《電子技術(shù)應(yīng)用》
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誰將成為新能源汽車市場反彈的救世主,?

2019-12-27
來源:是說芯語
關(guān)鍵詞: 新能源汽車 鋰離子電池

正所謂東方不亮西方亮,,隨著政府補(bǔ)貼的退出,,中國新能源汽車市場增速放緩,,自2019年7月起更是來了個(gè)5連跌,;而歐洲新能源汽車市場卻在孕育著銷量增長,。未來幾年,,新能源汽車技術(shù)走勢如何,?全球市場誰來引領(lǐng)?汽車應(yīng)用會(huì)不會(huì)成為半導(dǎo)體市場的亮點(diǎn),?誰又將是新能源汽車市場反彈的救世主,?讓我們從技術(shù)、市場等方面看看走勢如何,。

新能源汽車技術(shù)各有千秋

為了滿足許多國家制定的監(jiān)管限制要求,,汽車制造商正越來越多地致力于開發(fā)新能源汽車。目前看,,新能源汽車共采用了5種技術(shù):純電動(dòng)汽車(Pure EV)和電力驅(qū)動(dòng)(powered solely by electricity),、燃料電池電動(dòng)汽車(Fuel Cell EV)、使用可再生能源充電并支持純電動(dòng)操作的強(qiáng)混動(dòng)汽車,、可使用標(biāo)準(zhǔn)交流電源插座充電的插電式混動(dòng)車(PHEV),,以及在傳統(tǒng)12V汽車系統(tǒng)中增加48V鋰離子電池,為混動(dòng)汽車提供更多動(dòng)力,,支持更重負(fù)載部件,,同時(shí)提高燃油效率的輕度混動(dòng)技術(shù)(MHEV)。

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△新能源汽車技術(shù)需要符合應(yīng)用場景(來源:driving.ca)

毋庸諱言,,轉(zhuǎn)向新能源汽車有助于提高燃油經(jīng)濟(jì)性,。裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)車輛由交流發(fā)電機(jī)充電的鉛酸蓄電池為所有電氣系統(tǒng)供電,包括照明和交流電,。因此,,燃油效率隨著電氣系統(tǒng)的使用而降低,而在新能源汽車中,,再生能量(通過制動(dòng)產(chǎn)生的能量)為鋰離子電池充電,,再為電力系統(tǒng)供電。這樣就可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的功率消耗,,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,。

強(qiáng)混動(dòng)和插電式混動(dòng)系統(tǒng)在減少二氧化碳排放方面極為有效,,但它們需要大量的額外成本,而且很難安裝在緊湊型車輛上,。因此,,與傳統(tǒng)12V汽車相比,48V輕度混動(dòng)系統(tǒng)在提供較低價(jià)格解決方案的同時(shí)仍能減少二氧化碳排放,,因此越來越受到人們的關(guān)注,。

事實(shí)上,根據(jù)IHS數(shù)據(jù),,大約50%的混動(dòng)車市場,,即全球銷售的10輛車中的1輛,將是48V輕度混動(dòng)車,。不同技術(shù)只能適合不同的市場,,不能一概而論。比如,,野馬汽車就計(jì)劃未來兩年主攻純新能源汽車,,沿單一技術(shù)路線發(fā)展;而日本車廠則喜歡混動(dòng)技術(shù),,遲遲不做插電式混動(dòng)車,。所以15年內(nèi)汽車能源仍是多元化的。

問題依然存在

Statistica估計(jì),,到2025年,,道路上14%的車輛將是新能源汽車,而特斯拉是領(lǐng)先者,。不管你怎么看埃隆·馬斯克,,但如果不是他,傳統(tǒng)汽車制造商仍然在研究市場,、技術(shù)挑戰(zhàn)和安全問題,。不過,問題依然存在:首先需要化石燃料來制造電池,,還有電池的回收和處理,。

