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科瑞咨询刘誉博:汽车电驱系统整零关系及协同创新模式研究

时间:  2024-12-09 14:07  来源:  汽车总站网   作者:   editor

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  12月5日-6日,2024全球汽车芯片创新大会在无锡滨湖举办。本届大会以“芯智驱动,协力前行”为主题,由中国汽车工业协会主办,中国汽车工业经济技术信息研究所有限公司联合主办,共设置1场高层峰会、1场大会主旨论坛、3场平行专业论坛、1场定向交流会和1场车芯对接活动,围绕汽车芯片生态建设、市场环境分析、竞争合作及技术创新等方面展开分享和交流,凝聚发展经验和集体智慧,探索解决方案。其中,在12月6日下午举办的“专业论坛一:汽车电驱系统和功率器件创新发展论坛”上,科瑞卓信(北京)咨询有限公司高级研究经理刘誉博发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
科瑞咨询刘誉博:汽车电驱系统整零关系及协同创新模式研究
  大家下午好,首先感谢吴秘书长的邀请以及大会主办方的组织,我是来自科瑞卓信的刘誉博,今天我跟大家分享的课题是《汽车电驱系统整零关系及协同创新模式研究》。
  首先从题目上来看,今天下午各位产业制造链行业专家以及企业领导分享了很多关于技术领域的创新,我们咨询公司作为产业服务链上的一员,更多会关注模式的创新以及生态的变化。
  回到内容本身,总体上认为电驱领域企业对于整零关系的布局或者决策以及现阶段企业间协同创新的效率是非常重要的。首先基于产业宏观发展的背景,在新能源汽车领域电驱及功率器件应用越来越多,纵观新能源汽车近几年的发展,可以看到在规模上有非常大的跃迁,从2018年到今年前三季度是有非常大的发展,同时新能源的渗透率也是在逐年攀升。
  从此我们可以看到未来对电驱也好,功率器件也好,一定会迎来持续稳定的市场增长的机会。另一方面对于协同效率的要求主要有三个方面的变化:
  第一是宏观环境的驱动,在市场需求方面,今年非常显著的特征是整车产品也好,集成中间系统也好,迭代的周期越来越短。以往传统燃油车大家讲一年一小改,三年一大改,它不会有特别大的变动,但是对于新能源汽车来讲完全不一样,每年每家企业不同的车型都会推出非常有创新性的产品。同时从消费者角度可以看到个性化以及多元化需求越来越多。在政策法规压力方面,无论是碳中和也好,还是减排的标准也好,都对效率提出了更高的要求。
  第二是产品内生需求,从器件到系统到整车,技术的复杂性是不断提高的,我们也看到集成的模块越来越多,软硬件协同优化要求随之提高。另外也面临着供应链不确定性,一方面地缘政治带来比较大的影响,另一方面国内在芯片也好,功率器件也好仍旧面临着结构性短缺的状态。 第三是行业生态变化,近几年在数字领域迎来了很多技术的升级,虚拟仿真或者数字孪生等技术应用也为产业链上下游协同升级提供了技术上的可能性。同时有龙头企业或者尖端的大学牵头推进的合作模式的创新,比如说新型研发机构以及产业技术研究院也为协同创新效率提供了新的载体。
  接下来看一下目前围绕电驱领域的整零关系大概分成几类。我们以电机和电机控制器配套情况为例,电机方面今年前三季度排名第一的是弗迪动力,一共是251万套,弗迪动力产品配套去向主要还是比亚迪腾势自用为主,当然也有其他少量的应用。第二名Tesla 40多万套也是以自用为主。3-4名,汇川技术,华为,宁波双林,从名义上这三家企业自身是不直接生产整车的,所以他们电机配套去向主要是一系列战略合作伙伴,相对份额就比较分散了。对于电机控制系统来看其实也是一样,以比亚迪和Tesla为主,他们是自己自用,后面相对专业的供应商会配套一系列的战略合作伙伴。
