电池耐用性、续航持久性方面的领先性,从宁德时代官网的技术解读里还能找到更多的补充信息,比如该公司最新的CTC(Cell to Chassis)技术将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成一体,使行驶里程突破1000公里,长寿命技术可使电池系统寿命最高可达16年或200万公里。
下面看一下安全层面,在材料选择上,宁德时代采用了耐温阴极、安全涂层、高安全电解液、航天级热阻隔,这些创新材料都增加了系统的稳定,同时还配合以自冷却、自控温和大数据预警技术,进一步增强电池的热管理和耐寒能力。
根据最新的市场统计,今年1-4月国内动力电池企业装车量排行榜中,宁德时代以30.59GWh的装车量继续占据榜首,市占率达到47.39%。在宁德时代财报中有提到,特斯拉、现代、福特、戴姆勒、长城汽车、理想、 蔚来等全球知名的新能源汽车企业和传统车企都是宁德时代的客户,这也进一步说明了该公司的实力。
而在中国动力电池产业创新联盟的统计数据中,比亚迪在国内市场是紧随宁德时代之后的,市占比达到了22.75%。
对于比亚迪而言,刀片电池是该公司的名片之一。比亚迪刀片电池因为通过“针刺测试”而被人所熟知,在电池行业通过该项测试的难度等级几乎就是之最,传统三元锂电池在这样的测试中,几乎都会爆炸和冒烟,而比亚迪刀片电池无明火,无烟,电池表面的温度仅有30-60℃左右,无疑说明了这种电池的安全系数非常高。
而在具体性能方面,比亚迪刀片电池使得电池系统单位体积密度增加,它比传统的锂电池密度要增加1/3以上,不仅能够为车子提供更好的空间表现,同时续航能力也大幅提升。
根据最新的媒体消息,丰田与比亚迪联合打造的纯电轿车bZ SDN预计将搭载刀片电池,无疑也说明了这种电池系统的领先性。
我们再参考市场调研机构 SNE Research 最新数据,2022年一季度全球动力电池装车量为95.1GWh,其中排名TOP10的企业分别是宁德时代、LG新能源、比亚迪、松下、SK On、中创新航、三星SDI、国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能。
专注智能网联汽车的赛目科技荣获“国家重点软件一类企业”
导读 近日,国家发展和改革委员会互联网统一认证平台公布了“国家鼓励的重点软件企业”审批结果。赛目科技申报“国家重点软件一类企业”顺利通过审批,将有资格享受国家一类税收优惠政策,为今后创新发展添加新助力。 关于重软 “国家鼓励的重点软件企业”评选是为了深入落实国务院关于鼓励我国软件产业和集成电路产业发展的相关精神,依据《国务院关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(国发〔202
图源:SNE Research
在当前的动力电池市场中,全球前五中国内企业宁德时代和比亚迪占据两个席位,且宁德时代还是全球第一名,而前十名之中则有6个都是国内的电池厂商,说领先很贴切。
第二项是电机,目前新能源汽车电动机主要分为四种,分别是直流电机、交流异步电机、永磁同步电机与开关磁阻电机,常用的则是交流异步电机、永磁同步电机。根据第1电动研究院的统计数据,2021年中国新能源电机配套量前三名分别是比亚迪、特斯拉和方正电机,其中前两家为自产自用,方正电机为外销。此外,相关企业还有蔚然动力、宁波双林、上海电驱动等,无论是自产自用还是外销,都有覆盖。
电机相当于传统燃油车的发动机,性能越好加速越快,我们看一下比亚迪汉和特斯拉model3的对比,高性能版的model3百公里加速为3.4秒,比比亚迪汉的3.9秒快0.5秒,而国产特斯拉model 3百公里加速需要5.6秒,差距非常大了。搭载方正电机的小鹏P7四驱版车型百公里加速时间为4.3秒,也是不遑多让,虽然不能单纯只看这一指标,但一定程度上也体现出了国产电机当前并不落后。
最后是电控系统,也被称为新能源汽车的“管家”,最核心的部分当属BMS和电机驱动,此外还有加速踏板、制动踏板和电子控制装置等其他电力驱动系统,以及方向盘、转向动力源和温度控制单元等辅助控制子系统。
在整个电控系统中,就涉及到了我们当前比较明显的短板——芯片。比如在BMS系统中,宁德时代董事长曾毓群曾在调研活动中表示,BMS上芯片部分源自美国,目前也在做国产化。而实际上有统计数据指出,目前国产芯片在BMS芯片方面的国产化率不足两成。
BMS芯片并不是指某一种芯片,而是所有应用到BMS系统的芯片的统称,包括AFE模拟前端芯片、MCU、ADC、数字隔离器等。从业者认为,BMS芯片需要大量的专有技术(Know-how)经验积累,国产化突破尚需时日。目前,应用BMS的MCU主要由恩智浦等公司供应,AFE模拟前端芯片则主要是ADI和TI。
