我国汽车关键技术自主创新现状研究

李 霞

(武汉理工大学管理学院，湖北武汉430070)

作为国民经济的支柱产业，我国汽车产业具有较强的产业波和较长的产业链，是国家制造技术水平和综合国力的象征，要发展汽车产业，提高我国汽车产业核心竞争力，需要掌握我国汽车关键技术自主创新的发展水平，明确国内外技术发展差距，以形成合理的技术发展导向，促进完全自主知识产权技术的开发［1－2］。

1 我国汽车关键技术的特征与分类

1.1 汽车关键技术产业特征

(1)技术研发周期长。汽车产业关键技术能力的培育依赖于资源整合，技术开发周期从产品规划、研发、生产到销售、市场反馈历时较长。如图1所示，第一阶段为技术产品规划阶段，即分析整个汽车行业技术产品现状、市场需求及反馈，根据国家初期产业技术策略，进行概念车开发;第二阶段为正式研发阶段，由不同项目团队分别进行整车电气、车身、底盘和动力的研发设计;第三阶段为技术产品的投产制造阶段，需要多工艺方案审定，包括非销售车和销售车的制造验证，逐渐从小批量试生产发展到大量生产过程;第四阶段为产品商业化阶段，只有被市场接受的创新才能带来利润。可以看到汽车技术的开发过程经过了这样4个复杂阶段，周期较长［3］。

图1 关键技术研发周期

(2)技术产品开发层级化。汽车关键技术的自主创新能力主要体现在产品的研发能力上，按照开发的技术难度，可以分为3个层次，如图2所示。第一层为关键技术基础平台式研发，所选择开发的关键技术难度最大，需要投入大量的时间和费用，根本性创新出现的可能性最高，包括发动机的设计、高效变速器的研制、整车轻量化技术和车内电子设备等基础性汽车技术;第二层为关键技术改进式研发，这类技术研发过程是以车身或技术上的改进为主，包括在整车车型、尺寸和结构方面进行本土化适应调整，或者按特定需要在发动机、变速器等关键零部件上做继承式优化改良，第二层技术开发也属于消化吸收后再创新的开发模式，有形成自主知识产权的可能性;第三层研发的技术难度最低，偏向于工艺上的局部改动，如汽车局部造型的修饰、轮胎的设计等。

(3)开发工具科技化。计算机辅助工具及平台，如信息交流技术(ICT)、计算机辅助创新(CAI)，以及列入欧盟第六框架体系的Labornova

图2 技术自主研发层级化

平台，都是建立在计算机基础上的典型创新工具平台，它们以精益化生产、系统化管理的方式提高创新设想具体化的概率，增进创新主体之间系统化知识的交流，加强汽车制造过程中不同阶段的联系［4－6］。另一方面，技术应用型开发工具，如空间加工技术、模拟仿真技术等在自动化设计基础上降低成本，促进技术资源运用集中化，流向趋同化，为汽车关键技术的突破与跨越奠定了基础，并呈现出新的技术发展轨迹。

1.2 我国汽车关键技术分类

根据“十一五”期间国家颁布的汽车关键技术发展方向，可以将关键技术划分为节能与新能源关键技术、新车安全性评估体系及开发技术、信息及相关数据库技术研究、噪声控制技术和智能信息系统关键技术5个大类。汽车节能技术和新能源技术将是笔者研究的重点，汽车节能技术主要包括汽车发动机节能技术、汽车底盘节能技术、汽车车身节能技术和汽车运用节能技术4个方面，如图3所示。

图3 汽车产业关键技术分类

2 我国汽车关键技术自主创新现状

2.1 发动机稀薄燃烧技术

稀薄燃烧技术是一种避免盲目调稀混合气以提高热功率转化有效性的技术，其最典型的技术之一是汽油机缸内直喷技术。目前我国汽油机的燃油效率水平与美国预期标准存在一定差距，汽油机燃油效率提高的同时会增加单位成本，这是制约我国该项技术发展的主要因素。汽油机缸内直喷技术在欧洲市场多用于高档轿车，其成本相对较高，我国这项技术的关键零部件生产供应存在较大空缺，导致整个技术成熟度不高。发动机的节能需要全盘技术的优化组合，仅提高单项技术并不能达到性能最优，因此，如果同时采用均质汽油直喷技术、进排气VVT技术，可以在乘用车、商用车领域达到15%的整体节油效果;如果同时采用分层稀薄燃烧技术、汽油直喷技术，汽油机常用工况燃油经济性可改善20%。按目前发展趋势预计在2011年，我国中高端车型中汽油直喷技术应用率达到2%以上。如图4所示。

