离了外国技术,中国车企还能造出车吗,国产车企,
有没有备胎计划?
中美贸易战又迎来了高潮,美国不但恶意封杀华为,在美国的淫威下,欧洲、日本的一些企业也终止了和华为的合作。好在华为早就意识到命门不能握在别人手里,提前布局了“备胎计划”,才有了如今应对美国制裁的底气。
那起步晚、技术落后的中国汽车行业,又有多少命门握在外国人手里呢?我们有没有自己的备胎计划?如果有朝一日,美国制裁我们的汽车,我们又有多大底气呢?
没有汽车芯片,中国汽车就没有未来
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麒麟系列芯片是华为应对制裁的底气,而芯片对汽车的重要性并不比手机差。发动机控制、电池管理、ESP、甚至悬架、气囊等,全都离不开芯片。而且随着汽车的智能化和自动驾驶,对芯片的要求会越来越高。
在各种车载芯片上,控制发动机的ECU芯片是中国车企最大的死穴。发动机ECU就是发动机的大脑,通过收集水温、节气门、正时参数、曲轴位置等信息,最终发出指令,控制发动机工作。
发动机ECU和各种传感器、执行器,一起组成了发动机管理系统。而目前博世、德尔福、法雷奥、电装等几家,垄断了这个市场90%以上的份额。国产品牌中只有奇瑞能独立生产发动机管理系统,但系统的核心芯片却来自美国飞思卡尔。
直到2018年4月苏州国芯生产的,我国第一颗汽车发动机控制芯片才完成台架测试。但是可量产的、稳定供货的,国产发动机控制系统核心芯片依然遥遥无期。当然,没有这个发动机控制系统,发动机也可以工作,只不过少了精确控制,发动机的热效率只能回到20年前的水平。
当然,未来的电动车可能不需要发动机了,但电动车却更加依赖芯片,电动车的变压、变频、交流变直流等,都依赖IGBT芯片。IGBT就是电动车电池管理的中枢神经。
而如火如荼的中国电动车中,98%以上的IGBT芯片依赖进口。其中德国的英飞凌一家就包揽了7成份额。国产厂家中,比亚迪和士兰微、华微、嘉兴斯达等,则分享了那不到2%的市场。但IGBT目前已经发展到7.5代,我国目前仍处于第三、四代水平上。
其差异就是装同样大的电池,特斯拉能跑600公里,我们的国产电动车真实续航也就二三百。所以,如果不攻克IGBT芯片,不掌握核心技术,电动车弯道超车就只能是个泡影。
此外,未来的汽车一定是智能化和自动驾驶,而自动驾驶汽车,未来将成为芯片最大的终端用户。而且对芯片的处理速度和稳定性也会有更高的要求。因为汽车芯片的使用环境比手机、电脑更恶劣,要求也更高。
毕竟手机可以卡顿,电脑可以宕机,自动驾驶汽车如果卡了,后果将不堪设想。而且车载芯片的寿命要比电脑、手机芯片高出好几倍。不管电动汽车还是自动驾驶,作为汽车发展的方向,都对芯片提出了更高的要求,所以没有汽车芯片,中国汽车就没有未来。
涡轮增压器,国产品牌聊胜于无
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涡轮增压车型的普及程度已经不言而喻,但不幸的是,霍尼韦尔、博格华纳、三菱重工、IHI株式会社等,少数几家外国公司占据了全球95%的份额。
国内的宁波天力和湖南江雁等虽也能生产,但只能说聊胜于无。在性能、可靠性上和国外产品存在较大差距。主流车企几乎没人敢用,市场份额不值一提。
涡轮增压器的工作环境十分恶劣,普通涡轮工作温度在600-1000多度,转速高达每分钟3万多转。而且必须可以应对连续几十个小时的工作。 这对整个涡轮尤其是涡轮轴承的强度、耐高温性、耐磨性、热膨胀系数等,都有极高的要求。而这归根到底还要回到材料学上。
目前涡轮的制造材料主要是,特种钛合金和陶瓷材料。这种材料都是跨国巨头们的核心机密,目前我们还无法掌握。加工工艺也是一道拦路虎,目前国内的涡轮、叶轮一般采用铸造成型,而国外已经在用金属注射成型或电磁铸造。
