正所謂東方不亮西方亮,隨著政府補貼的退出,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,新能源汽車技術走勢如何?全球市場誰來引領?汽車應用會不會成為半導體市場的亮點?誰又將是新能源汽車市場反彈的救世主?讓我們從技術、市場等方面看看走勢如何。
新能源汽車技術各有千秋
為了滿足許多國家制定的監管限制要求,汽車制造商正越來越多地致力于開發新能源汽車。目前看,新能源汽車共采用了5種技術:純電動汽車(Pure EV)和電力驅動(powered solely by electricity)、燃料電池電動汽車(Fuel Cell EV)、使用可再生能源充電并支持純電動操作的強混動汽車、可使用標準交流電源插座充電的插電式混動車(PHEV),以及在傳統12V汽車系統中增加48V鋰離子電池,為混動汽車提供更多動力,支持更重負載部件,同時提高燃油效率的輕度混動技術(MHEV)。
△新能源汽車技術需要符合應用場景(來源:driving.ca)
毋庸諱言,轉向新能源汽車有助于提高燃油經濟性。裝有汽油發動機的傳統車輛由交流發電機充電的鉛酸蓄電池為所有電氣系統供電,包括照明和交流電。因此,燃油效率隨著電氣系統的使用而降低,而在新能源汽車中,再生能量(通過制動產生的能量)為鋰離子電池充電,再為電力系統供電。這樣就可以減少發動機的功率消耗,提高燃油經濟性。
強混動和插電式混動系統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12V汽車相比,48V輕度混動系統在提供較低價格解決方案的同時仍能減少二氧化碳排放,因此越來越受到人們的關注。
事實上,根據IHS數據,大約50%的混動車市場,即全球銷售的10輛車中的1輛,將是48V輕度混動車。不同技術只能適合不同的市場,不能一概而論。比如,野馬汽車就計劃未來兩年主攻純新能源汽車,沿單一技術路線發展;而日本車廠則喜歡混動技術,遲遲不做插電式混動車。所以15年內汽車能源仍是多元化的。
問題依然存在
Statistica估計,到2025年,道路上14%的車輛將是新能源汽車,而特斯拉是領先者。不管你怎么看埃隆·馬斯克,但如果不是他,傳統汽車制造商仍然在研究市場、技術挑戰和安全問題。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。
是什么燃料產生電力呢?這取決于發電廠——并非所有的能源都來自風、水、太陽能和潮汐、跑步機上的能量,汽車的能源并不總是綠色的。電氣化對環境有幫助嗎,還是僅僅從用戶的角度讓我們感覺好一點,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:電池續航里程短,充電速度慢;實際適用場景,特別是寒冷地區開暖風電量消耗太快;安全隱患、后期養車費用,主要是更換電池價格昂貴。
△適用場景不可忽略
電動公交車也存在類似問題
對于這些問題,專家也是見仁見智,但有一點是肯定的:未來汽車應該是高安全性、節能減排、智能化、網聯化的。人類是一個適應性強、有創造力的群體,尤其是工程師,隨著時間的推移,經過長期努力,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,汽車工業正在發生根本性變化,從傳統的發動機價值走向電氣化和電子化增值。不管褒貶如何,新能源汽車已經既成事實,并將對汽車的制造和使用產生深遠的影響。在這一演變過程中,半導體行業充當了重塑汽車行業自主、電氣化、互聯和移動即服務(MaaS)的重任。
汽車行業已經成為一個龐大的電子元器件客戶,而電動汽車、混動和電氣化運輸正把它帶到一個新的水平。目前,汽車電子在純電動汽車中價值占比為60%,隨著汽車電動化的趨勢,汽車電子的滲透率還將不斷提升。
汽車內部結構的變化不僅帶來了電機、電控及電池使用的增長,內部零部件用半導體(包括MCU、功率半導體和傳感器)升級空間廣闊。電子控制裝置主要由汽車動力、駕駛控制等系統組成,與通信、娛樂設備相關。根據功能汽車電子分為車身控制系統(ECU)、安全系統、娛樂設備、底盤控制、高級駕駛輔助系統(ADAS)等,每個系統都需要通過半導體器件實現相關功能,包括存儲器、傳感器、光電器件、射頻器件、功率器件等。
預測表明,到2040年,汽車半導體市場有望達到2,000多億美元,不包括用于非車載相關應用的半導體,比如充電站、V2X基礎設施和云計算系統。進入汽車行業或擴大現有地位的廠商需要在創新方面進行投資,不斷開發新產品、新材料和新封裝工藝。隨著未來消費者更廣泛接受新型汽車,以及相應法規的出臺,自動駕駛汽車和新能源汽車的需求將使汽車半導體銷量增長3.5至4.5倍,年復合增長率可達6.2%至7.7%。半導體元器件將成為汽車中最賺錢的亮點。
這個市場更是正在路上的寬帶隙器件(SiC和GaN)的最大用戶,這些新型半導體器件可以提升功率轉換效率、減小部件體積和重量、提高可靠性和負載短路耐受能力,不一而足。業界已開始從實用角度來看待這些最新器件的用途,并推動著從傳統硅半導體到無源和機電設備的各種AEC-Q認證組件的需求。
△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
業界的共識是,新能源汽車市場有望在2020年反彈。首先,嚴苛的排放標準使全球車企向電動化轉型成為大勢所趨,從2021年開始,歐盟將推行更嚴格的汽車排放標準,要求2030年汽車制造商在2021年基礎上將汽車二氧化碳排放量減少37.5%。新政策會從2020年開始逐步實施,達不到歐盟排放標準的汽車,不允許銷售。為此,歐洲正在加碼純電動汽車和插電式混動車型銷量,預計明年增速有望全球領先,前9個月將增長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%。
△歐洲新能源汽車銷量增長迅速
隨著歐洲各國政府加大對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域的投資。按照規劃,2025年大眾將年產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%;奔馳則計劃到2022年所有車型都提供電動款,2025年全球產銷10萬輛,新能源車占比達15-25%,到2030年,奔馳將有一半以上為新能源汽車。
另外,到2025年,歐洲有可能會掌控全球11%的電池制造產能,當前產能為4%。不少電池企業已在歐洲建廠,包括寧德時代及一些韓國電池企業。歐盟還成立了電池產業聯盟,未來只要歐盟企業的車用電池研發涉及多個歐盟成員國,相關政府部門將百分之百補貼研發資金。歐盟還將通過政策鼓勵本土車企使用本土電池,促進本土動力電池制造商發展。
△當今及未來全球鋰離子電池供需及歐洲在制造業中的份額
至于自6月份政府削減補貼以來,一直處于自由落體狀態的中國新能源汽車市場,汽車業高管表示,隨著汽車制造商推出更多新產品以吸引買家,中國市場明年可能出現反彈,但需要政府出臺更多扶持政策。據報道,11月特斯拉在中國新車注冊量達到5597輛,與去年同期的393輛相比,激增了13倍,創下5個月來以來的新高。
政策方面,工業和信息化部剛剛發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》(征求意見稿)要求到2025年新能源車總銷量達到25%。按照該目標,未來6年新能源車年化增速將達30%,文件還闡述了推動新能源車產業與能源、交通、信息產業的協同發展。能源方面,要加強新能源車和電網(V2G)能量互動,還要優化智慧出行和物流運輸,同時推進“人-車-路-云”協同。總體來說,中國新能源汽車市場仍可謹慎樂觀。