图4 国内外汽油机直喷与常规电喷燃油标准

2.2 先进充气技术

充气技术一般指多气门技术和可变气门技术。随着汽车技术的进步，多气门化发动机已经成为主流技术产品，实现了进排气门数量、多种排列形式的技术突破。相关技术对提高燃油经济性的效果如表1所示。

表1 技术应用对燃油经济性的影响

多气门技术在发达国家汽油机车型中已经得到普遍应用，2007年中国汽车技术研究中心调查显示，国内12家产销量占据市场主导位置的汽车企业中，有8家采用了可变气门正时技术。采用2气门技术的中小排量车型，以及以自主研发为主的国内微型车车型从2002年的38.5%下降至2006年15.1%;采用4气门技术的乘用车车型从2002年的57.2%增加至2006年的80.0%，成为我国目前汽车企业发动机的主流技术;燃油经济性更优的5气门技术，在各类车型中使用比例较少，国内技术不成熟。根据我国目前充气技术自主创新能力的基础，在2011年，2气门技术产品将淘汰，以多气门技术的应用为主;而在新技术产品中，为应对未来第三阶段油耗限制值，可变气门技术的使用比例将从25%左右增加到45%，按照年行驶里程2万km、单车油耗8 L/100 km为基础计算，预计节约燃油约30万t，同时部分中高档车会加大增压技术的使用力度。

2.3 涡轮增压技术

增压技术本质上可以归为充气技术，增压即是对新鲜空气进行压缩的过程，使进入到燃烧室的新鲜空气含量增多，以提高发动机的燃烧效率。目前国内外较多采用排气驱动的涡轮机拖动压气机，从而有效扩张进气量提高进气压力，增压压力可以达到180～200 kPa，该技术成熟、应用广泛，大众公司致力于汽油机增压技术，其在欧洲销售的欧IV排放汽油车中，已经有10%左右的车型采用了增压技术。但由于受增压技术成本限制，国内使用该技术的主要集中在一汽大众、上海大众和华晨汽车等几个有限车型上，且其技术来源多是合资共同开发或引进。对于高增压度的发动机，需要重新设计结构，包括整机缸体、缸盖等主要零件的灵活度、喷射压力的上调、孔径直径的加大以增强油雾的贯穿能力，同时改进进、排气系统;对于低增压度的发动机，基本结构则与非增压发动机类似，技术开发属于第二、三层次，节能效果相对较差。

2.4 高效变速器技术

变速器是关系到节能效率的关键技术之一，随着该技术的成熟与发展，作为汽车核心部件之一的变速器系统在提高燃油经济性，减少排放污染，提高燃烧效率等方面发挥着重要作用。目前得到一定商业化应用的变速器产品包括:6速MT(手动变速器)、6速AMT(机械式自动变速器)、6速AT(传统液力自动变速器)、CVT(机械无级变速器)、6速干式DCT(双离合器式自动变速器)和6/7速湿式DCT(双离合器式自动变速器)。

我国20世纪80年代就开始开发AMT技术，从理论研究到产品设计、试制都有一定投入，近年来也获得了AMT技术的某些核心方面自主知识产权，在离合器自动控制技术、起步及换挡规律、坡道起步控制和自动换挡控制参数等换挡执行机构都有相应进展，但与国外技术差距明显。图5和图6显示了国内市场与欧洲市场变速器占有率的比较，欧洲市场的MT技术呈下降趋势，并且老式的5MT被6MT技术取代，未来较长的一段时间内，中国都会以自主研发成熟的MT技术为主要目标;欧洲则在现有基础上进一步开发AMT技术，使其产业化。上汽集团于2008年对联合开发的混合动力汽车采用DCT技术，实现了小批量投产;华晨集团与上海汽车变速器有限公司联合合作，以及吉利、奇瑞、长安3家汽车企业在国家863项目的支持下，都在自主研发6DCT技术。

