2030年后纯燃油动力基本会消失，全固态电池上车在即

  浩博电池网讯："汽车发展的未来在中国"——德国汽车经济学专家如此断言。商务部原副部长、中国国际经济交流中心资深专家咨询委员会委员魏建国更进一步指出,“中国新能源汽车不仅是全球制造业复苏的信心和希望,更将引领未来10年全球制造业的发展。”

  这一大胆论断的底气源于中国新能源汽车产业链已实现全球领先。在电动化和智能座舱等领域,中国品牌已经开始向跨国车企实现“技术反向输出”;在智能驾驶领域,尽管美国电动车企特斯拉仍是领跑者,但中国企业如华为、地平线等正迅速崛起,尤其在本土市场更具优势。

  毫无疑问,中国在电动化、智能化方面的技术发展趋势将深刻影响全球汽车技术走向。

  然而,我们也必须清醒地认识到,由于电动化和智能化是全新的赛道,我国也在“摸着石头过河”,领先地位并非牢不可破。日韩、欧美等跨国车企凭借其深厚的品牌积淀、高度的全球化程度以及雄厚的技术研发储备,仍然不容小觑。与此同时,相关国家和地区也在大力扶持电动化和智能化发展。

  在这样的背景下,持续“卷技术”以保持领先地位变得尤为重要。2024中国汽车论坛上,就聚焦讨论了全球汽车技术发展趋势,涵盖混动化、全固态电池应用、整车架构集成化以及端到端大模型等领域。

  而推动技术进步的根本动力在于利益驱动,即汽车企业为了追求更高性价比、实现降本增效。然而,吉利控股集团高级副总裁沈源指出了一个现实问题:短期内难以出现能够彻底颠覆现状、实现成本大幅下降的技术。这就不禁让人思考:在此情况下,车企究竟该如何保证盈利、实现降本?

  未来全球汽车技术的发展方向:

  对于汽车行业的从业者而言,要在竞争激烈的市场中立足乃至蓬勃发展,洞悉未来汽车技术至关重要。根据“第六届全球汽车技术发展领袖峰会”上头部车企及零部件企业的交流,混动化、全固态电池、端到端技术、整车集成化等将成为主要发展趋势。

“2030年后,纯燃油动力基本会消失”

  尽管电动化是大势所趋,但业内共识认为,多元技术路线并存将是汽车行业未来相当长一段时间的常态。这源于对新能源技术路线未来走向的不确定性,特别是在电能、氢燃料等动力形式的选择上仍存在较大争议。然而,可以确定的是,以化石能源为主的动力系统将逐步退出历史舞台。

  东风集团原董事长竺延风观点鲜明,“纯燃料动力基本不会存在,未来都将是混动,只是混动的方式、程度和模式有所不同。”他预测,2030年后纯燃油车可能基本消失,取而代之的将是纯电动、氢能源或混动车型。

  实际上,混动技术并非新概念,上世纪20年代就已面世。但受限于电池价格和技术等因素,长期以来市场接受度不高。即便是丰田等日系品牌大力推广,混动产品也因价格和成本等原因未能成为主流。

  然而,中国市场独树一帜。中国直接发展电动化,反而带来了混动技术成本的大幅下降。

  插混技术的升级更是推动了混动产品的快速普及,如今成为新能源汽车的增长主力。乘联会数据显示,今年6月纯电动车零售量为49.3万辆,而插电混动车型达到36.3万辆,且增速更快。未来,中国品牌凭借极具性价比的混动产品,有望改变全球车市格局。

  混动技术的发展受到性价比、能源消耗和排放法规等多重因素的刺激。竺延风认为,“性价比决定了技术方向,未来汽车将以各种混动和电动形式存在。”关键在于如何在以电为主、保证性价比的前提下,重构“油电比例”或开拓混动技术的创新方向。

  作为混动技术的先驱,丰田汽车持续推广“油混+插混”双线并行战略。丰田中国高级技术官汤田修事介绍,公司正计划开发新型小排量直列四缸发动机。这种发动机与电气控制单元深度融合,结构更合理、更小型,搭载更灵活,从而提高混动效率。

  基于新技术开发的1.5L涡轮发动机性能可媲美2.5L自吸发动机,而2.0L涡轮发动机较2.4L涡轮发动机在体积和高度上都减少了10%。这两款发动机将应用于丰田的插混产品中。

