加快关键核心技术攻关

文/吉耳

近年来，全球骑行热潮兴起，国内消费结构升级，人们对自行车、电动自行车中高端产品的需求不断增长，市场亟需高质量、高附加值的产品。国外企业经过长期的发展，已掌握了大量的核心技术和市场份额，而国内企业则面临着一系列需要突破的困难，怎样缩短距离、奋起直追是国内企业当前的首要任务。

2022 年6 月，我国工业和信息化部、人力资源社会保障部、生态环境部、商务部、市场监管总局联合发布《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）。在自行车、电动自行车领域，《指导意见》发布的关键技术研发工程有自行车变速器、中置电机力矩传感器、高能效锂电池安全技术。因此本刊专访了相关企业代表，请他们介绍一下国内关键零部件技术的发展水平，其所在企业的研发投入和研发历程、目前所取得的阶段性成果，以及未来技术研发的方向等。

国内的变速器产品一直在尝试突破国外技术壁垒，但目前还未进入主流的市场。我国自行车关键零件的核心结构被专利壁垒牢牢封死，锁住“脖子”。前路漫漫，需要大家筚路蓝缕，负笈前行。

正视不足 突破壁垒：国内技术发展的水平

轮峰：中国是一个自行车制造大国，但是在高端自行车变速器领域，国外三大品牌禧玛诺、速联、坎帕尼奥洛占据了大部分市场份额。中国自行车变速器制造业主要分布在长三角、珠三角地区，生产的变速器产品主要以9速以下居多，在高精度需求、高操控性能需求的竞技类高端变速器领域存在一系列不足，在知识产权、材料工艺、制造工艺、研发技术等方面有待突破。

速瑞达：国内的变速器产品一直在尝试突破国外技术壁垒，但目前还未进入主流的市场。我国自行车关键零件的核心结构被专利壁垒牢牢封死，锁住“脖子”。前路漫漫，需要大家筚路蓝缕，负笈前行。

在山地车领域，国内变速器目前处于中低档水平，指拨的核心差距主要体现在以下几个方面：一、在人体工程学方面，上挡行程损失大，远离“零损失”，体验感不好；二、在产品功能方面，多速别兼容、双向释放、多挡进及多挡退等方面均有差距；三、在产品质量（重量）方面，与禧玛诺和速联的高端产品相比偏重，在产品结构、加工工艺、材料等方面存在差距；四、后拨在张力释放、稳链可靠性、稳链选择、耐久性、整体强度及质量（重量）方面存在差距。

在公路车领域，差距主要在指拨上，体现在人体工程学应用、刹车与进挡双控、退挡与进挡随动、内走线和多挡退、油压刹车集成、座管升降集成等方面。

目前，对于机械变速领域，禧玛诺与速联由于产品的技术平台已比较成熟，因此投入的研发资源已经不多，而是把研发重心投入电子变速领域。如果我们在这方面加大投入，可以快速达到他们的领先水平。

在电子变速方面，目前，禧玛诺和速联利用先发优势进行了完整的布局，走的技术路线是在传统的机械变速基础上升级电子变速的路径，从而领导电子变速走独立式、集成式、小型化的系统，在变速精准度、可靠性、轻量化、抗干扰等方面具备了领先的优势。国内的企业一直在尝试突破，目前，国内企业如轮峰、蓝图等沿着巨头开创的路线进行开发，他们的产品刚开始发布，需要得到市场检验。

八方：力矩传感器作为电助力自行车的核心零部件，其主要功能为采集人的脚踩踏力并将力（或力矩）信号传输给电机控制单元，从而让电助力按人的踩踏意愿来进行辅助做功，减轻人的骑行负担，通过控制调校达到人车合一的骑行体验。现阶段，中轴力矩传感器既可以与轮毂电机（前驱轮毂或后驱轮毂）搭配在整车上，也可以与中置电机集成在一起做成一个中置电机驱动单元，不管哪种方式，原理都是一样的。这两种方式，八方的力矩传感器均有采用，可满足不同客户对力矩传感器的使用需求。