  结合这个表,我们目前把电驱领域的整零关系分四类,根据供需双方的合作深度,第一类是供应商主导的关系,我们叫做简单采购关系,供应商主要提供的是标准化产品,电驱厂或者整车厂进行直接采购,用于系统的集成或者整车的生产,双方几乎没有太多技术上的交流。第二类是定制化供应,需方会提出更多的要求,供应商根据特定的需求进行开发,在这个过程中需方是不参与研发,仅仅提供验收的标准。第三类是联合开发的情况,联合开发主要是多方共同合作参与系统或者零件设计和研发的过程,在开发阶段同时提供明确的需求和设计规范。
  合作程度最深的达到极端情况下就是纵向一体化,业内叫做垂直整合。企业通过自研自建或者收并购方式,自己全部掌握从功率器件到电机到整车全链条的过程。
  现在讲的这四类并不仅仅三级供应系统完全贯通的过程,如果把它的抽象化来看待,电驱供应链里,随便拿出哪一段来,可能这四类都是同时存在的。总体来看这四类具体是什么样的发展趋势呢?以传统燃油车情况做一个类比。以传统燃油车在中国发展这几十年历程来看,是什么类别的企业拿走了大部分的市场份额和相应的利润?我想可能是以合资企业为主,为什么合资企业在中国这样的市场纵深背景下能够取得这样的成果呢?我们通过对用户的调研,得到的答案往往都是对产品质量和品牌的认可。
  如果把品牌部分去掉,单纯从产品角度来讲,传统燃油车作为机械化的产品,合资车在三大件领域上会更有优势,传统燃油车发展周期比较长了,可能形成了以一级供应环节为主导的链式结构,同时供应链分工高度成熟,后发企业很少有机会真正触及到传统主机厂的核心利益,在发动机也好,变速箱也好。
  从传统燃油车过渡到新能源汽车,也就是从机械化过渡到信息化的阶段里面,目前新能源汽车正处于快速的技术迭代期,供应链也处于发展的阶段,不管什么样的企业都有机会去改变我们的现状。
  结合传统燃油车盈利的情况,相信大部分企业目前都是倾向于,我们去掌握足够的核心技术,这样才能获得足够的市场竞争力。昨天和今天上午听到最多的企业发出的声音,就是我们要坚持全栈自研。可能企业自身讲的是某一个阶段,但是我相信对于整条产业链上来讲,大部分企业其实都是这样想的。从企业具体情况也能看到,供应商从以前单一器件的供应逐渐向模块化供应进行过渡,通用供应也逐渐向定制化供应过渡,硬件供应现在逐渐过渡到软硬一体,整车厂也好,系统集成商也好,过去的外包依赖,目前也是逐渐在推进垂直整合,所以我们认为整零关系趋势来讲,电驱领域供应链的关系倾向于从简单采购逐渐向垂直整合进行动态的演变。
  现阶段的情况,我们如果把整条链从电驱系统一分两半来看待的话,从电驱系统到整车应用这部分的整合程度,我们认为可能更深,可能会有几方面的原因,首先整车厂具备一定的主导权,同时技术壁垒相对没有那么高,同时整车性能差异化的驱动加速了整车厂的自研与开发。
  但是在功率器件到电驱系统,整合程度相对就没有那么高,当然有些企业已经在做了,比如说博世就具备比较强的全栈能力,但是技术壁垒,技术门槛,尤其是碳化硅功率器件制造工艺门槛还是比较高的,同时这个竞争是全球化的竞争,国内厂商目前在加速追赶,所以整合程度还没有达到像后续阶段这种情况。在这种背景下,对于产业协同创新的需求就提出了不同的阶段。
  四类整零关系里,第一类是供应商主导以及定制化需求来看,这两类对于协同创新是没有太多需求的,因为企业之间几乎不存在太多的技术交流,都是简单的采购关系。但是到联合开发以及垂直整合阶段,协同需求就越来越高,协同的效率需求也越来越高。在目前阶段,对于多数整车厂以及电驱的系统供应商而言,完全垂直整合门槛会更高,因为我们面临大量资本的投入以及人力的投入,这个压力也是很大的。
  简单采购或者定制化供应,在现阶段已经不能满足新能源汽车快速变化的技术需求了,所以中间阶段的联合开发可能会成为平衡创新效率与资源投入这样一个合适的选择,我们也看到很多企业目前确实停留在这个阶段。
  针对联合开发阶段,我们现在产业协同创新的模式大概有六个方面:
  1、战略合作联盟。这个往往依托双方长期合作的订单机制,强调研发设施,技术团队和市场渠道等资源共享,有点像夫妻关系,两个人在一起合作,同时去投入资源进行相应的开发。
