新能源汽车发展对制造工艺与装备的影响

童华桥

宁德时代新能源科技股份有限公司 福建省宁德市 352100

随着我国经济和社会高速发展、人民群众的生活水平提高、环境保护观念的提高，新能源的应用和发展受到了人们越来越多的关注。传统车辆大多采用的是汽油发动机已经与当下绿色环保的理念相冲突，进而新能源汽车的发展契机应运而生。随着新能源汽车的发展，新能源汽车的生产技术和装备也发生了很大的变化，对整个汽车产业链的发展都造成了很大的冲击。从当下全球新能源汽车发展趋势来看，各国对新能源汽车生产过程的要求越来越严格，进而新能源汽车的生产过程也需要进行相应的优化和调整，以适应新能源汽车产业的可持续发展。

1 新能源汽车

1.1 新能源汽车概念

新能源汽车（New Energy Vehicle），顾名思义，是采用相对于采用传统能源而言的新型能源的汽车。新能源汽车这一概念源于中国，于上世纪60年代开始出现，但这一概念随着相关技术的不断完善和发展也在不断地丰富和发展。目前最为流行的定义是：新能源汽车是一种采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。

1.2 新能源汽车发展历程

新能源汽车具有相当漫长的发展历史，而非近年来才产生的新鲜事物。令人颇为惊讶的是新能源汽车的出现是要早于内燃机汽车的，世界上第一台新能源汽车的出现要比内燃机汽车的出现大致早先十几年。自新能源汽车与19 世纪70年代初期诞生以后，新能源汽车在此后的二三十年中新能源汽车的保有量迅速攀升最高曾占汽车整体保有量一半以上。但遗憾的是，这种发展趋势却因种种原因未能延续下去，究其原因是其技术不够完善且化石燃料也更适应当时时代的要求，这就导致当时各国政府以及各个汽车制造企业减少了对新能源汽车技术研发的力度，反观在 20 世纪中、后期传统内燃机汽车却异军突起，其发展的势头完全掩盖住了更早出现的新能源汽车，而新能源汽车发展趋于停滞状态。但是近年来传统内燃机汽车尾气排放带来的环境污染问题日益严峻，与此同时石油危机的出现使得人们不得不开始重新审视传统内燃机汽车和新能源汽车的发展问题，为改善环境质量、缓解石油危机世界各国积极鼓励和支持新能源汽车的发展，新能源汽车迎来了发展的第二个黄金时期。我国政府充分认识到了此次新能源汽车发展的带了的历史机遇，于是迅速抓住机遇在新能源汽车领域谋篇布局，在全球新能源汽车行业中占据了重要位置。我国的新能源汽车发展历程大致可以分为三个时期，1991-2008 科技研发与技术验证期，2009-2016 服务国家战略示范推广期，2017 至今的创新驱动快速发展期。据权威资料显示，2021年我国新能源汽车销售量超过330 万辆，累计推广超过了1000 万辆，在乘用车市场的渗透率达到了惊人的16%。

2 新能源汽车发展现状解析

2.1 我国新能源汽车发展取得的成绩

新能源汽车有着广阔的发展前景，我国政府加紧在该领域谋篇布局，出台各种政策措施扶持新能源汽车行业的发展，使得我国新能源汽车行业在全球占领了重要位置，这既有利于我国经济发展的新旧动能转换，同时也在一定程度上缓解环境污染问题，助力我国经济的高质量发展。近年来，我国新能源汽车发展在产销量、相关政策完善、核心制造技术方面都取得了显著的成就。

2.1.1 新能源汽车的产销量不断攀升

新能源汽车具备诸多传统汽车所不具备的优势，加之政府的大力扶持，近年来我国新能源汽车市场的销量和市场渗透率不断上升。根据上图数据资料，我国新能源汽车销量在2018年刚刚突破一百万台，仅用时三年在2021年就突破了三百万台，销量增长之快令世界惊叹。

2.1.2 新能源汽车的产业政策不断完善

新能源汽车行业作为我国的重点发展行业，在过去一直是我国产业政策重点倾斜的的领域，为此国家颁布了一系列政策促进新能源汽车的发展，这些政府政策在支持新能源汽车发展方面也确实起到了不可不可忽视的作用。但这些新能源汽车扶持政策特别是新能源汽车补贴政策却也在一定程度上对市场的资源配置产生了不利的影响，基于此，新能源汽车的各种补贴已经开始逐渐的“退坡”。但与此同时，但新能源汽车相关政策完善的步伐却并未停止，中国工信部牵头编制筹备了《新能源汽车产业发展规划（2021～2035年）》。 2022年已经颁布了三项关于新能源汽车发展的政策，涉及到新能源汽车的采购销售、配套设施、质量安全等方方面面。这表明我国的新能源汽车的产业政策正在不断趋于完善。