星恒：2019 年，多家电动自行车行业企业参与起草、制定的《电动自行车用锂离子蓄电池》国家标准正式实施。该标准从电性能、安全要求、保护能力要求和组合外壳安全等方面，对电动自行车用锂离子蓄电池进行安全验证。如今，电动自行车用锂离子蓄电池的设计和验证均着重以安全为基本出发点，高能效锂电池安全技术逐渐提升。正是因为在材料研发、电芯设计、工艺装备、PACK 技术、BMS 智能系统构建和安全测试上都采用高标准、严要求，国内动力锂离子蓄电池出货量和质量已跻身国际领先行列，这也印证了国内锂电池领域头部企业的锂电安全技术研发水平已能代表国际领先水平。

脚踏实地 砥砺前行：技术研发的历程和投入

蓝图：研发是蓝图目前的核心竞争力。我们研发团队有超过40 位研发工程师，年申请发明专利超过30 项，因此我们在中国自行车变速器研发领域属龙头企业。当然，与国际品牌的差距不是一朝一夕能拉近的，我们目前主要专攻电子变速器领域，单款产品投入研发近千万，研发时间超过3 年。

如今，电动自行车用锂离子蓄电池的设计和验证均着重以安全为基本出发点，高能效锂电池安全技术逐渐提升。

轮峰：公司建有企业技术研发中心，并与浙江大学等高校建立了长期的产学研合作，利用高校和科研院所的专业人才和研发设备，增强公司科技研发实力，推进技术进步。通过多年科技的投入和应用，轮峰先后共获得产品专利43 项，并成功开发了碳纤维飞轮、中空一体化飞轮、无线电子变速系统、各速机械变速器等多系列高端产品。公司现有职工527 人，其中从事研发的相关科技人员65 人，占总人数12%。公司每年实施的在研项目不少于10 项，研发经费均被列入年初财务预算，同时公司也确保年投入的科研经费不少于销售收入的5%。

速瑞达：公司成立于2014年，我们选择的是通过技术突破，进攻国际中高端市场的发展路线。经过8 年努力，我们投入研发资金累计5 000 万元以上，并在产品的差异化方面取得了突破，转把、指拨、平推后拨、双控公路指拨等产品在局部性能上已达到了国际先进水平。

星恒：成立近20 年来，星恒始终在技术研发、产品创新上持续加大投入。

星恒以中科院物理所技术为依托，兼具电芯、PACK 的研发与制造能力。创立至今，星恒始终专注锂离子蓄电池的研发制造，根据市场需求，不断进行技术的升级迭代，先后完成锰酸锂、高能磷酸铁锂、超锂S7（第7 代锰系多元复合锂）、单晶锰酸锂、单晶锰酸锂+磷酸锰铁锂双材料技术路线的研发升级。每一次升级都带来产品性能和安全性能的大幅度提升，以充分满足应用场景的多元化需求。同时，星恒在工艺、PACK 结构、BMS 智能系统构建和安全测试上都有同步迭代升级。在结构设计上，新型盖板设计与全自动激光立体焊接工艺具有专利技术。在工艺装备上，电芯生产全面实现自动化。星恒全力为客户构筑高效能锂电池牢固的“安全防线”。

持续加大的研发投入是星恒不懈创新的第一动力。星恒设有电池研究院、电池工程院、产品中心、测试中心等专业的前沿技术研发部门，研发团队人员占比近20%，在新材料开发、新技术应用、新型电池开发以及设备工艺改进等方面持续开展创新工作。同时，星恒设立苏州+滁州双测试中心，设置多个科研实验区域，并配备行业先进的科研设备，构建高标准测试系统，为打造高性能、高质量产品提供重要数据支持和实验验证。目前，星恒测试中心已获得TUV 莱茵目击实验室、CNAS 双重权威认证，这表明星恒测试中心在测试能力和管理方面达到国际先进水平，进一步为星恒科研技术的提升提供助力。

八方：作为国内电助力自行车核心零部件龙头企业，八方一直将技术创新放在企业发展的首要位置。十几年来，公司不断加大研发投入，逐渐培育出一批在行业内技术领先的工程师队伍，现有技术开发人员200 多名，专利300 多项。公司每年都会发布具有国际领先水平的产品，从而加大了八方与整车品牌商的黏性。八方现有300 多个国内外品牌合作商，全球电助力自行车市场占有率为25%～28%。八方经过长达6 年多的研发，于2014年研制成功中置电机，将中置电机传感器、控制通信等功能完美地结合在一起，从而开启了与国际大牌直面竞争的格局。未来的三五年，在中置电机研发上，谁能在变速方向有所突破，谁就将占领技术制高点。