在加工精度上,国外能控制在微米级别。而国内加工精度不够,主要是因为我们的高精度机床差距太大。曾有学者指出:一切牛逼设备拼命往细拆,最终发现都是材料技术。而机床又被称为工业之母。所以涡轮增压器之所以被垄断,归根到底是因为我们的材料学和机床上的落后。
一层隔膜两重天
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中国推广电动汽车的力度和决心,大家有目共睹,电动车市场也热闹非凡。电动车最核心的是电池。在锂电池领域存在着一个“四国游戏”。美国引领着锂电池原始创新、核心材料研发。日本能制造出最先进的成品电池。韩国正在跟进日本。中国凭借人工和原始材料相对便宜,在出货量上占有优势。但中国锂电池的核心技术却受制于人。
锂电池有四大核心材料:正、负极材料、电解液和隔膜。前三项我们都已经攻克,唯独隔膜仍被外资垄断。隔膜的性能决定了电池的容量、循环以及安全性能等,是锂电材料中技术壁垒最高的一环。
世界上最好的锂电池隔膜,出自旭化成和东燃化学两家日本公司,而国内锂电池铝塑膜九成份额,也被昭和电工等日企垄断。国内能生产锂电池隔膜的企业主要有,北兴新材、上海恩捷、胜利精密等。但国产企业主要生产低端产品,用于高性能锂电池的隔膜,几乎完全依赖进口。有些厂家即便能生产,包括涂布机在内的核心设备也依赖进口。
制约国产企业的主要壁垒,主要是隔膜的生产材料、设备和工艺。而这不仅需要巨额投入,还不一定有产出,有产出也不一定比国外同行先进,也就意味着不一定有市场。门槛极高、回报很渺茫,所以这个行业少有人问津。
但锂电池发展要想不受制于人,隔膜等高端材料就无法回避。希望国产企业能及时补课,中国电动车的七寸才能握在自己手里。
保命神器ESP,博世一家独大
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一款车是不是全系标配ESP,已经是衡量一款车厚道与否的标准。目前德国博世、美国天合、德国大陆、日本电装、日本爱信和美国德尔福,这6家几乎垄断了全世界的ESP市场。
国产车的ESP供应则几乎被博世垄断,直到2017年比亚迪才开发出第一套国产ESP,不过博世得知这一消息后,马上找到比亚迪,表示愿意以成本价供应最新版本的ESP。
对此,亚迪也就欣然接受了,毕竟自已批量生产费心费力,性能还不够好。索性就直接成本价采购博世的ESP了。其实ESP的难点到不在于生产,在于大量的数据的积累和分析。
只有基于足够多的数据,ESP才能更好的估算驾驶员的预期。才知道什么时候应该介入、介入多少。才能在保证安全的前提下,又显得足够聪明。对ESP来说,海量的数据和对数据的分析,就是核心竞争力。
而这一点没有别的办法,只能是跑。搭载博世ESP的车型累计出来的几十亿公里的数据,是任何一家自主品牌都做不出来的。所以ESP行业马太效应愈发凸显,一家独大、赢者通吃,后来的自主品牌想跟博世竞争,不是越来越容易,反而是越来越难。
和ESP类似,国产车的自动驾驶辅助系统(ADAS)也被博世垄断着,原因是一样的,自动驾驶辅助系统的先进程度,也是基于海量数据算出来的。任何一家国产车企想独立开发,不但成本更贵,性能也相去甚远。而博世成熟的系统,又便宜又成熟。所以国产车企大多都是拿来主义。
AT变速箱,国产车之殇
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如今自动挡的普及程度越来越高,而变速箱又是汽车三大件之一,重要性不言而喻。但自动变速箱却是中国车企最大的痛。其中AT变速箱是最大的痛点,主流国产车企的AT变速箱几乎被爱信垄断。国产AT变速箱主要有三家,DSI、山东盛瑞、东安动力。
DSI是吉利从澳大利亚买来的一家企业,但是其6AT技术老旧、油耗超高。博瑞的6AT宁可买现代派沃泰的,也不用自家DSI的。后来干脆把DSI转手卖了出去。
山东盛瑞就厉害了,不但量产了8AT,还研发出来13AT。但只有一些国产三线品牌敢用,比如陆风X7、比速T5等。实际表现上平顺性、油耗、可靠性,都比较感人,进步空间还非常大。
