為中國新能源汽車注入新的「洪荒之力」

據中國汽車工業協會數據統計，2016年上半年國內新能源汽車累計銷售17萬輛。儘管對比去年同期增幅高達126.9%，但環比下降嚴重，距離此前中汽協所預計的全年70萬輛銷量目標也相差甚遠，不到三分之一。這是否意味著在經歷了政府政策主導的階段之後，2016年國內新能源汽車市場開始進入由政策和市場雙向驅動的新階段？中國新能源汽車產業技術升級的方向在哪裡？本期封面故事，我們將邀請眾多業內專家，共同探討新形勢下新能源汽車產業面臨的機遇與挑戰。

2016年初開始實施的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》對產品和技術標準的範圍進行了重新審定，將入圍的新能源車型從之前的3000多款縮減到200多款，再加之電池技術帶來的「里程焦慮」、充電樁等基礎設施缺乏仍然是制約消費者購買新能源汽車的重要因素，中國新能源汽車產業迫切需要開始尋求新的發展動力。

IHS Automotive中國動力系統預測高級分析師王佳佳：政策因素可以在短期內促進新能源汽車市場的啟動，但是新能源汽車市場長期的健康發展需要多方面條件的共同作用，包括：1.比較優勢(較高的油價)；2.新能源汽車技術的完善(續航里程、駕駛性能、安全性、舒適性等)；3.基礎設施的配套；4.政府的政策支持；5.消費者的接受程度等諸多方面的條件。

2015年中國新能源汽車產銷量快速增長的主要因素來源於政策利好，但是隨著基數的增長，政策推動的邊際效應在逐漸弱化。同時，補貼對於地方政府帶來的壓力正在逐步增長，最近上海市政府對於新能源汽車補貼政策的調整就反映出這方面的趨勢。另一方面，中國政府對於新能源汽車的補貼政策也設計了「退坡」機制。因此，從長遠角度而言，新能源汽車市場的發展不可能單純依靠政府政策的驅動，而需要在技術、成本、基礎設施、消費者接受等多方面齊頭並進才能獲得長期的健康發展。

ADI大中華區汽車電子市場總監許智斌：停車位和充電設備，從某種程度上是消費者購買新能源汽車時需要考慮的因素。目前純電動車的續航能力可能對某些消費者來說還是不足夠。雖然有補貼，在某些城市有免費牌照，但是相對於低端傳統汽車，新能源汽車價格可能還是沒有明顯優勢。部分消費者對新能源車的技術成熟度、可靠性、安全性都還處在觀望狀態。

英飛凌汽車電子大中華區市場總監杜曦：從目前的銷售區域來看，北京上海等限牌城市貢獻較為突出，換言之政策影響力不小，相信隨著新能源牌照的不斷放開，會得到更多消費者的青睞，而補貼的經濟槓桿也起到了補充的作用。我們相信新能源乘用車將持續增長勢頭，我們依然看好這一市場。

美信汽車事業部亞太區經理姚良賓：如同房市一樣，車市也有金九銀十的說法。中國汽車市場的季節性體現在下半年的銷量普遍高於上半年，我認為這跟中國用戶的消費習慣以及車企一般在二三季度集中發布新車型有關。當然，上下半年的差距之大跟國家和地方政府對新能源汽車的補貼及推廣政策也有關，因為它們的更新或發布一般都發生在上半年。此外，目前新能源車的價格整體要比同類型的汽油車偏高，而大多數消費者對補貼政策有很強的依賴性，一般都會等到新政策發布後再來購車。

2015年，新能源車的銷量也是下半年遠高於上半年。所以除了政府的補貼和促銷政策，各個新能源車企需要在保證市場競爭力、產品可靠性與安全性的同時，著眼於降低整車成本，致力於減少與燃油車的價格差距和降低對補貼的依賴性。我認為，這是新能源市場騰飛並在未來取代燃油車的一個重要基礎。

瑞薩電子(中國)有限公司市場策略中心汽車電子部高級經理於宗源：目前新能源汽車市場受到國家政策的支持以及財政補貼而持續高幅度增長，這是我們現在都可以看到的。但是新能源車畢竟同傳統車相比有很多不同的地方，比如充電設施、續航里程、充電時間等等。在經歷了初期市場的成長之後，釋放了大量的剛性需求，而後市場必然會更加理性的看待新能源車的優缺點。