  2、项目型协同开发。这是围绕一次性的需求,某一个特定的订单,有一个明确的项目目标和时间节点,强调的是快速和响应,面临可能某一次偶然的市场机会快速推出相应的产品。
  3、合资公司。它更像是战略合作联盟的升级版,企业双方不满足于仅仅是一纸协议,尤其是战略合作联盟时间长了以后会面临很多的权益分割或者技术归属上的问题,这种情况下如何解决呢?就像刚才提到的战略合作联盟可能偏向于夫妻关系,合资公司更像是双方共同培养一个孩子,通过明确的股权划分,分走相应获得的利益,同时相应的技术成果就归属到合资公司就可以了。
  4、联合实验室。主要是围绕前沿技术或者基础研究开展的,通常是联合大学或者专业研究机构共同参与的,主要核心在于基础设施和研发资源的共享。
  5、技术授权协作。主要是基于阶段性的技术差距,两家企业有比较明显差异的时候,领先企业把这个技术授权给他的合作方,同时提供一定的技术支持和指导,被授权企业就可以把相应的技术应用到开发中,同时支付一笔费用。
  6、开放式创新平台。主要是围绕新兴技术的探索开发,基于牵头单位提供相应的技术和资源,强调的是多方合作,构建技术生态。
  这六类产业协作的模式里,是否完全解决我们的问题呢?从诉求上来讲,企业是自己垂直整合也好,推进联合开发也好,核心诉求应该是五个方面:1、自身技术升级。2、成本降低、效率提升。3、市场份额扩张。4、可持续生态建设。5、面临国家自主战略的任务和要求。
  目前我们看产业协同创新还是存在一些问题的,主要问题在于四个方面:
  1、协同机制不足,这里面比较突出的是数据信息不对称的情况,这种垂直整合类可能还好,对于联合开发来讲两家独立的公司是很难完全开诚布公的说把所有核心底层的数据或者算法进行双方深入交流,可能大家都会有一些顾虑,这样就会形成很多数据孤岛或者这种协同效率就不会得到很好的发挥。协作平台缺乏统一协调,利益机制分配不完善,最后还涉及到标准化体系不是非常健全,有些接口还不一样,同一个项目研发完到另一个复用的情况不太好。
  2、协同深度不足,存在研发目标分散,尤其是集成商或者整车厂和下游功率器件或者零部件组件研发方向,在同一个项目内可能是一致的,但是后续衍生的部分可能大家就有不同的想法了。跨企业协同研发难以落实,系统优化成效不足,创新链条不完善等这些共性问题。
  3、人才积累不足,协同研发可能需要很多复合型人才,不仅仅需要懂功率器件,还要懂系统集成,整车集成的人才。还有高端人才储备还有一些差距,人才培养周期较长,教育培训体系与产业需求存在一定脱节的情况,不管是大学里的毕业生,还是职业技术人才的培训,到企业里很难马上投入到工作和研发。
  4、政策保障不足,中央的政策和地方的政策很多时候确实存在割裂不连续,在知识产权保障上会有很多的空白,尤其是面临跨国合作的时候知识产权保障更为困难,因为双方法律体系完全不同。短期倾向明显,技术研究支撑不足。
  现阶段如何解决这些问题呢?这不是某一个环节或者某一家企业自己独立能够完成的,一定是需要多元化的多方参与的系统性解决方案。
  对于产业协同创新方面需要大力推进一共有五类主体。
  第一类是政府,作为引导性工作,需要配套一定的政策。一方面对于技术自主的要求,这需要配套大量政策的补贴以及专项的资金。另一方面需要政府作为组织者或者协调者,去配合我们做一些行业标准的建设,还有共享机制和供应安全相关的内容需要政府帮我们去做。
  第二类是企业协同,在协同过程中大家谁投入多少需要做好成本分配,再有产出上成果的分配,利益以及知识产权等分配。
  第三类是行业组织,主要在于搭建产业协作平台,推动行业规范化和协同效率的提升。
  第四类是科研机构及高校,需要有一些基础研究下沉和前沿技术与学科融合,再有技术转化上创新创业的支持和三权改革的工作(使用权、处置权、收益权)。
  第五类是金融资本。需要有足够的风险投资基金去支持全生命周期的创新,在分担风险及优化配置和体制机制设计上专业化的指导,推动协同化的生态建设。
  以上是关于目前产业协同创新存在一些问题的基本解决思路,后面跟大家分享几个,我们认为在产业协同创新上做的比较好的企业和实验室案例。