  在油混技术领域,丰田采用单电机系统,即在一个电机上同时实现发电和驱动。有研究院技术人员指出,单电机结构简单,可提升驾驶平顺性、降低成本。但在急加速等场景下,单电机的动力输出可能略显不足。

全固态电池上车在即

  全固态电池技术虽然并非新生事物,但近年来重新成为业界焦点。

  这项技术的研究可追溯至上世纪70年代。千禧年前后,全固态电池技术取得突破性进展,液态锂离子电池随之问世并步入产业化阶段。过去十年,以硫化物固态电解质为代表的技术发展迅猛。

  然而,由于技术复杂性高和成本昂贵等问题,全固态电池的商业化进程一度缓慢,甚至遭受质疑。直到近几年,随着技术不断进步,中国、欧美以及日韩等多国领先企业纷纷确定了全固态电池的量产计划,集中在2027年至2030年间。

  固态电池的优势显而易见,不仅可以提升续航能力和安全性,还有望降低成本。上汽集团研发总院副院长仇杰介绍,固态电池具备三大核心优势:低温性能优异、内阻低且倍率性能出色、性价比高。

  仇杰强调,固态锂电池被业界公认为下一代锂电池技术。他以上汽集团为例,阐述了三步走的战略,推进固态电池加速量产上车,逐步降低液体电解质含量:

  第一阶段:半固态电池,液体含量10%wt。今年将实现批量装车,单次纯电续航可达1000km以上,在智己LS6上成功搭载。

  第二阶段:准固态产品,液体含量降至5%wt。这一阶段创新引入干法电极技术,并采用高电压新型正极材料,预计2025年实现批量装车。

  第三阶段:全固态电池,2026年实现批量交付并进行测试,2027年达成量产装车目标。

  事实上,大多数汽车企业的固态电池技术路线与上汽集团相似。目前,宁德时代、清陶能源、长安、广汽等多家企业均公布了半固态电池量产装车计划。有机构预测,到2030年,全球固态电池需求有望突破1000GWh,市场规模将超过万亿元。

  仇杰认为,基于固态电池的优势特性,未来将实现纯电动和混合动力车型的全面覆盖。

  技术研发将朝两个方向发展:一是追求超高性价比的纯电动方向,专注于提高能量密度、改善低温性能和提升性价比;二是追求超高性能的混动方向,着重降低内阻、提高倍率性能和能量回馈率。同时,电池系统将向PACK轻量化和安全防护简单化方向演进。

整车架构集成化

  近年来,汽车行业呈现出一个明显趋势:整车架构由分散式逐渐向集中式演进。盖世汽车研究院的报告分析指出,随着汽车电子电气架构的升级,硬件将走向集中式设计,软件则趋向分层解耦,通信架构也从传统的LIN/CAN总线逐步向以太网方向发展。

  这一趋势的出现,主要源于提高效率、降低成本、缩减开发周期等多方面的考虑。当前,分布式ECU架构的发展已接近瓶颈,难以满足新一代智能汽车的需求。因此,集中式域控制架构应运而生,能更好满足智能汽车的升级需求。以舱驾融合为例,未来的发展方向将聚焦于“中央计算平台+整车操作系统”的模式。

  集成化趋势已经渗透到整车制造的全过程。比如在固态电池领域,仇杰指出,未来将在系统集成化方面进行创新,如水冷板及托盘的一体化集成,以及应用轻量化复合材料,实现功能融合、减少零部件数量、降低整体重量等目标。

  即使是目前占据市场主导地位的三元和磷酸铁锂电池,也在通过集成化和更精细的开发手段,来保障电池安全性,努力实现零自燃的目标。

  正如东风集团研究院院长杨彦鼎所强调的,电动化系统的最终成效要体现在整车的集成优化上。他以线控技术与电动化的集成为例,未来整个汽车都将实现毫秒级的控制。“我们需要通过毫秒级的集成控制和系统深度融合,大幅提升整车性能。”

  作为智能化的基础——电子电气架构,同样在朝着中央集成式方向发展。这种集成化趋势不仅改变了汽车的硬件构造,也深刻影响着软件开发和系统控制的方式。

  比如特斯拉Model 3采用的中央计算平台将ECU数量从传统车辆的70—100个减少到约20个,显著降低了生产成本和复杂度。

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