近期我們可以看到的不足包括：1. 城市充電配套設施的不足，很多人無法尋找到較近的停車充電位；2. 夏天和冬天的續航里程差距較大，尤其是北方寒冷的冬天對電池效率的影響是很大的，開熱風后對續航里程有較大影響；3. 充電時間相較加油來說，時間較長，即使快充；4. 電池壽命疑慮，電池是整車成本非常大的一塊。一般車廠給出的電池壽命一般為1000～2000次，理論壽命為3～6年。而快充還會大大損傷電池縮短壽命。這樣在進行綜合評價後，新能源車的經濟性就要大打折扣了；5. 市場上可選則的新能源車品牌和類型還比較少，無法同傳統汽車相比。

這些種種因素造成了目前的部分觀望現象。想要讓新能源車市場更加快速健康的成長，政策性布局是必要的，包括基礎設施的完善，但更需要各車廠從自身出發，以市場需求為目標，提高技術研發能力，降低產業成本，提供品質更好、價格合理、售後完善的車系。

儘管純電動汽車始終是我國新能源汽車發展的戰略布局重點，但也有不少專家認為插電混動會是現階段更務實的一個發展方向。何去何從？一起聽聽專家怎麼說。

許智斌：純電動車和混動汽車有著各自的優勢，不同的國家和地區有著各自的策略和布局。從成本和使用容易程度等角度看，混動車有著一些優勢，但需要考慮技術專利等問題。在接下來的幾年裡，純電動車在國內還會有巨大發展潛力，之後可能是純電動和混動共存的局面。而更加高效的電池、更加優秀的電池管理技術、更加強大的電機控制技術，都將成為未來新能源汽車的技術變革方向。

王佳佳：新能源汽車具有多種類型，按照電動系統介入的程度可以分為純電動、插電式混合動力、全混、中混等類型，燃料電池汽車在未來也是一個發展方向。IHS一直認為採用哪種技術發展方向需要結合當地市場的需求和企業的技術能力，每個技術都有其優勢與劣勢。

針對中國市場而言，雖然純電動汽車是政府主導的新能源汽車的戰略布局重點，但是由於受到電池技術的制約、其能量密度和成本在短期內不可能獲得根本的提升，這就影響了純電動汽車在續航里程、成本、使用便捷性等方面滿足消費者多樣化的需求。插電式混合動力由於結合了電動汽車和傳統內燃機車的優勢，可以有效的解決純電動汽車在續航里程和使用便捷性方面的問題，因此國內有不少專家認為插電混動會是現階段更務實的一個發展方向，對此IHS也抱有相同的觀點。

但是由於插電式混合動力的成本和技術難度還比較高，因此當中國乘用車市場達到2500萬輛年產量的規模程度後，其在總產量中佔有的份額還非常有限。相比較而言，IHS認為以48V系統為代表的中混系統由於成本低、節油效果顯著、可以和現有內燃機汽車共享大部分技術，因此在未來將成為主流的技術解決方案。我們也確實發現很多國內的整車企業和零部件供應商在未來幾年將大規模採用該項技術以達到國家設定的2020年油耗目標值。

杜曦：目前世界上還是有許多的不同技術路線在共同推動二氧化碳減排的目標，比如48V微混、插電混動以及純電動等，不同技術路線也都分別存在其特定的市場。比如日本成熟的混動市場、美國和歐洲市場混動和純電動並存、中國的純電動市場導向等，這個局面在全球來看也將會持續較長一段時間。在中國政府的大力推動下，加上有效的政策優惠措施，隨著各種基礎設施的完備，純電動將會主導中國市場。當然，由於中國市場足夠大，48V微混、插電混動及燃料電池等也會有自己的市場需求。

姚良賓：從全球來看，在當前以及未來幾年裡，混動汽車應該是家用第一輛車的主流選擇。如果是家庭第二輛車以及城市代步車，純電動也是很好的選擇。這主要是受制於純電動車的續航里程、充電樁和充電站設施的普及，以及充電時間等因素。但是，通過純電動汽車解決尾氣對環境的污染和降低對原油能源的依賴，應該是大勢所趨。從這個角度來說，在解決以上提到的制約電動車普及的幾個因素之前，混動汽車應該算是過渡型產品。

中國作為國際新能源的主力市場，在保證成本不增加和系統可靠性的前提下，我們應該大力投入對電池續航能力以及快速充電技術的研發，同時興建充電樁和充電站配套設施，以推動新能源電動車的普及。