图1 我国新能源汽车销量及市场渗透率

2.1.3 新能源汽车制造技术不断升级。

得益于市场需求和政府扶持政策的双重驱动，我国的新能源汽车技术在近年来得到了突飞猛进的发展，各大车企和部分高科技公司纷纷加大技术研发，我国新能源汽车如今已经开始弯道超车。下图是我国具有代表性的新能源汽车技术。

3 新能源汽车发展对制造工艺影响探究

我国当前新能源汽车行业的迅猛发展，同时这也也带来了新能源汽车生产工艺、装备设备以及新能源汽车上下游产业链的巨大变化。

3.1 影响制造工艺

新能源汽车的迅猛发展会对制造工艺带来革命性的重大改变，随着新能源 汽车行业的持续走热，对金属切削加工工艺的需求却在慢慢减少，究其原因是因为新能源汽车采用新型能力和动力装置，不再高度依赖用内燃机，同时新能源汽车其它构件对该种工艺的依赖性也在逐渐减少。正是因为上述原导致金属切削加工工艺逐渐被新能源汽车生产所需要的人工智能制造工艺、数控制造工艺为代表的现代化的制造加工工艺取代。智能化、数控化将是未来新能源汽车制造工艺发展的一大方向，而这又将会进一步带来新能源汽车生产流程和生产设备的进一步革新。

3.2 影响汽车上下游产业链

现阶段，我国新能源汽车上下游产业链主要涉及电池、电控、电机、电驱动零部件以及新能源汽车充电装备领域。

图2 2021年中国新能源汽车行业成本结构

上图新能源汽车成本结构就可体现出新能源汽车涉及到的其他产业链情况，2021年新能源汽车成本中电池占到了42%，电控设备占到了11%，电机占到了10%，电驱动零部件占到了3%，其他成本占到了34%。此外，特别需要指出的是，电极涂布机、注液机、卷绕机在新能源汽车生产中也扮演着至关重要的角色，电机涂布机涉及金属箔的生产加工工序，能源电池的生产加工又离不开注液机和卷绕机。此外，新能源汽车涉及新动力能源和新的驱动装置，这势必会带来某些关键生产制造材料、零购件设备工艺和设备的巨大变化，甚至会带来汽车生产技术的全新变革，比如新能源汽车催生了燃料电池汽车关键技术、混合动力汽车关键技术、纯电动汽车关键技术等工艺技术的出现和发展。对于汽车上游产业链而言，电池、电机、电控以及电驱动行业将会迎来发展的风口。

新能源汽车迅猛发展势必也会带动下游相关配套设施产业的发展，新能源汽车的发展对能源电池及充电设备带来了广阔的市场需求和更高的生产制造要求，对下游产业的一个较为典型的影响就是新能源电池的回收利用及处理问题，从我国新能源汽车发展的周期来看，第一批次的新能源动力电池即将进入“退役期”，届时将会有大量的电池面临淘汰回收利用。据商务部和观研天下数据中心资料显示，我国2020年废电池（铅酸除外）的回收量已达27.4 万吨，相关机构预计到2025年我国废旧电池回收市场规模或将达400 亿。大量的废旧电池的回收更换对下游产业比如电池原有的配套充电桩的更换、制造等问题也提出了更高的要求，所以相关配套行业的制造工艺设备也需进一步优化升级。

此外，新能源汽车的蓬勃发展对我国实体经济的发展具有巨大的促进作用，特别是对我国高端装备制造业更是意义重。首先，可以促使我国制造企业的生产规模、制造工艺水平、汽车装备、质量控制及评价体系形成闭环区间，其次也会倒逼传统汽车制造工艺优化升级。总之，新能源汽车行业的蓬勃发展势必会对汽车制造工艺带来新的需求和变化，这也将会在一定程度上对新能源汽车的发挥引领作用。因此，我们必须充分认识到新能源汽车发展对制造工艺产生的重大影响，并积极采取相关措施。