图5 欧洲变速器应用市场

图6 中国变速器应用市场

2.5 新能源技术

(1)天然气汽车技术。车用天然气比民用天然气具有更为优良的品质，截止2008年，我国机动车新产品公告中涵盖共347个天然气汽车车型。国内现有18家生产天然气发动机的汽车企业，天然气汽车制造厂已达58家，市场上销售的天然气发动机产品有98种，我国大型汽车企业部分已经着手天然气汽车及其关键技术的研发。天然气汽车技术包括3类具体技术，即天然气的发动机控制技术、燃料存储技术和燃料加注技术［7］，如表 2 表示。

(2)纯电动汽车。纯电动汽车作为新型能源汽车，最大的优点是能量来源广泛［8］，其关键技术集中在动力电池系统、电机及其驱动系统上。直流有刷、全数字矢量控制永磁同步、交流感应电机的发展在性能、可控制性上都有突破;电池从过去的铅酸电池发展到镍氢动力、钴锰酸锂、聚合物和磷酸铁锂等先进绿色动力电池，其成本、寿命、安全和可靠性都取得很大进步。表3为日本对电动汽车动力电池发展的预期和目标。

表2 天然气汽车技术发展

表3 电动汽车发展预期目标

纯电动汽车在美、日、欧发达国家即将进入实用化阶段，从“八五”到“十一五”，我国政府都很重视纯电动汽车关键技术研发，包括动力电池、永磁同步电机及相关控制系统等关键技术，目前国家863计划重大专项共投入20亿元人民币的研发经费，支持电动汽车的关键技术、平台集成技术以及整车和关键零部件的开发。

总体而言，与国外汽车企业关键技术的开发创新相比，我国汽车共性技术研发能力较弱，研发的经费投入不足，企业在消化吸收环节的学习意识不够强，目前我国汽车市场产销量虽然很大，但依赖于自主开发，掌握完全自主知识产权的技术仍然有限。

3 政策建议

3.1 构建多主体自由竞争与合作开发的创新环境

资源稀缺性限制了单独汽车企业的资源拥有量，开展企业之间的合作有助于整合分散零落的社会资源，优化资源配置，达到技术开发效率的最大化。但没有竞争或是恶性竞争的环境对产业发展不利，因此，自由竞争是维持企业长期竞争力，提高民族汽车产业综合技术水平的保证。可采用技术攻关项目、资源共享平台和研发人员轮岗等多样化的合作方式，加大企业与国内科研机构、国内技术供应商以及国外技术专家的深度合作。

3.2 建立关键性技术自主开发激励机制

直接引进国外关键器件或整车车型，研究其装配、维修、操作技术，忽视甚至舍弃技术转化与技术反求过程，是一直以来导致我国大部分汽车企业技术积累层次低、技术层次的结构性缺陷、产业关键技术自主创新能力落后的主要原因。

建立关键性技术自主开发激励机制从两个层面入手，一是国家对企业的激励，二是企业对人员的激励。国家激励机制调动汽车企业自主创新积极性，鼓励企业加大研发投入，最为直接的激励方式是财政补贴，间接的方式则可以选择性给予返税或免税制度，即对当年有重大技术突破或较大社会影响的技术项目所属企业给予政策倾斜［9］，也可以建立技术成果基金转化政策鼓励企业技术成果的应用。汽车企业要以完善的创新奖励体制激励员工，促进人才在技术自主创新上作出贡献，对掌握有不同技术侧重点的人才及其创新成果给予奖励，并提供更全面、开放的创新平台［10］。