於宗源：插電式混合動力車在近期還是有很大發展空間的。從目前來看它兼有傳統車和純電動車的特點，在充電樁無法覆蓋的區域可以充分利用現有傳統車的服務體系，而回到家又可以享受低成本的充電服務。另一個就是純電動車最需要解決的就是續航里程，如何安全的提高電池能量密度，是目前車廠主要的關注領域。

新版《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》與《汽車動力蓄電池行業規範條件》的陸續出台，都旨在推動和保證產品升級與技術先進性，這會為相關的半導體行業帶來哪些機遇？

杜曦：電池、電機、電控是電動汽車最核心的三部分。目前，中國電機與電控技術已和國際水平相差無幾。在電池技術方面，如何持續提高電池的能量密度和改進電池安全性，將是持續的技術挑戰。不論是混動、插電還是純電動車，都是把動力系統從機械化向電氣化轉化。這對於半導體行業而言，無疑是很好的機會，因為電氣化程度的提高意味著半導體電子器件的需求會增長，同時電子產品的性能、質量、可靠性、穩定性及安全性的要求也變得更高，這讓汽車不論在行駛中還是休息充電時都能正常發揮功能去面對不同的環境和運行狀況。

姚良賓：新能源汽車相比於傳統的燃油車尚屬新興產品，消費者普遍對車內裝配的電池系統的可靠性和安全穩定性有一定擔憂。國際上的新能源車企早已著眼於基於業內標準ISO26262/ASIL的電池管理系統的功能安全設計。並且，目前很多歐美日韓的車企已經發布或即將在未來一年內發布達到最高功能安全等級的ASIL-D的新能源車型。

儘管中國是世界上最大的新能源市場，但是目前國內的車企很少致力於電池管理系統功能安全的研發設計，絕大多數車企不是沒有要求就是停留在長期規劃目標上，沒有實質的進展。當然，電池管理系統達到ASIL-D安全等級的基礎是採用半導體廠商提供的達到ASIL-D等級的電池管理晶元。

其次，如前面提到降低整車成本是提高新能源車市場份額的一個重要因素。針對電動以及插電混動車來說，除了降低電芯本身的成本以外，半導體廠商還應該致力於幫助車企降低電池管理系統的成本。當然，這絕不意味著是降低晶元本身的成本，而是從系統架構的層面來降低整體的晶元管理系統成本。

許智斌：電池技術是新能源汽車的重要驅動力。目前，新能源汽車中的電池對新能源汽車的發展帶來很大的挑戰。如何改善電池的充電時間、使用壽命、減輕電池的重量，增加電池的續航能力、降低成本、保證使用安全等等問題，都是新能源汽車迫切需要而且必需要解決的問題。

最近隨著業界對電池電量計算的精度要求不斷提高，越來越優異的電池工藝技術的出現，結果使得電池充放電曲線更加平坦，所以電池管理晶元需要擁有更高的測量精度。另外，由於鋰電池的失效特性，電池管理系統的可靠性和安全性至關重要。國內廠商開始關注系統級的安全性設計，以及ISO26262標準的引入。在電池管理晶元領域，主流半導體廠商均在晶元中集成了越來越完備的故障報錯機制、數據校驗機制、以及冗餘監控機制，以幫助客戶實現更高等級的系統級安全。最後，很多廠商開始關注效率更高的主動式電池均衡，以降低電池管理模塊的發熱，節省電量消耗，這幾個新的技術趨勢，也正是ADI在電池管理晶元領域致力的方向。

另外，國內目前有著很多電池管理系統的供應商，大多數都致力創新，嚴控質量。但是也有很少部分沒有完全按照安全規範設計產品，甚至使用了非車規晶元。伴隨著國家法規和行業規範的進一步明確和演進，我們相信，從晶元，到模塊，到裝車測試等環節會進一步規範，電池和電池管理技術會朝著更高能效和更安全的方向快速發展。

王佳佳：新能源動力電池一度成為熱議的話題，但是由於受到電池電化學基礎理論和材料的制約，IHS認為短期內電池本體技術領域出現變革性進展的可能性會比較低。而提高電池性能的可能路徑將在於電池的控制系統（BMS）的發展，設計優秀的BMS系統可以將現有電池的性能穩定的發揮到極致，且很好的滿足相關安全性能的要求，而好的BMS系統依賴於半導體行業提供硬體與軟體支持。