东安动力的6AT,就目前报道来看,相对成熟一些,已经和众泰、海马等签署协议,但搭载车型太少、时间太短,具体表现还很难确定。但和爱信6AT相比,解决的也主要是,有和无的问题,性能表现还不在一个水平上。
那AT变速箱到底难在哪里呢?以中国的仿制能力,为什么自己迟迟造不出来呢?AT变速箱的技术原理并不难,难的是对生产精度的控制和材料的选用上。AT变速箱内部主要是齿轮,而且是N多个行星齿轮组成的齿轮组。这就需要每个齿轮的精度都极其高,否则每个齿轮有一点误差,最终的误差就会成指数增长。
而加工这些高精度齿轮的机床,咱们国内是没有的。而且这种高精度机床,都是对中国进行严格禁运的。因为它不但能用于民用工业,也能用于军事工业。所以说到底,和涡轮增压器一样,根源的问题还是在于我们缺少,被誉为工业之母的高精度机床。
其次,AT变速箱对齿轮钢材有着很高要求,齿轮需要在高强度、长时间的工作后,仍然保持良好状态。而中国虽然是钢材产量第一大国,但这种特种钢材的冶炼技术,却主要被德国、日本把持。
看到这大家会发现,其实很多问题的根源,追根到底还是材料学。加强对材料学等基础科学的研究、投入,才是彻底扭转我们技术劣势的长久之计。
而且,以上都是基于技术层面来说,从市场角度看,自研AT变速箱是一件,投入大、风险高、难度大、周期长的买卖。不但过程中会面临爱信等庞大的专利壁垒,费尽九牛二虎之力后,研发出的产品可能还比爱信落后一两代,结果根本卖不出去。或者装到车上,消费者并不买单。所以车企、零件厂商,对自己研发AT也都兴趣不大。
算法不精,国产工业机器人有点笨
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在如今的汽车工厂里,已经很少看到工人繁忙的场景,取而代之的是一排排工业机器人。而在高端工业机器人领域,95%的市场被外资垄断。可以说,如果不依赖进口,中国汽车可能还是工人用锤子凿出来的。
工业机器人领域有四大家族:日本发那科、安川、德国库卡、瑞典ABB,在高端工业机器人领域,他们几乎瓜分了中国95%的市场份额。
工业机器人要想完成复杂又精确的动作,其大脑也就是核心控制器必须足够聪明。而核心控制权的差距就体现在算法上。好的算法,几千行就能让机器人稳定运行不出故障;差的算法,几万行也达不到人家的水准。
这就好比,刚拿驾照的新手和经验丰富的赛车手,上路之后差距一目了然。而不成熟的算法,还会拖慢机器人的运转速度。
同样的硬件下,算法、软件的不同,成本也相差无几,但“四大家族”的产品就能贵上10倍。据某主机厂工作人员说:“工厂里一百多台‘四大家族’设备,一年也出不了几次故障;如果用国产机器人,故障率可能是人家几倍。”
不过庆幸的是,2017年美的集团以292亿人民币,直接收购了四大天王之一的,德国库卡约95%的股份。而库卡在全球拥有超过4000项专利,中国在这个领域,可以说一下子挤到了世界第一梯队。
就像吉利收购沃尔沃一样,美的收购库卡也给中国汽车行业,实现跨越式赶超,指出了一条捷径。
不过在美的收购库卡的直接刺激下,德国通过了一项新法律,规定政府可在关键技术有可能落入,非欧盟买方手中的情况下,阻止外资收购德企超过25%的股份。很明显这条法律就是为中国量身打造的。
所以,能买来的当然可以买,这是我们实现产业进步的捷径。但很多核心技术是花钱也买不来的。对中国汽车来说,这些年我们虽然进步明显,但核心科技依然缺失。
希望中国汽车也能像华为一样,早早开启自己的备胎计划,不管我们会不会遭到美国制裁,核心技术掌握在自己手里才踏实。
拓展阅读
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还有哪些核心科技有待突破,
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