  第一个是Tesla的案例,Tesla的故事大家都比较清楚,今天我们从产业协同创新角度重新解读一下Tesla的发展过程。
  Tesla创立之初,三个创始人,没有一个人是搞汽车的,两个人原来是做电子书的,找了马斯克之后,马斯克原来是做金融APP的,前期也经历了一年多比较黑暗的时间,直到他参加了2003,2004年洛杉矶的车展,找到了路特斯,通过跟路特斯合作推出第一款车。Tesla发展过程就是完全靠产业协同或者摸着石头过河的过程。第一次和路特斯合作,主要是通过技术授权的模式,Tesla从路特斯拿到了底盘的技术授权以及整车安全技术方面的授权。在这个过程中,技术授权需要规避一点,就是东市买匹马,西市买配头的做法,我们不仅需要拿到相应的技术,同时还要有自己思路上的转变,我们要有自己的产品。
  在路特斯底盘基础上,Tesla提了很多自己个性化的需求,包括座椅宽度的增加,地毯增加,门把手的变化,车辆高度的变化,这个在大家看来不是很专业,但是对于当时Tesla而言,专业与否不是特别重要,他们能提出这个事儿很重要,所以借助路特斯的底盘,Tesla做了自己第一款车(Roadster),在直接收益上来看,Tesla通过这次协同,快速进入了电动车市场,节省了整车设计和制造时间,另一方面也积累了一定的经验,吸引了相对早期的投资,对于路特斯而言,一方面得到大量底盘采购和装配的收入,另一方面也提升了品牌的曝光度。当然,随着后期逐渐的发展路特斯的技术水平满足不了Tesla的要求了,所以他们后来也分开了,这是后话。
  通过类型的模式,Tesla不仅在底盘和安全性方面,在电池上和松下通过战略合作,后来成立了合资公司,获得了比较好的电池技术。2009年和戴姆勒通过项目合作的方式,共同开发SMART项目。到目前为止Tesla还跟美国能源部获得了大量的低息贷款,与三星电子合作研发FSD芯片,跟英伟达合作智驾神经网络模型。通过综合运用多种形式的产业协同创新,Tesla不仅获得了关键资源的支持,也快速成长为了全球电动车和能源行业的引领者。
  第二个是臭鼬工厂的案例,臭鼬工厂是洛克希德马丁公司旗下的关于飞机专业的研发所,当时是二战期间综合了当时最好的专家成立了臭鼬工厂。臭鼬工厂产业链协同创新主要做法是在于通过高效的组织机制,资源整合,持续创新显著提升研发效率和成果质量。
  臭鼬工厂以具体的任务问题为导向,形成了项目化的扁平组织,在每一个小的项目里,是由合作的技术专家直接决定决策,没有太多其他组织化的人,就是专业的人做决策。在产业链协同上做上下游资源整合,在当时那个年代还是比较突破性做法,包括和材料供应商联合研发轻量化的材料,和高校科研机构合作开发相应的创新技术。臭鼬工厂有14条规定,大家感兴趣可以回去自己搜索一下,对于现在很多创新研发机构还是在沿用他们相应的规定衍生出来一些管理体系。
  第三个是开放式创新平台案例,这是武汉光谷的案例,武汉市人民政府和华中科技大学通过合作模式,主要是武汉市人民政府投入2亿人民币,500亩土地,占有50%股权,同时华中科技大学对等投入相应的知识产权、技术以及设备,也是拿到50%的股权。双方合作成立了武汉光电工研院,依托武汉光电国家研究中心,这是国内首批6个国家研究中心之一,依托这个研究中心的技术能力,再联合光谷很多龙头企业,包括技术团队形成了完整的技术创新和成果转化体系,主要是通过政产学研的深度融合以及全链条的成果转化,产业链协同服务,打造了卓越的开放式协同创新平台,这个对于高校或者企业和政府合作的时候可以参考这个案例。
  今天主要内容就是这些,时间关系,不给大家做太多介绍了。最后结合电驱产业实际情况,结合产业协同创新领域的想法和大家分享宋代诗人周行己的一句诗“于道各努力,千里自同风”,谢谢大家。
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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