前 言
在全球電動(dòng)化浪潮下，新能源汽車近年來(lái)快速發(fā)展。隨之而來(lái)其面臨的關(guān)鍵零部件供應(yīng)鏈安全問(wèn)題也愈來(lái)愈突出。相比燃油車，新能源汽車關(guān)鍵零部件供應(yīng)鏈主要是體現(xiàn)在三電（電池/電機(jī)/電控等）供應(yīng)鏈差異上。
中國(guó)新能源汽車關(guān)鍵零部件供應(yīng)鏈歷經(jīng)多年發(fā)展，在電池/電機(jī)領(lǐng)域形成了一批富有競(jìng)爭(zhēng)力的自主企業(yè)，比如寧德時(shí)代、比亞迪、匯川、精進(jìn)等，其在可靠性、品質(zhì)、技術(shù)領(lǐng)先性方面突出，支撐了新能源汽車的快速發(fā)展。
在動(dòng)力電池原材料供應(yīng)方面，部分原材料進(jìn)口依存度仍然很高，原材料價(jià)格波動(dòng)對(duì)動(dòng)力電池生產(chǎn)影響較大，供應(yīng)鏈安全受到挑戰(zhàn)。
而高壓功率電子的集成（電機(jī)控制器、OBC、DCDC）水平雖然取得了一定的發(fā)展，但與國(guó)際供應(yīng)商相關(guān)還存在較大的差距部分核心零部件和基礎(chǔ)制造裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口，目前基礎(chǔ)制造業(yè)與國(guó)外仍存在一定差距，零部件、元器件工藝較為薄弱。缺少先進(jìn)的工藝，核心材料只能依賴進(jìn)口。例如電驅(qū)動(dòng)高速軸承、控制芯片等基礎(chǔ)元器件以及高精檢測(cè)設(shè)備，不少仍依賴進(jìn)口。
01、動(dòng)力電池及原材料
以三元鋰電池為例，其供應(yīng)鏈如圖1。三元電池的原材料鎳鈷錳鋰是動(dòng)力電池生產(chǎn)的核心資源，也是較為稀缺資源。動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈安全很大受制于動(dòng)力電池原材料供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。
圖1 三元鋰電池供應(yīng)鏈圖
鋰在全球各地的分布較為廣泛，中國(guó)儲(chǔ)量較為豐富，供應(yīng)鏈相對(duì)穩(wěn)定。全球鋰資源總量豐富，分布集中，主要分布在南美洲、澳大利亞和中國(guó)。根據(jù)2019年中國(guó)鋰業(yè)大會(huì)信息，全球現(xiàn)已查明的鋰資源量約6200萬(wàn)噸，中國(guó)位居第六位（450萬(wàn)噸），按查明的儲(chǔ)量計(jì)算，中國(guó)位居第四位（USGS 2018）。
鹽湖鹵水型鋰資源主要集中在南美鋰三角（智利、阿根廷和玻利維亞），中國(guó)次之；硬巖類鋰輝石主要分布澳大利亞、加拿大等國(guó)。礦石資源目前主要是澳大利亞的格林布什礦在大規(guī)模開(kāi)采，我國(guó)電池級(jí)碳酸鋰80%以上的原料均來(lái)源于此。因此提升鋰資源開(kāi)采技術(shù)，提高國(guó)產(chǎn)鋰資源供應(yīng)能力仍是重要課題。
圖2 動(dòng)力電池金屬原材料全球分布情況
我國(guó)鈷資源儲(chǔ)量較少，進(jìn)口依存度高，供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)較大。世界鈷儲(chǔ)量主要集中分布在剛果（金）、澳大利亞，這兩個(gè)國(guó)家的鈷資源儲(chǔ)量約占世界鈷總儲(chǔ)量的62.86%。其中，剛果（金）鈷資源最為豐富，占世界儲(chǔ)量的48.57%，世界第一；中國(guó)的鈷資源儲(chǔ)量為8萬(wàn)噸，僅占全球鈷資源總儲(chǔ)量的1.14%。2019年我國(guó)鈷原料進(jìn)口數(shù)量達(dá)12.4萬(wàn)噸，進(jìn)口依存度超過(guò)90%。中國(guó)鈷資源對(duì)外依存度很高，是動(dòng)力電池供應(yīng)鏈安全的核心所在。
我國(guó)鎳資源儲(chǔ)量不高，進(jìn)口依存度較高，存在供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。全球已探明的紅土鎳礦資源總量為126億噸。新喀里多尼亞、菲律賓、印度尼西亞和澳大利亞4個(gè)國(guó)家擁有的紅土鎳礦資源排名在全球前四位，其中印尼與菲律賓鎳礦山產(chǎn)量占全球30%左右。菲律賓是我國(guó)最大的鎳礦來(lái)源國(guó)，基本上壟斷我國(guó)的鎳礦進(jìn)口來(lái)源。
國(guó)內(nèi)鎳礦主要分布在西北地區(qū)，其保有儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的比例為76.8%。2019年中國(guó)精鎳進(jìn)口量19.32萬(wàn)噸，自產(chǎn)19.6萬(wàn)噸，進(jìn)口占比接近50%。因此積極開(kāi)拓更多鎳礦進(jìn)口源對(duì)保證動(dòng)力電池供應(yīng)鏈安全至關(guān)重要。
綜上所述，電池成本受原材料供應(yīng)和價(jià)格影響較大，要保證電池供應(yīng)鏈安全，需要從上游做好規(guī)劃、備案和預(yù)警。
02、電機(jī)電控
驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器是控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)整車行駛的控制單元；作為電動(dòng)汽車的核心部件之一；是汽車動(dòng)力性能的決定性因素。電機(jī)控制器從整車控制器獲得需求，從動(dòng)力電池包獲得電能，電機(jī)控制器接受電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)反饋到儀表，經(jīng)過(guò)自身逆變器的調(diào)制，獲得控制電機(jī)需要的電流和電壓，提供給電動(dòng)機(jī)，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩滿足整車的要求。
目前主流電機(jī)控制器供應(yīng)商有博世、聯(lián)電、博格華納、舍弗勒、匯川、電驅(qū)動(dòng)等，主要以外資供應(yīng)商為主。中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求占世界市場(chǎng)的50%以上，但在中高端IGBT主流器件市場(chǎng)上，超過(guò)95％主要依賴進(jìn)口，基本被歐美、日本企業(yè)壟斷。
部分本土企業(yè)擁有了一定的IGBT自產(chǎn)能力，代表性的企業(yè)為比亞迪、中車。比亞迪自產(chǎn)IGBT接近國(guó)際先進(jìn)水平，基本能夠滿足自供需求。中車雖然具備一定IGBT自產(chǎn)能力，但當(dāng)前主要應(yīng)用于高鐵及客車領(lǐng)域，存在功率大，體積大的特點(diǎn)，還不太適合乘用車應(yīng)用，需要進(jìn)一步提升體積密度并實(shí)現(xiàn)小型化。
圖3 電機(jī)控制器成本占比
成本占比：電控中IGBT模塊的占比可以達(dá)到BOM成本的40%左右，利潤(rùn)被上游供應(yīng)商獲取，下游主機(jī)廠承擔(dān)成本，因此電控系統(tǒng)成本較難自主控制。
自主電機(jī)控制器在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的占比較小，在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)；并且在核心部件中存在短板，對(duì)外依賴度大。電機(jī)控制器關(guān)鍵零部件IGBT國(guó)產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力不夠，被歐美等國(guó)卡脖子。
除IGBT外，部分電機(jī)控制系統(tǒng)部件、核心設(shè)備上仍然依賴國(guó)際供應(yīng)商，且存在供貨風(fēng)險(xiǎn)或卡脖子的風(fēng)險(xiǎn)。主要是集成的CVS（集成的電流/電壓/溫度傳感器）、電流傳感器、 Hair-pin 的制造設(shè)備及工藝。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車三大核心件之一，是車輛行駛的動(dòng)力系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能載體。其特性直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜：主要有定子、轉(zhuǎn)子、殼體、端蓋、磁鋼、漆包線、軸承等零件組裝而成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接材料成本主要由磁性材料、鋼材、鋁材、銅材等構(gòu)成，會(huì)受到市場(chǎng)行情波動(dòng)影響。自主驅(qū)動(dòng)電機(jī)始終占據(jù)絕對(duì)份額，僅有極少數(shù)幾個(gè)乘用車車型采用外資企業(yè)提供的驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。
03、應(yīng)對(duì)建議
在動(dòng)力電池原材料方面，一是緊密跟蹤和預(yù)判國(guó)際政治變化，開(kāi)拓多國(guó)原材料供應(yīng)渠道，降低對(duì)單一國(guó)家依賴度，并做好資源儲(chǔ)備工作，制定供應(yīng)鏈安全預(yù)案。
二是需要企業(yè)加快技術(shù)進(jìn)步，降低動(dòng)力電池中鈷等稀缺資源的需求，同時(shí)積極推進(jìn)鈉電池等新型電池開(kāi)發(fā)，以減少對(duì)稀缺金屬的依賴。
三是加快動(dòng)力電池原材料回收利用技術(shù)研究，提升動(dòng)力電池原材料回收利用經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)動(dòng)力電池原材料回收利用以彌補(bǔ)動(dòng)力電池原材料進(jìn)口依存度較高的問(wèn)題。
在電機(jī)控制系統(tǒng)方面，一是發(fā)揮行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新力量的作用，聯(lián)合行業(yè)企業(yè)共同開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品技術(shù)共享共用；二是建議本土車企積極與比亞迪微電子、中車時(shí)代電氣等本土IGBT關(guān)鍵部件企業(yè)保持溝通，探討合作研發(fā)模式，并試用其IGBT產(chǎn)品，加快向量產(chǎn)車匹配及應(yīng)用本土IGBT供應(yīng)商產(chǎn)品。
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文章來(lái)源： 電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 作者：張雷
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