坚定信心 攻关克难:取得的成果和存在的差距

我们与国际先进技术水平还存在一定差距，特别是在机械制造领域的材料、设备、工艺技术仍需不断进步。

速瑞达：大家都在讨论卡“脖子”问题，献计献策突破专利问题，以期做出、做好高端变速器产品，以便满足人们对美好生活的需求。我们认为，如果只集中在产品本身的视角看问题，其实很难突破。速瑞达团队在聚焦产品的同时，还做了两件事。第一件事是研究基础几何和基础材料力学，探索基础科学在变速器上的运用；第二件事是研究自行车的使用者，研究各个年龄段骑行者的身高曲线、手掌大小、手指的成长过程和男女生的差异等。在此基础上，我们进行技术突破，打造细分市场的专利产品，并取得一些进展。

在山地自行车领域，速瑞达生产的指拨突破了零损失、多挡进、双向释放、高强度、轻量化等技术，产品功能处于国际先进水平；而差距则体现在多挡释放、挡位可选、进一步轻量化等方面。后拨突破了稳链、张力释放等技术，公司还为其研发了“向阳”运动的基础结构。

在公路自行车领域，速瑞达生产的指拨突破了刹车与进挡双控、退挡与进挡随动、内走线、多挡进等技术，在变速的反馈方面取得局部领先；而差距则体现在液压刹车、多挡退、电子变速、轻量化等方面。

轮峰：我们目前是中国首先实现了变速器系统套件全制程制造与销售（飞轮、变速器、链条、链轮、曲柄）的企业，同时也是领先实现了无线电子变速系统产业化的企业。

我们与国际先进技术水平还存在一定差距，特别是在机械制造领域的材料、设备、工艺技术仍需不断进步。由于我们涉及变速器领域的时间较晚，所以想要在知识产权领域有所突破，仍需不断投入研发。

星恒：我们高度重视锂电池安全技术发展，创新推出“六大安全体系”，实现19 年零重大安全事故。在选材上，我们采用成熟稳定的磷酸锰铁锂、磷酸铁锂材料，从源头把控电池安全性；在电芯结构设计上，我们采用科学的方形层叠电芯，提升BMS系统+PACK 技术软硬件，严格保障电池品质及智能安全；在产品品质上，我们围绕苏州+滁州双测试中心，构建高标准测试系统，为打造高性能、高质量产品提供重要数据支持和实验验证。

截至目前，星恒锂电池已获得欧美及国内多个权威认证，包含ISO9001、IATF1694 质量体系及UN38.3、IEC62619、CE、RoHS、EN15194、UL2271、UL2580、UL1642、AIS-048、GB/T36672、BIS（IS16046）、GB/T36972、UL1973、CQC-1134 等。围绕材料、设计、工艺、技术、认证，星恒在锂电池安全技术方面保持了与国际前沿技术水平的同步。

八方：经过近几年的快速发展，我国在力矩传感器技术领域取得了长足进步。2021 年，在全球大约700万台电助力自行车中，采用力矩传感器的整车约550 万台，而中国制造的力矩传感器估计达到100 万只（台）以上。其中，八方于2021年销售力矩传感器总量达90多万只（含中置电机内置力矩传感器56 万只），使我国产量占全球份额近20%。目前，国内、国际技术基本路线分两大类：一类为大多数企业所采用的磁滞感应技术，另一类为电阻应变片技术。这两类技术国内均有企业采用。八方采用的为磁滞感应技术，该技术因灵敏度高、精度等级高、温漂小、信号传输简单等优点而被广泛应用。其缺点是对磁场反应敏感，尤其是放在中置电机中更易产生信号干扰，而要想改变这种状况，电磁屏蔽技术是关键。另外，磁滞感应技术还存在工艺复杂、成本较高等缺点。第二类电阻应变片技术方案的优点是成本低、工艺简单。其缺点是温漂大、反应慢、精度低，在信号传输过程中易产生干扰。

目前，国内外力矩传感器技术比较接近，而控制算法有较大差异，其他差异表现在工艺及一致性控制方面。八方力矩传感器的精度及一致性稳居世界前列，已形成系列化产品。搭载八方力矩传感器的中置电机被广泛应用于城市车、旅行车、公路车、山地车等多种车型，市场占有率稳居全球前3 名（德国博世、中国八方、日本禧玛诺）。在电助力自行车国际比赛中，八方产品多次助力选手夺取世界冠军。

