2020年中国汽车零部件产业链发展情况研究

2021-11-23 01:23史雪枫刘雅坤成梅林
汽车实用技术 2021年19期
关键词:汽车

史雪枫,刘雅坤,康 凯,成梅林

(中国汽车技术研究中心有限公司,天津 300300)

引言

受新冠肺炎疫情影响,2020年初中国汽车零部件产业链首当其冲,部分关键核心部件出现“断供”风险。政府主管部门为降低中国汽车产业供应链风险,扶持培育国内零部件企业发展,各地陆续开展“固链、补链、强链”工程。建设“自主高效、安全稳定”的中国汽车零部件供应链体系,成为2020年中国汽车零部件产业发展的主基调。

1 2020年汽车零部件发展概况

1.1 产销规模与利润水平保持稳定

2020年中国汽车零部件产业主营业收入与2019年接近,规模以上企业主营业务收入3.95万亿元,行业净利润3 121亿元,产品净利润率约为7.9%。2020年中国汽车零部件出口金额达666.22亿美元,同比下降6.2%,下半年随着全球汽车市场复苏,中国汽车零部件进出口呈现爆发式增长,进口、出口总金额下半年累计同比分别增长18.7%和20.3%,在汽车市场整体下降的大环境下,中国汽车供应链在部分领域发挥了重要支撑作用。

1.2 新能源汽车零部件蓬勃发展,部分传统关键零部件技术仍存短板

受益于新能源汽车产业起步较早,国内新能源汽车在动力电池产业链、驱动电机、电控系统等核心零部件技术研发实力跻身世界前列,关键领域形成了一批具有核心技术的行业领先企业,产业生态蓬勃发展。但分系统来看,部分关键零部件国内仍存在短板,传统燃油车领域,高压共振系统、燃油喷射系统、增压器、多挡自动变速器、双离合器模块(含摩擦片)、液压控制单元用电磁阀、CVT钢带等核心技术与国外相比还有较大差距;基础材料与设备领域高端轴承钢和弹簧钢、特种工程尼龙、阻隔层氟塑料和AEM橡胶、高精密机床等仍未突破;高端核心芯片方面,32位及以上MCU芯片、控制芯片大容量存储芯片、高精度传感器芯片等基本被国外垄断;操作软件方面,车辆专用模拟仿真软件、电子设计自动化软件(EDA)、车用底层控制操作系统、车载操作系统等,国内企业大多尚处于研发和工程化阶段。

1.3 政策体系不断完善,国内零部件产业地位不断凸显

《汽车产业中长期发展规划》《“十四五”汽车产业发展规划》《汽车零部件再制造管理暂行办法》等政策规划对中国汽车零部件提出了更高要求。规划办法中提出要建立从整车到关键零部件的完整工业体系和自主研发能力,形成中国品牌核心关键零部件的自主供应能力;加强整零结合,培育战略性零部件体系,促成一批世界级零部件供应商;积极发展整机和零部件再制造业务,提高资源循环利用效率,逐步实现全产业链安全可靠和产业绿色发展等规划目标;大力发展新能源汽车和智能网联汽车、完成中国汽车质量品牌建设等重要任务。整体而言,汽车零部件产业在中国汽车工业地位日益凸显。

2 细分领域产业发展情况

2.1 乘用车发动机和变速器技术取得突破进展

发动机方面,国内各车企在增压直喷新机型研究上,已大量应用高压缩比+米勒循环+变排量附件+低摩擦技术等先进节能技术,重点车企通过节能技术组合,热效率接近39%甚至40%,初步实现了对国际领先水平的追赶。变速器方面,国内乘用车多挡化发展迅速,实现了2020年目标。自主品牌整车企业以DCT为主,多个车企先后实现7DCT变速器量产。一级供应商主要布局AT、CVT,6AT、CVT等已经实现规模化量产,8AT已推出系列化产品。同国外领先水平相比,国内自主变速器依然面临着提升效率与可靠性等多方面挑战。