瑞薩：瑞薩多年來一直關注新能源汽車領域，對三大系統都提供了非常專業的控制晶元，比如電動汽車主驅電機領域：2014年瑞薩在全球市場的份額達到了72%。目前瑞薩在主驅電機領域已經研發了5代的解決方案。2015年在東京汽車電子展上，第一次推出了0.9L的主驅電機控制器，可以控制20KW的永磁同步電機(IPM)和磁阻電機(SR)。到目前為止，依然是全球最小的主驅電機控制方案,代表著全球最領先的工藝以及方案集成能力。

瑞薩電機解決方案具有「體積小」、「功率密度高」、「可靠性高」、「靈活配置」、「模塊化設計」等特點，例如：

1. MCU，RH850/C1X集成了旋變解碼器(RDC)以及硬體電流環演算法(EMU)，同時又是鎖步雙核，可以滿足功能安全性最高要求的ISO26262的ASIL-D標準。

2. IGBT，除了在電壓上有多種選擇外(650V/900V/1200V)，晶圓還內置了溫度感測器，從而可以更加精確的提供IGBT實時的溫度信息。

3. 預驅動，除了集成有為IGBT溫度感測器所配置的A/D外，還將隔離功能進行了內置。

ADI：在新能源汽車領域，ADI鉛酸電池控制晶元(ADuC703X)在歐美佔有超過95%的市場份額。除了鉛酸電池外，ADI還推出了一系列可應用在混合動力車及純電動車上面的鋰電池監控和保護系統產品。該系統集成鋰電池安全監控器，可以幫助用戶實現故障安全電路，並為之構建安全環境的安全監控器件，這款全新的監控器為設計師提供了他們開發完整電池監控和保護系統前端所需的最終解決方案。AD7280A與AD8280為集成式解決方案，可監控六個電池單元的電壓和溫度輸入，增強型的菊花鏈介面，可靈活匹配不同電池節數的電池包架構。該器件由電池組供電，可以針對過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨式報警。

ADI的iCoupler和isoPower系列數據和電源隔離器，具備優異的數據速率和功率消耗，同時滿足隔離等級要求。這一套鋰電池監控和保護系統解決方案可以應用於能源、工業和汽車應用的鋰電池監控和保護系統。此外，ADI旋變晶元AD2S1210和最新推出的磁阻感測器AMR晶元ADA4571可以幫助客戶設計開發高精度高可靠性的電機系統，用於新能源車裡的各項應用。

美信：針對功能安全來說，美信應該是目前市場上唯一一家具有最高功能安全等級ASIL-D電池管理量產方案的半導體公司。目前國際上已經有多家車企的量產車型裝載著通過美信電池管理晶元達到ASIL-D安全等級的電池管理系統。當然，還有很多包括國內大型車企在內的公司已以及主要電池管理系統供應商也都在和美信合作研發下一代ASIL-D等級的電池管理系統平台。

對於降低電池管理系統的成本，業界一直在討論用菊花鏈系統架構取代傳統的CAN匯流排架構。但是，菊花鏈架構的主要挑戰是如何保證長距離通訊的穩定性和高可靠性。美信電池管理晶元運用UART的差分通訊方式，具有高可靠性、高穩定性以及高帶寬的技術優勢，最長可以傳輸100米的距離。目前國內和國際上都有基於美信晶元的菊花鏈架構的量產車型。此外，目前美信主推應用電容隔離方式的菊花鏈結構，相比於其他隔離方式如變壓器隔離，系統成本大幅降低。針對這種架構，目前國際上已有多款量產車型，其中最長的傳續距離可達10米。

英飛凌：在新能源汽車之中，英飛凌向客戶提供從啟停到混動到純電動全套的功率器件、模塊及解決方案，包括從低壓12V、48V、弱混、中混、強混、插電式到純電驅動汽車所有電壓區間汽車級功率半導體及模塊。通過為寶馬電動車提供75顆核心的半導體元器件，幫助其實現高效的電力傳動。

在功率半導體IGBT晶元的生產技術上，英飛凌率先推出了40微米的晶圓技術，並予以量產。40微米的晶圓厚度不足一張紙厚度的一半，需要極其高超的製造技術才能得以實現。英飛凌也不斷在更新推出更新的IGBT晶元和模塊的技術，細化產品類型，將更高性價比的產品推向市場。