是什么燃料產(chǎn)生電力呢?這取決于發(fā)電廠——并非所有的能源都來自風(fēng),、水,、太陽能和潮汐、跑步機(jī)上的能量,,汽車的能源并不總是綠色的,。電氣化對(duì)環(huán)境有幫助嗎,還是僅僅從用戶的角度讓我們感覺好一點(diǎn),,而沒有看到大局,?比如,,在電能主要來自煤碳的情況下,長里程純電動(dòng)汽車并不能減少排放,。

還有一些新能源汽車廠商不愿說而飽受車主詬病的問題:電池續(xù)航里程短,,充電速度慢;實(shí)際適用場景,,特別是寒冷地區(qū)開暖風(fēng)電量消耗太快,;安全隱患、后期養(yǎng)車費(fèi)用,,主要是更換電池價(jià)格昂貴。

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△適用場景不可忽略

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電動(dòng)公交車也存在類似問題

對(duì)于這些問題,,專家也是見仁見智,,但有一點(diǎn)是肯定的:未來汽車應(yīng)該是高安全性、節(jié)能減排,、智能化,、網(wǎng)聯(lián)化的。人類是一個(gè)適應(yīng)性強(qiáng),、有創(chuàng)造力的群體,,尤其是工程師,隨著時(shí)間的推移,,經(jīng)過長期努力,,這些問題將得到解決或至少最小化。

汽車中最賺錢的是什么,?

毫無疑問,,汽車工業(yè)正在發(fā)生根本性變化,從傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)值走向電氣化和電子化增值,。不管褒貶如何,,新能源汽車已經(jīng)既成事實(shí),并將對(duì)汽車的制造和使用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,。在這一演變過程中,,半導(dǎo)體行業(yè)充當(dāng)了重塑汽車行業(yè)自主、電氣化,、互聯(lián)和移動(dòng)即服務(wù)(MaaS)的重任,。

汽車行業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)龐大的電子元器件客戶,而電動(dòng)汽車,、混動(dòng)和電氣化運(yùn)輸正把它帶到一個(gè)新的水平,。目前,汽車電子在純電動(dòng)汽車中價(jià)值占比為60%,,隨著汽車電動(dòng)化的趨勢,,汽車電子的滲透率還將不斷提升,。

汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化不僅帶來了電機(jī)、電控及電池使用的增長,,內(nèi)部零部件用半導(dǎo)體(包括MCU,、功率半導(dǎo)體和傳感器)升級(jí)空間廣闊。電子控制裝置主要由汽車動(dòng)力,、駕駛控制等系統(tǒng)組成,,與通信、娛樂設(shè)備相關(guān),。根據(jù)功能汽車電子分為車身控制系統(tǒng)(ECU),、安全系統(tǒng)、娛樂設(shè)備,、底盤控制,、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)等,每個(gè)系統(tǒng)都需要通過半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能,,包括存儲(chǔ)器,、傳感器、光電器件,、射頻器件,、功率器件等。

預(yù)測表明,,到2040年,,汽車半導(dǎo)體市場有望達(dá)到2,000多億美元,不包括用于非車載相關(guān)應(yīng)用的半導(dǎo)體,,比如充電站,、V2X基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算系統(tǒng)。進(jìn)入汽車行業(yè)或擴(kuò)大現(xiàn)有地位的廠商需要在創(chuàng)新方面進(jìn)行投資,,不斷開發(fā)新產(chǎn)品,、新材料和新封裝工藝。隨著未來消費(fèi)者更廣泛接受新型汽車,,以及相應(yīng)法規(guī)的出臺(tái),,自動(dòng)駕駛汽車和新能源汽車的需求將使汽車半導(dǎo)體銷量增長3.5至4.5倍,年復(fù)合增長率可達(dá)6.2%至7.7%,。半導(dǎo)體元器件將成為汽車中最賺錢的亮點(diǎn),。

這個(gè)市場更是正在路上的寬帶隙器件(SiC和GaN)的最大用戶,這些新型半導(dǎo)體器件可以提升功率轉(zhuǎn)換效率,、減小部件體積和重量,、提高可靠性和負(fù)載短路耐受能力,不一而足。業(yè)界已開始從實(shí)用角度來看待這些最新器件的用途,,并推動(dòng)著從傳統(tǒng)硅半導(dǎo)體到無源和機(jī)電設(shè)備的各種AEC-Q認(rèn)證組件的需求,。

