"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。
“端到端”技术即将迎来爆发
端到端技术虽早在2019年就开始在自动驾驶领域应用,但直到特斯拉的推动,这项技术才真正“火”了起来。
2023年8月,特斯拉宣布在FSD V12版本中引入端到端技术,并于今年3月开始在北美地区推送该版本。大多数用户对FSD V12在施工路段、无保护左转等复杂路况下的表现给予了认可。业内普遍认为这得益于端到端大模型的应用。
在特斯拉的引领下,中国汽车企业迅速跟进。整车企业方面,比如理想汽车组建了专门的端到端实体组织:蔚来汽车成立了专门负责端到端的大模型部门;小鹏汽车也部署了端到端大模型。零部件领域,华为、地平线、商汤绝影等公司也投入到端到端系统的研发。
辰韬资本联合多家机构发布的2024年度《端到端自动驾驶行业研究报告》指出,端到端技术之所以受到车企和消费者的关注,是因为它能显著提升用户体验。
这种技术不仅提高了系统安全性,还使自动驾驶风格更加拟人化。对企业而言,引入端到端大模型可以简化研发流程,优化组织效率。从技术趋势来看,端到端更是实现自动驾驶AGI新范式的基础。
该报告预测,国内自动驾驶公司的模块化端到端方案可能于2025年实现量产上车,并认为端到端技术将开启自动驾驶产业的新一轮革命。
正因如此,在本届全球汽车技术发展领袖峰会上,端到端大模型的产品化成为智能化领域讨论的焦点。
地平线总裁陈黎明指出,端到端大模型的核心要素包括算法、数据和算力、工程能力。他强调,端到端大模型的落地将是一个循序渐进的过程。
一方面,目前缺乏足够的数据支撑端到端系统的全面应用,应该按模块逐步替代,在提升系统性能上限的同时保证下限。另一方面,随着整个技术的不断发展,需要配套的硬件逐步适配端到端系统。
陈黎明以特斯拉FSD V12.3版本为例,该版本在极短时间内就实现了1000万个样本视频用于自动驾驶训练,这些高质量训练数据是从100亿个样本中精选出来的,具有很强的延续性。
然而,在中国市场,当前自动驾驶领域的数据积累还不够充分,且缺乏高质量数据样本。陈黎明认为,这需要国内主机厂和科技企业通力合作,共同解决相关问题。
颠覆性降本现阶段很难达成
技术进步的终极目标是服务于企业乃至整个产业的发展,其核心目的始终如一:降本增效。颠覆性技术的出现,往往能为整个行业带来跨越式进步。
科大讯飞股份有限公司副总裁、汽车事业部总经理刘俊峰指出,“从技术生命周期进入采用周期,98%的人都持怀疑态度,而积极拥抱的2%却引发了整个技术的变革。”他强调,不能用传统模式来评估新技术,需要提前构建适配的模式和流程,同时也要为未来的升级预留足够空间。
在汽车行业最近20余年的发展历程中,“软件定义汽车”理念的提出并落地,正在颠覆整个产业的发展轨迹。
基于这一理念,特斯拉推出了创新的电子电气架构,同时自动驾驶技术快速普及。其中,电子电气架构已在汽车行业得到广泛应用,极大降低了生产成本、缩短了研发周期。然而,对于自动驾驶技术,沈源认为其未来前景仍有待观察。但是,软件定义汽车对整车制造的巅峰是漫长的过程。
沈源认为,短期内很难通过单一新技术实现颠覆性整车降本(较现在降本50%以上)。他以电池技术为例,尽管多家企业都在自研电池技术,但“很难说在电芯上实现了颠覆性突破”。大多数企业主要通过提高集成度、提升能量密度、优化监测手段等方式,以及精细化开发和严格测试,来确保电池安全,甚至达到零自燃的目标。
在技术降本面临瓶颈的当下,规模效应可能成为降本的关键所在。回顾特斯拉和比亚迪的盈利之路便可见一斑。
特斯拉作为电动车智能化技术的创新引领者,直到2020年才实现扭亏为盈。那一年,特斯拉全球销量突破50万辆,毛利率达到26%,净利润达7.2亿美元,终结了10年的亏损期。此后,销量的持续攀升推动其盈利能力不断提升,2023年净利润高达150亿元,毛利率仍保持在18%的可观水平。
比亚迪则是兼顾极致控本能力和销量规模的典型代表。从其净利润变化来看,销量规模的快速扩大仍是盈利提升的关键因素。
2022年,比亚迪进入高速增长阶段,全年新能源汽车销量达186万辆,推动净利润跃升至166亿元,同比增长4.5倍,毛利率也上升了4个百分点至17%。2023年,比亚迪销量规模达300万辆,净利润接近翻番,毛利率再增长3个百分点。中国银河证券研究院指出,销量稳步增长和规模优势带动了降本增效。
沈源强调,“通过规模产生协同效应来降低成本”是根本之道。他认为,企业应通过合理的技术组合满足用户需求,提升产品规模。正因如此,为了在短期内快速扩大销量规模,车市极致内卷的风气愈演愈烈,各企业难以置身事外。
这种局面反映了汽车行业在技术创新与规模效应之间寻求平衡的复杂性。虽然颠覆性技术仍是行业追求的目标,但在短期内,合理利用现有技术、扩大生产规模可能是更为务实的整车降本增效策略。