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汽车产业第三次变革与电动汽车时代
作者:闵聃 张树文 发表时间:2014年08月22日

  2008年金融危机后,借力新能源汽车使我国汽车产业实现“弯道超车”的构想激起千层浪,跨国汽车制造商亦强劲发力,日产汽车Leaf、通用汽车Volt以及丰田汽车第三代Prius等量产车型相继上市,新能源汽车从概念到实业都如火如荼。2011年上海国际车展,仅中国自主品牌就推出了66款新能源汽车,几乎囊括了当前所有技术路线,如混合动力(HEV)、插电式(PHEV)、增程式(EREV)、纯电动(EV)和燃料电池(FCEV)等。然而,2011年底中国四部委联合对新能源汽车“十城千辆”试点情况进行调研评估发现形势不容乐观,电动汽车的“几把火”(去年4月11日众泰电动车起火、去年6月和11月Volt起火,今年5月26日比亚迪E6电动车碰撞起火等事件)使人们对电动汽车的安全疑虑陡增。

  中国政府理性回归,近两个月来连续出台三大政策一个标准。三大政策分别是3月27日科技部出台的《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》、4月18日国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020)》、5月30日国务院常务会议通过的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》。一个标准是5月17日发布的《纯电动乘用车技术条件GB/T28382》。三大政策基本明确了中国新能源汽车产业化转型的主体技术路线是纯电动与插电式混合动力协同发展,规划到2015年和2020年累计产销量分别超过50万辆和500万辆。

  汽车产业面临第三次重大变革

  世界汽车产业自19世纪末起于欧洲,至今百余年历史,已历经两次重大变革。第一次是“一战”期间,美国汽车产业因免于战争而率先发迹,福特流水线技术使汽车进入平民百姓家,通用汽车的多样化需求理念掀起营销变革。第二次变革则在“二战”后的20余年间,从战争中恢复的欧洲汽车产业崛起与美国对峙,日韩汽车产业崛起形成世界汽车产业第三极,其中丰田精益思想引发汽车产业管理变革。

  这两次变革都来自于并得益于和平年代经济繁荣以及知识进步与市场扩散。到20世纪下叶至21世纪初,“二战”后世界政局基本稳定和平,全球化浪潮推动经济高度繁荣,网络与电子技术飞速发展,以“金砖四国”为代表的新兴国家市场增长占到全球汽车市场半壁江山,世界汽车产业第三次重大变革的社会经济技术条件已基本成熟。随着能源安全和环境保护双重压力下的汽车新技术变革,世界汽车产业第三次重大变革酝酿已近成熟。

  第三次变革的本质是电动汽车

  世界汽车产业前两次重大变革,包括流水线生产、产品多样化、精益思想,本质是机械化技术、营销和管理的变革。那么第三次变革的本质是什么呢?我们认为是汽车从机械化向电气化的跨越,是全面电气化,即汽车产业进入电动汽车时代。

  电气化趋势和规律在家电、通信行业已经发生。例如,电视机经历了从旋扭式操作、电子按扭式操作到遥控操作的发展;手机,自2007年后,苹果iphone与谷歌安卓系统迅速将手机带入智能机时代,机械按扭消失,取而代之的是全屏触控与语音控制。

  汽车行业正在经历的也是电气化过程。电动座椅取代手动座椅,自动空调取代手动空调,无钥匙进入与一键启动取代钥匙开门与打火,电子手刹取代拉杆式手刹,自适应式空气悬挂取代机械悬挂,还有发动机电磁阀控制取代凸轮轴的方案也在研发中,等等。新能源汽车正是汽车全面电气化的最后一步——能源与驱动系统的电气化。因此,将第三次产业变革称为“汽车电气化变革”或者“电动汽车时代”更为贴切。这不仅是技术的突破,更将改写汽车产业形态:

  1、汽车产业核心竞争要素转变将改写竞争格局。汽车动力系统由汽柴油发动机切换为电池电机系统,传统整车制造商与零部件厂商要么技术转型要么被新厂商取代。

  2、汽车由传统机械领域延展至电子与通信领域,引发跨产业横向联合或整合。在电动汽车时代,汽车将作为与个人电脑、手机和智能住宅并行的四大网络信息终端之一,承载信息交互功能。

  3、全面电气化将大幅促进汽车模块化。一方面电气件本身具有高模块化潜力,这在个人电脑与手机领域已经得到鉴证。另一方面,电气件作为软性关联件时,机械系统可简化并灵活设计,进而实现模块化。如当前自动变速器上实现经济模式、运动模式、上坡模式等多种性能模式,即是在同一机械系统上更改电气件设置的结果。