4 促进我国新能源汽车发展的对策与建议

4.1 采取有效措施解决新能源汽车的安全问题

新能源汽车安全问题引发各方密切关注，如不能合理解决其安全问题，势必会影响消费者对新能源汽车的信赖，对新能源汽车消费市场产生诸多不利影响。为此，首先是要持续改进和优化升级新能源汽车设计制造技术，新能源汽车相关技术及工艺虽已得到了较高水平的发展，但总的来说还是不够完善的，比如电池安全问题、电池制造厂家参差不齐导致的安全问题等，这是目前我国新能源汽车安全问题的焦点。为此，各大新能源车企必须高度重视安全问题，加大相关技术、工艺的研发和完善，特别是要研发更高效安全的电池。第二，各大车企必须承担起新能源汽车安全的责任，对于市场上存在安全隐患的新能源汽车要切实执行召回政策，出现问题一批就要召回一批，召回后还需分析安全问题的原因并及时解决相关安全问题。第三，必须加强新能源汽车行业的监管。政府要结合行业发展情况出台相应的政策措施、监管办法，一旦发现安全隐患，限期解决；新能源汽车行业自律组织也需加强对其会员的监管，可以对入会标准设置严格的安全标准，安全不达标不给与入会资格；各大新能源汽车厂商也应加强自我安全监管，对于出厂前的新能源汽车要进行系统的安全检查，绝不让任何存在安全隐患的汽车流入市场。

4.2 进行技术创新解决新能源汽车续航里程问题

相较于燃油汽车新能源汽车存在续航能力差的缺点，新能源汽车要想获得持续的发展必须要解决巡航能力的问题。解决续航里程问题应从两个方面着手，一是延长单次行程的续航里程，二是建立更加便捷高效的能源补充更换系统。为此，一要加大对新能源电池的研发创新力度，研发功效更高、能量密度更大、使用寿命更长的新型电池，以增加一次充电完毕后的单次航程。二是要及推进充电桩建设和燃气补充设施建设。我国新能源汽车以电车为主，相较于新能源汽车的发展速度，充电桩的建设是要远远落后的，远不能满足电车充电的需求，这就造成了新能源汽车充电难的现象。为此，各相关部门应大力推进完善充电桩体系建设，形成合理的充电桩布局体系。

4.3 新能源汽车厂商应采取措施实现持续盈利

此前，得益于国家的扶持政策，新能源汽车生产厂商可以从国家获得大量补贴，这些补贴在一定程度上增加了新能源汽车生产厂商的盈利。但近期国家大幅削减了对新能源汽车的补贴，这对许多厂商的盈利能力产生了强烈的冲击。但补贴退坡只是影响新能源汽车车企盈利能力一个方面，对其盈利能力产生更大影响的是原材料价格的暴涨，特别是动力电池原材料价格的上扬。但在笔者看来，问题归根结底还是新能源汽车相关生产制造工艺还不够成熟的问题，只要相关生产技术和工艺足够成熟了，生产成本自然而然会降低，价格也会趋于稳定，车企也就能实现持续的盈利能力。但必须指出的是我国前期新能源汽车行业的持续走热是与政府的大力补贴密切相关的，消费者不会接受同等级的新能源汽车售价明显高于燃油车的现象，所以新能源汽车车企切不可为了短期的盈利而大幅度的提高新能源汽车的售价，这极有可能导致新能源汽车销量的低迷。从长期持续盈利能力的角度来看，新能源汽车制造厂商需要积极探索新技术、新生产工艺，提高新能源汽车的生产效率和安全可靠性以更好地满足市场需求以提高销量，同时也需研发更低成本的生产技艺和工序。在这一方面是有可以借鉴的成功案例的，美企特斯拉采用先进生产技术降低生产成本，并相应降低售价，使得其业下的Model3 迅速占领市场，取得了巨大成功。

5 结语

就目前来看，虽然新能源汽车市场持续走热，也显现出十分广阔的市发展前景，但必须清晰的认识到新能源汽车技术及相关工艺的发展是要远远落后于传统燃油车的，特别是电池、电机、电 控三大核心技术仍需进一步完善发展，目前还不能完全满足消费者期待。但笔者详细得益于市场需求驱动和政府政策支持的双重作用，新能源汽车相关生产技术与制造工艺将会不断完善，并将助推新能源汽车走向更高的发展阶段。