当然,国产BMS芯片也并非从零起步,目前已经产生了一批值得关注的公司,比如在BMS用MCU方面,中颖电子、兆易创新、北京君正、芯海科技、国民技术、复旦微电等公司都在技术攻关;ADC方面,上海贝岭、思瑞浦、圣邦股份、芯海科技也在努力提升国产化率;电源管理芯片方面,芯朋微、圣邦股份、雅创电子、士兰微、富满电子等公司未来可期。因此,虽然目前国产芯片在BMS芯片领域市场份额很低,但很多环节都只差临门一脚了。
回归到我们今天的话题,现在肯定不能说我国目前在电控系统方面是领先的,还有被卡脖子的风险。
那么,上述几点综合起来看,电动汽车的三电系统中,国内企业在电机和电池方面已经做到全球领先的水平了,尤其是电池,算是领跑全球,电机也属于第一梯队。不过,芯片对于国内所有科技产业来说都是一个卡脖子的环节,因此新能源汽车也没能幸免。如果单纯讲电动汽车,在车子的性能上面说我们领先没问题,但是站在整个产业链的角度来看,在当今的局势下,我们的短板还是很明显。
车子之外的软实力
如同马斯克推文中写到的,中国的可再生能源发电也是世界领先的,我们不跳脱到能源行业再去展开分析,而是就着新能源发电和新能源汽车的部署关系,看一下我国在新能源汽车领域的配套实力,也可以说是软实力。
首先是政府政策的支持,近几年我国发布了非常多的政策来支持新能源汽车产业的发展,包括《财政部工业信息化部科技部、发展改革委关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》、《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等等,政策的变化也很明显,从全面开花到扶优扶强,很明显我国新能源汽车产业已经进入了高质量发展阶段。放眼全球,我国在新能源汽车发展支持方面的政策力度也是最大的,这一点我们是领先的。
政策支持下,再看企业参与度和市场接受度的问题。根据全球汽车信息平台MarkLines关于2021年全球纯电动汽车销量的统计,2021年中国新能源汽车产销首次突破350万辆,连续7年全球第一,销量榜的前20名中有12家是中国企业。还有相关统计指出,截止到2021年6月份,我国共有200家左右的新能源汽车整车制造企业,有接近35万家企业的注册信息和新能源汽车相关。目前,随着造车新势力格局初定,我国新能源汽车产业开始了第一波整合,化整为零。
除了销量高能够展现市场接受度,渗透率也是一项关键指标,根据中国信息通信研究院前不久发布的2022年4月中国新能源汽车行业运行数据报告,中国新能源汽车市场渗透率达到25.3%,对汽车行业整体的贡献不断增强。
当然,消费者买车之后也要用车,产业配套对于消费者满意度来说是除了车子质量之外最关键的一项。据充电联盟数据,2021年我国充电桩总电量达到111.5亿kWh,同比增长58.0%。截止到2022年1月,全国充电运营企业所运营充电桩数量超过1万台的共有13家,包括星星充电、特来电、国家电网等公司。而央视新闻援引中国电动汽车充电基础设配促进联盟的数据,我国现有充电桩保有率为310.9万台,新能源车保有量为891.5万辆,车桩比为2.9:1,充电桩密度领先的城市分别是深圳、上海、北京、广州。根据工信部的说法,2022年我国将全面推动充电桩配套下乡的活动,加大非一二线城市的充电桩数量和占比。同时,财政部在《关于2021年中央和地方预算执行情况与2022年中央和地方预算草案的报告》中也提到,支持充电桩等配套设施建设,促进新能源汽车消费。
当然,近几日全国各大城市出台的新能源汽车购置或者置换补贴也是对中国新能源汽车发展的一大利好。根据5月30日的最新消息,上海市发布加快经济恢复和重振行动方案,全年预计为市场主体减负3000亿元以上,将对“以旧换新”购买纯电动汽车补贴每辆1万元。此前,全国多地陆续出台刺激汽车消费的政策,深圳的政策是若在深圳地区购买新能源汽车可补贴1万元,通过专项摇号活动的中签者,选择购置新能源汽车的朋友给予最高不超过2万元/辆补贴,山东、广东和无锡等省市也是发布相应的购置补贴。而在补贴中都明确提出,购买传统燃油车不能够享受相关政策。
上述这些,我将其统称为中国新能源汽车发展的大环境在全球是最好的,也可以说是领先的。
小结
从马斯克的角度而言,他肯定是知道中国国产芯片水平不高的问题,即便他不关注其他领域,汽车领域他肯定是了解,但他还是说中国电动汽车是全球领先的,有对合作伙伴宁德时代的肯定,有对竞争对手比亚迪的肯定,也会对中国新能源汽车产业相关政策和消费者接受度的肯定,当然也有出于对特斯拉上海工厂未来发展的考虑而恭维的原因。
我们自己当然也知道我们的短板在哪里,比如车规级功率器件和MCU等都严重依赖进口,比如公众充电桩利用率偏低等。但我们中的一些人也要摒弃燃油车时代对国产车的看法,丢掉一谈到国产车就觉得low、质量差的“有色眼镜”,现实早已今非昔比。就像很多车主所说,你即便不愿意试驾,问问开过的人也能得到中肯的答案。
AI实时感知如何帮助将自动停车扩展到全球各个地区
NVIDIA DRIVE Labs 系列视频以工程为重点,介绍自动驾驶车辆所面对的各类挑战以及 NVIDIA DRIVE 团队如何应对这些挑战。