3.3 强化关键技术引进后的消化吸收

技术引进是我国产业发展的手段，然而企业购入的是整车、是技术成品，而不是核心技术的自主权。我国汽车工业早期的合作模式，在一定意义上使国内汽车厂成为大型跨国企业的“子生产基地”或“子公司”，合作之后反而增加了对国外技术的依赖性，因此强化消化吸收过程，培养国内汽车企业的自主开发能力是重点。对于不同类别的关键技术，要有选择有重点地大胆引进，同时要结合自身优势，重视技术学习过程进行二次创新。

消化吸收的成效取决于企业的投入能力和学习能力。对于低端技术可以采用模仿创新，因为其准入门槛较低;而对于关键技术中复杂程度高的技术，企业一时难以消化与吸收，但是作为追赶技术差距的关键，不能随意放弃，可以聘请国外领域技术专家给予指导，或直接参与到国外技术开发项目过程中进行学习。

3.4 加强关键技术知识产权保护政策

知识产权是重要的国家政策，它是对科研创新及其成果的一种肯定，涉及到个人、企业甚至国家的合法利益，同时也是维系创新资源，尤其是隐秘的资源合理流动的保障。要主动培养创新主体，增强个人产权意识，根据具体关键技术的影响力和发明专利的总量给予激励与资金补助;要杜绝非法盗取他人创新成果的行为，以调动创新主体的积极性。目前，我国只有大约5%的研究成果能成功申请专利，而剩下无效的研究成果却成为一笔容易被企业忽视的财富，作为技术积累和资源积累，这些在法律上无效的研究成果，经过改进重整仍然具有较高价值。

3.5 促进节能与新能源技术创新的财税政策

欧洲、日本和韩国汽车公司联合签署了一项协议，规定将2009年欧盟新售车型平均CO2排放量≤140 g/km(6.0 l/km)的标准，进一步削减为2010年CO2排放因子 ＜120 g/km(5.1 l/km)的标准，低碳化技术已经是必然发展趋势，从财政政策和消费者税收激励政策提出以下建议，鼓励汽车企业研发节能技术和新能源技术。

(1)财政补贴。由政府直接建立环保基金，对节能技术和新能源技术给予直接经济补贴;补贴按环保等级分层定价，依据不同车型排放标准或销售量情况给予不定额补贴，随着车型排放增加，燃油价格上涨，降低国家给予的补贴额度。

(2)税费调整。适度调整当前汽车车辆的税制，目前汽车税制基本上以车辆价格为基数，忽略了不同车型关键技术的涵盖度，对于节能技术或采用新能源技术的车型，可以调减纳税基数。例如，燃油经济性达到欧Ⅳ标准同时超过国家标准8%以上的车型可以减免10% ～15%的消费、购置税，达到欧Ⅳ标准同时超过国家标准16%以上的车型可以减免30% ～40%的消费、购置税;可以降低小型乘用车的消费税推动其市场占有量，而对于节能技术产品或节能车型，如天然气、纯电动汽车、混合动力汽车，可以通过降低税收比率甚至减免购置税、完全减免消费税的政策进行推广。

［1］罗智渊，史菁.中国汽车产业自主创新战略研究［J］.经济管理研究，2007，77(2):23 －28.

［2］杨沿平，方海峰，周俊，等.关于提高我国汽车产业自主创新能力的思考［J］.汽车工程，2007，29(10):918－922.

［3］邹广德，庄继德，张开旺.汽车工业系统优化与技术创新［M］.北京:机械工业出版社，2004:28－105.

［4］RAINER A，FRANCO N.Endogenous innovation waves and economic growth［J］.Strctural Change and Economic Dynamics，2005(16):522 － 539.

［5］傅家骥.技术创新学［M］.北京:清华大学出版社，1998:85－92.

［6］ERICV H.Democratizing innovation［M］.London:The MIT Press，2005:75 －87.

［7］邵毅明，刘建勋.汽车新能源与节能技术［M］.北京:人民交通出版社，2008:13－87.

［8］刘玉梅.汽车节能技术与原理［M］.北京:机械工业出版社，2003:56－61.

［9］庄蔚敏，庄继德.汽车政策法规与汽车产业发展［M］.北京:北京理工大学出版社，2006:56－125.

［10］宋河发，穆荣平，任中保.自主创新及创新自主性测度研究［J］.中国软科学，2006(6):1－6.