在《中國製造2025重點領域技術路線圖》中，提出到2020年，自主新能源汽車年銷量突破100萬輛，市場份額達到70%以上；到2025年，形成自主可控完整的產業鏈，與國際先進水平同步的新能源汽車年銷量300萬輛，自主新能源汽車市場份額達到80%以上。要實現上述目標，還要在產業鏈上哪些領域實現重點布局和突破？

王佳佳：這是一個富有挑戰的目標，如果能夠實現，將幫助自主品牌整車企業在新能源汽車領域實現「彎道超車」。但是該目標的實現需要具有兩個主要的支撐點。

第一個支撐點是「自主與可控」，中國汽車工業最被詬病的就是對於核心技術的「不自主」和「不可控」，雖然中國已經是全球最大的汽車生產國和單一銷售市場，但是對於傳統汽車的核心技術卻很少掌握在中國企業手中，如果在新能源汽車領域繼續「不自主」和「不可控」，則中國的新能源汽車即使生產再多也只是低端的「組裝」。而在新能源汽車領域，以「電池、電機、電控」為代表的「大三電」和以「電動空調、電動轉向、電動剎車」為代表的「小三電」是重要的研發領域，國內自主品牌企業和相關的零部件供應商必須對其實現「自主與可控」。

第二個支撐點是「完整的產業鏈」，只有具有了完整的產業鏈，才能實現真正意義上的新能源汽車的研發和製造，否則任何產業鏈上的短板都會影響最終產品的性能。IHS一直以來強調新能源汽車不是簡單的把內燃機換成「電池+電機」，而應該以一個完整的產業鏈角度考慮相關的技術問題，包括新能源車的動力性能、安全性、舒適性、充電方式和基礎設施、報廢后的回收與再利用等問題。

因此與具體的數量和份額相比較，「自主、可控和完整的產業鏈」尤其重要。

杜曦：電機、電控和電池，這是新能源汽車三大核心，同時也隱含著一條巨大的產業鏈。在這個產業鏈里，會牽扯到電機技術與材料、半導體材料與工藝、控制演算法與方案等多種技術。與傳統汽車不同的是，中國已經初步擁有和全球同步的完整的自主材料、產品與技術產業鏈，相信在政府的推動和引導下，只需要逐步提升產能，就以滿足大規模的生產需求。

姚良賓：如前所述，中國需要在電池技術和快充技術上重點布局以達到國際領先水平。同時還應加強充電配套設施的建設，並以超過新能源汽車市場的平均發展速度為目標，不要讓其成為制約市場發展的瓶頸。

於宗源：彎道超車的實現，需要有自己的核心競爭力，電機、電控、電池的關鍵技術都要掌握在自己手中。在新能源汽車領域，中國自主品牌必須要快速崛起，不能再做綠葉。所以，我們在充電設備與相關基礎設施方面的布局與建設必須要加快速度，依據國家各項技術標準，在國家和企業雙方的共同努力下，一步一個腳印，踏踏實實的掌握核心技術。

許智斌：從市場推廣來講，雖然新能源汽車增長速度迅速，而且得到了國家和地區的大力支持和補貼，但從絕對數量來說，目前規模還比較小，這對整個供應鏈都產生了很大的價格壓力。另外，充電問題也不可小視。如何建立充電的生態環境，需要各方面的關心和強有力的行動。

現代電動汽車系統需要監測及控制電池組、電機和變換器。惡劣的電磁干擾和溫度環境，以及對極低缺陷率和產品長效使用的期望，要求這種系統必須經過精心設計和全面測試，以便管理數百伏的電池組，並達到毫伏級的檢測與校正精度。千伏級隔離和數百安培至數毫安的電流，要求加強通信與保護，提高系統在汽車使用壽命內的質量和精度。

電池技術是新能源汽車的重要驅動力。目前，新能源汽車中的電池對新能源汽車的發展帶來很大的挑戰。另外，電動車還對電機驅動等提出了更高的要求。需要準確、成熟和高效的電機驅動解決方案。

在國家的大力支持下，消費者逐漸意識到新能源汽車的好處，以及在補貼後的實惠價格，或者是免費牌照等。我們預測國內新能源汽車在接下來的幾年裡會持續蓬勃發展。與此同時，如何完善電動車技術和提供充電樁等設施還需要時間進一步改進。ADI在新能源汽車方面廣泛而且優異的產品，並且積极參与支持和培育生態鏈，加強和各大零部件供應商以及車廠的合作，加上對於系統的認識，定能支持車廠和零部件供應商進一步改進電動車的效率、安全和行車舒適性。

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