2.2 新能源汽车技术水平不断提升

2020年全年中国动力电池装车量累计达到63.6 GWh,累计增长2.3%。其中三元电池装车量累计达到38.9 GWh,占总装车量61.1%,累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装车量累计达到24.4 GWh,占总装车量38.3%,累计增长20.6%,是驱动装车量整体同比上升的主要产品。排名前3家、前5家、前10家动力电池企业动力电池装车量分别为45.4 GWh、52.3 GWh和58.4 GWh,占总装车量比分别为71.3%、82.1%和91.8%。在技术创新方面,宁德时代推CTP、CTC方案及电芯材料体系布局,宁德时代针对能量密度、体积利用率、成本等指标的优化,推出了CTP和CTC方案。第一代CTP方案,已经应用到Model3、蔚来等多款车型,较传统电池包而言,体积利用率将提升15%~20%,零部件数量减少40%。比亚迪的刀片电池实质上是CTP方案的一种应用,通过增大电芯长度、省掉模组的方式,进一步提升电池包的集成效率,将空间利用率从40%提升至60%,利用电芯充当电池横梁,保证结构强度的同时成本降低30%。

在电驱动系统方面,2020年我国新能源汽车驱动电机系统实现产销135.7万台套,同比实现增长8.9%。随着外资企业持续进入,产业集中度进一步提高,前10家驱动电机与电机控制器的配套比例分别达到73.3%和75.8%,较2019年增加21.1%和26.1%。前10家配套企业中,驱动电机和电机控制器的国内企业占比分别达到60%和70%,独立零部件企业占6家。2020年在稳定市场产品的同时,加大研发投入,积极通过平台化、集成化和产品技术升级,保持企业在行业的竞争力。在三合一总成方面,上海电驱动、精进电动、汇川技术、巨一自动化等推出三合一总成产品并实现量产配套;多个企业推出了扁线定子和扁导线电机产品,华域汽车为大众MEB平台辅助驱动电机实现稳定量产;在碳化硅逆变器产品方面,比亚迪汽车在国内率先量产了自主封装的碳化硅器件的电机控制器,用于“汉”纯电动汽车,上海电驱动、精进电动、中车时代电动、阳光电源等也纷纷推出了碳化硅电机控制器样机和产品。

我国燃料电池技术实现较大突破。我国车用燃料电池系统的功率密度、最高效率等多项技术指标与国际先进技术指标水平同步,燃料电池系统的电堆、压缩机、DC/DC变换器、氢气循环装置、控制系统和传感器等关键零部件均已实现了国产化。特别是国产化电堆,技术水平已有大幅度提升,正逐渐接近国际先进水平,商用车用单堆功率从原来的30 kW~50 kW提高到80 kW以上,超过技术路线图1.0提出的2020年70 kW的目标,电堆体积功率密度也超过了2020年2.0 kW/L。但是,我国燃料电池系统寿命、可靠性、低温适应性等与国外先进水平差距仍在,催化剂、炭纸、质子交换膜等燃料电池关键材料和部件基础较为薄弱。

2.3 智能网联汽车技术取得进展

感知系统取得较大进展。车用激光雷达、视觉传感器以及毫米波雷达等传感器以及基于传感器的感知技术水平取得突破。具体体现在车载多线束激光雷达、应用于智能驾驶功能的车载视觉芯片已实现量产,车载24 GHz和77 GHz毫米波雷达核心的射频收发芯片和雷达波形控制芯片已实现自主研制,车载多传感器融合环境感知算法感知的精度和可靠性有一定提升。

我国在智能决策策略与模型的开发与测试仿真平台的构建、计算平台等方面取得突破。具体体现在我国已实现面向可控场景的智能决策模型,比较典型的基于规则模型和AI算法的智能决策技术能力,并完成相关测试仿真平台构建,同时,我国已经推出多款自主研发的自动驾驶计算平台,代表性产品有华为的MDC和地平线的Matrix平台等。但与国际相比,我国在测试与验证方面缺乏有效的大规模测试验证方法,在一定程度上阻碍了决策技术的进步。

控制执行技术方面,车辆动力学控制策略、关键执行机构开发等方面取得突破。具体体现在自动紧急制动(AEB)、自适应巡航(ACC)、车道保持辅助(LKA)等纵/横向驾驶辅助控制算法已完成软件开发、实车测试验证,并已实现量产应用,同时,面向停车场、封闭场景的车辆集成控制算法的软件开发与实车测试等关键环节得一定突破。此外,满足智能驾驶辅助功能需求的关键执行机构、转向、制动等已完成开发、测试验证,并已实现量产应用。