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△采用ROHM的SiC功率元器件的Formula E賽車逆變器

靠什么挽回頹勢

業(yè)界的共識(shí)是,新能源汽車市場有望在2020年反彈,。首先,,嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)使全球車企向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型成為大勢所趨,從2021年開始,,歐盟將推行更嚴(yán)格的汽車排放標(biāo)準(zhǔn),,要求2030年汽車制造商在2021年基礎(chǔ)上將汽車二氧化碳排放量減少37.5%。新政策會(huì)從2020年開始逐步實(shí)施,,達(dá)不到歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車,,不允許銷售。為此,,歐洲正在加碼純電動(dòng)汽車和插電式混動(dòng)車型銷量,,預(yù)計(jì)明年增速有望全球領(lǐng)先,前9個(gè)月將增長35%,,增幅高于中國和美國。

德國CAM汽車管理中心研究表明,,歐洲新能源汽車銷量在逐年增長,,已經(jīng)接近中國銷量。歐洲各大重要汽車市場新能源汽車銷量呈爆發(fā)性增長,,今年前11月,,荷蘭新能源汽車銷量增長113%,德國增長49%,,法國增長36%,。

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△歐洲新能源汽車銷量增長迅速

隨著歐洲各國政府加大對(duì)新能源汽車政策扶持,大眾,、寶馬,、戴姆勒等德國車企巨頭都加大了在新能源汽車領(lǐng)域的投資。按照規(guī)劃,,2025年大眾將年產(chǎn)200-300萬輛新能源汽車,;2025年寶馬新能源車銷量將占總銷量的15-25%;奔馳則計(jì)劃到2022年所有車型都提供電動(dòng)款,,2025年全球產(chǎn)銷10萬輛,,新能源車占比達(dá)15-25%,到2030年,,奔馳將有一半以上為新能源汽車,。

另外,到2025年,歐洲有可能會(huì)掌控全球11%的電池制造產(chǎn)能,,當(dāng)前產(chǎn)能為4%,。不少電池企業(yè)已在歐洲建廠,包括寧德時(shí)代及一些韓國電池企業(yè),。歐盟還成立了電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,,未來只要?dú)W盟企業(yè)的車用電池研發(fā)涉及多個(gè)歐盟成員國,相關(guān)政府部門將百分之百補(bǔ)貼研發(fā)資金,。歐盟還將通過政策鼓勵(lì)本土車企使用本土電池,,促進(jìn)本土動(dòng)力電池制造商發(fā)展。

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△當(dāng)今及未來全球鋰離子電池供需及歐洲在制造業(yè)中的份額

至于自6月份政府削減補(bǔ)貼以來,,一直處于自由落體狀態(tài)的中國新能源汽車市場,,汽車業(yè)高管表示,隨著汽車制造商推出更多新產(chǎn)品以吸引買家,,中國市場明年可能出現(xiàn)反彈,,但需要政府出臺(tái)更多扶持政策。據(jù)報(bào)道,,11月特斯拉在中國新車注冊(cè)量達(dá)到5597輛,,與去年同期的393輛相比,激增了13倍,,創(chuàng)下5個(gè)月來以來的新高,。

政策方面,工業(yè)和信息化部剛剛發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》(征求意見稿)要求到2025年新能源車總銷量達(dá)到25%,。按照該目標(biāo),,未來6年新能源車年化增速將達(dá)30%,文件還闡述了推動(dòng)新能源車產(chǎn)業(yè)與能源,、交通,、信息產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。能源方面,,要加強(qiáng)新能源車和電網(wǎng)(V2G)能量互動(dòng),,還要優(yōu)化智慧出行和物流運(yùn)輸,同時(shí)推進(jìn)“人-車-路-云”協(xié)同,??傮w來說,中國新能源汽車市場仍可謹(jǐn)慎樂觀,。

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