  中国汽车产业资源禀赋

  产业变革往往伴随产业中心的扩散,即新兴市场崛起。究其原因主要有三个方面。一是新兴市场带来产业规模增长,为产业注入活力;二是新兴市场带来新的竞争者,重塑竞争格局;三是新兴市场蕴育新的市场需求,形成新的产业增长点。

  对世界汽车产业第三次变革,中国汽车产业的重大机遇是巨大的新兴市场规模,这也是中国汽车产业资源禀赋的重要内涵。

  电驱动技术取代传统内燃机技术是一个量变过程,各汽车大国竞争关键在于谁能在量变过程中率先完成产业技术积累,并在未来竞争格局占有一席之地。由于这个过程涉及关键技术要素的识别和突破、技术标准体系的建设、全新产业链的培育和产业基础设施的更替等系列变革,作为变革主体的企业如果没有市场的支撑,将很难完成上述过程。因此,中国千万级市场容量和二三线市场消费增长潜力正是蕴育新兴产业的巨大温床。

  量变过程对政府和汽车企业提出另一个要求,即在新产业培育过程的不同阶段把握新能源汽车和传统能源汽车的投入程度,把握新能源汽车不同技术路线投入的平衡,也就是短期战术与长期战略间的平衡。中国超大市场容量可以包容多路线尝试甚至局部“大跃进”,这种高包容度是其他国家无法比拟的。

  中国汽车产业面临的挑战

  相对机遇,当前第三次产业变革带给中国汽车产业更多的是挑战。

  重大变革看似一蹴而就,实际是从量变到质变,沉寂后的爆发。新能源汽车革命的背后,是经典机械技术、电池技术、电机技术、先进控制技术的长期积累与集成优化。全球累计销量400万辆的丰田Prius,从1997年12月推出第一代到2009年推出第三代,2012年又推出插电式,到2012年1季度美国新车销量Prius排名第3,就是长期积累培育的例证。

  中国汽车产业自主研发起步较晚,真正发展是在2001年入世之后。十年时间,自主汽车品牌刚刚完成汽车生产技术与初步研发能力的积累,还没有完全摆脱模仿创新,却要与跨国汽车集团竞争电气化新技术,实是艰难。

  从产业角度看,除电池、电机外,我国汽车厂商在机电耦合技术与电气化技术方面积累更加薄弱,且跨国汽车集团已广泛设置专利壁垒,因此,传统能源汽车采取的模仿跟随发展道路,对电动汽车技术突破已行不通,自主创新势在必行。

  产学结合与电动汽车技术突破

  高校相对于企业,最大的优势在于自主创新能力。这正是产学结合对电动汽车技术突破的重要意义。湖南大学与海马汽车联合研发下一代电动汽车是值得关注的案例。

  湖南大学是国家“211”、“985”重点建设综合性大学,作为原国家机械工业部直属重点院校,在机械与汽车技术研究方面底蕴深厚。湖南大学由机械与运载工程学院牵头,集成机械、车辆、化工、电气等优势专业,从学科建设和专业建设基础上支撑电池、电机、电控以及机电耦合机构等电动汽车技术要素研究。同时,其各领域专家可与国外同领域研究机构或高校保持密切联系和互动,这种国际视野的知识平台是企业无法比拟的优势条件。

  海马汽车作为民营控股的上市公司,与日本马自达汽车公司的技术合作从1992年到2007年,长达15年,2007年自立为自主品牌自主研发。2006年海马汽车第一次承担国家“863计划”任务便开始自主研发电动汽车,其海马王子电动汽车和普力马电动汽车已取得产品公告,在全国20余个城市地区开展示范运行,积累了丰富的设计和工程经验。

  湖南大学与海马汽车在电动汽车技术研发的合作始于2009年,联合研发的下一代电动汽车将于2014年完成。关键技术研发过程中,校企资源协同发力,一是湖大教授以技术专家身份直接参与项目,与海马工程技术人员的实践经验互动融合;二是联合培养专业人才,不仅海马技术人员通过湖大工程硕士班提升理论水平,而且湖大在校本科生(含海马定向班)、硕博研究生、博士后等直接参与项目实现理论与实践相结合,形成校企间电动汽车专业人才的交互培养和流动,最大程度发挥人才资源潜力;三是2012年进一步深化合作,联合建设电动汽车新专业,产业需求直接为湖大专业学科建设提供明确导向,使之能够教以致用,学以致用。

  面临席卷全球而来的第三次产业变革和电动汽车革命,如何在浪潮中把握方向并规避风险是中国政府、企业、研究机构及高校共同的课题。虽然挑战大于机遇,但只要做到产学研融合,发挥资源协同效应,克服困难,迎接挑战,实现汽车强国的愿望将离我们越来越近。

  作者单位:湖南大学新能源汽车研究中心

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