信息交互技术与国际领先水平保持同步。在V2X通信技术方面,技术标准、V2X底层通信模块、测试示范等方面与国际领先水平保持一致,已完成LTE-V2X相关技术标准的制定和实施;国内自主通讯芯片、模组等底层通信模块已经实现小批量供货,实现了城市级车联网示范应用,同时实现了跨通信模组、跨终端、跨整车的互联互通,验证了中国V2X标准协议栈的有效性。我国在LTE-V2X相关技术标准完善性、V2X底层通信模块量产化以及测试示范能力与规模等都实现了提升。

3 区域汽车零部件产业发展情况

我国汽车零部件产业区域集群主要分为两大类,一类是整车企业引领型,一类是零部件企业聚集型。其中外资整车且引领型地区的汽车产业链条覆盖范围广、产业链条完善,但是当地零部件产业多大而不强,自主掌控能力较弱;零部件聚集型则更容易在特定领域培育出强势龙头企业,自主掌控能力较强。

3.1 吉林省

在一汽集团的强势带动下,吉林省具备完整的产业生态体系,但零部件产业整体大而不强,新能源、智能网联、电子电器产业链薄弱。

3.2 天津市

在丰田垂直式的零部件配套体系下,天津聚集了一批日系零部件配套企业,使其形成完整的产业链条,但这些企业大多仅拥有生产职能,研发实力弱;且天津自主品牌零部件企业数量少,实力弱,导致天津汽车零部件产业大而不强。

3.3 浙江省

以承接上海非核心零部件产业外迁为契机,浙江省已形成雄厚的汽车产业基础,产业链覆盖面广,且培育出了一批诸如万向钱潮、亚太机电等优质龙头企业,且在人工智能、智能网联等前瞻技术领域,布局全国领先。

3.4 江苏省

江苏省将新能源汽车作为未来产业而发展的重中之重,在宏观引领、区域准入、财税支持、标准法规、示范推广等领域出台一系列政策,为全省汽车产业转型升级提供了良好的整车环境;同时始终坚持强链、补链和延链理念,推动产业聚集,已形成国内汽车产业链最完善的地区之一。

3.5 山东省

山东省在特定领域孕育出几家强势零部件企业,诸如活塞领域的滨州活塞,发动机领域的潍柴动力和变速器领域的盛瑞传动,形成了几个特定领域的龙头企业引领的发展模式。

3.6 柳州市

上汽通用五菱严格的降本原则催生了一批柳州市当地零部件企业。这批企业规模较小、产品单一,且主要配套区内上汽通用五菱、东风柳汽等政策厂商,对外抗风险能力较弱。

4 汽车零部件产业发展趋势

4.1 整零关系不断转变

汽车产品逐渐转为由软硬件共同定义,OEM与供应商形成全生命周期合作模式,过去由机械定义汽车逐渐转向软硬件共同定义,主机厂进行组装的传统供应链模式将发生改变,新的供应链模式下传统零部件厂商、整车厂商、数据服务商和软件供应商彼此交会融合,共赢共生。未来主机厂将自身掌握更多核心零部件及软件能力,通过自身软件能力实现产品的差异化。

4.2 市场主体不断扩张

汽车零部件产业将加速洗牌,企业发展路径出现分化。在新的产业格局驱使下将加速淘汰一批技术能力弱,转型缓慢的传统企业,具有较强技术优势、积极面对产业变革的企业将不断通过商业模式的探索,形成新的竞争力。互联网科技巨头企业在智能化发展的驱使下通过计算平台、软件基础系统、自动驾驶算法等优势领域降维进入汽车产业,为汽车零部件产业带来新的市场主体。

4.3 单车价值不断改变

从零部件产品价值构成来看,产品价值将逐步由传统硬件的销售向持续软件服务和创新商业模式转变,生命周期附加值将大幅提升。传统零部件行业发展放缓并逐步减少,而具备可更新升级功能的组件则可能为企业带来创造可持续收入的价值。从长远来看,只有商业模式创新才能发挥核心技术和系统的真正价值,软件作为主要驱动因素,其市场份额将不断增加。

5 结语

当前,汽车工业正处于“百年未有之大变局”的关键期, 新技术迭代速度不断加快、新业态不断刷新行业认知、新商业模式不断涌现,产品和服务的界限不再刻意划分,这些变化直接而深刻地改变着全球汽车工业发展的进程和方向。推动汽车产业“固链、强链、补链”工程,提高产业垂直整合程度,增强产业关联性、集成性,培育自主完整产业链,抢抓战略发展先机,具有重要战略意义。

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