蓝图：我们作为打破变速器技术垄断的国内企业，不断进行投入和研发，目前，产品线多样且积累了全球100 多个国家和地区的客户。毫不夸张地说，在民用以及运动领域，蓝图已经有了一席之地。

蓝图目前和国际品牌的最大差距还是职业竞赛领域的参与度，如奥运会和自行车规模最大的赛事环法等。我们也在努力收集职业车手们的意见，以便不断改善产品，相信很快就能跻身职业竞赛领域。

完善机制 发挥潜力：培养和吸引科研人才

经过近几年的快速发展，我国在力矩传感器技术领域取得了长足进步。2021年，在全球大约700万台电助力自行车中，采用力矩传感器的整车约550万台，而中国制造的力矩传感器估计达到100万只（台）以上。

星恒：星恒拥有一支怀揣锂电理想、专业技能过硬、研发经验丰富、洞悉市场需求的产研“梦之队”。多年来，星恒注重高精尖科研人才的“引育用留”，在企业内部成立“锂想学堂”，并积极引进外部资源，创新开展培训工作，为人才提供丰富、专业的培训课程和前沿技术知识，提升各环节人才的科研能力、素质和技能；健全科研人才发展机制，优化任职资格管理制度，提高专业评价环节的可信度。加大科研人才激励力度，对研发过程中有突出贡献的人员和团队进行奖励，同时减轻科研人员的事务性负担；为科研人才搭建施展才干的广阔舞台，为其创造更多担纲领衔的机会，助力人才在科研攻关任务中磨砺成长，同样也为公司不断输送创新发展的动力。

八方：在奖励制度上，我们给予员工专利贡献奖、新产品开发奖等，以此作为激励；在人才培养上，我们则采用师带徒、老带新等培养方式。

八方认为，培养人才的目的是更好地使用人才，发挥其价值和潜力，使培养与使用同步。人才使用过程是其得到培养、锻炼和提高的最有效途径。八方坚持使用和培养并重，充分挖掘人才潜力，采用人尽其才的用人机制，极力为优秀人才脱颖而出创造有利条件；充分发挥企业技术骨干人才的“传、帮、带”作用，帮助、指导新员工立足岗位成才，让新员工熟悉和认同企业文化与理念；不断提高研发人员的水平，提升其自主创新能力，鼓励成果产出，提高企业核心竞争力，促进企业健康、快速发展。

轮峰：我们认为，企业要建立完善的研发人才评价服务机制，以体系制度保证人才的个人追求、能力塑造与企业需求高效对接，形成良性互动的生动局面，着力营造良好的人才发展生态。具体措施为：一要建立分类统筹的评价机制，以创新能力、质量、实效、贡献为导向，完善研发人才评价体系；二要建立精准高效的管理机制，使创新成为研发人才的价值追求；三要建立拴心留人的服务机制，围绕研发人才制定相关策略，最大限度发挥高端人才的长处、优势、智能，真正做到让想干事的有机会、能干事的有舞台、干成事的有地位，培育好研发人才发展的原动力。同时，我们还建立了高质量人才自主培养体系，在科研实践中培养了一批又一批富有创新精神和拥有浓厚研发兴趣、充满创新活力的生力军，培育了团结协作、具有创新自信、敢于攻坚克难的青年英才，把研发创新和人才培养的主动权牢牢掌握在自己手里。

蓝图：我们主要用企业文化吸引价值观相符的人才，建立合理的奖惩制度及培训计划，帮助员工快速成长，使每一个员工都知道公司存在的价值。在人才管理方面，蓝图花费时间和精力，了解员工的真实想法，以便做好管理工作。例如，公司平时会组织户外活动，使员工形成归属感，满足他们社交和情感的需要。

速瑞达：目前，国内在自行车变速器方面的研发人才严重短缺，我们希望媒体呼吁、政府支持、企业努力，一起解决人才瓶颈的问题，破解技术“卡脖子”的难题。在产品研发方向上，我们引导研发人员从结构专利开始，确保100%不侵权；从基础数学（平面几何）研究出发，形成原创结构，产生原创的专利；从骑行者本身出发，生产更加符合人体工程学原理的产品。我们就是这样完成内部的人才培养机制的。另外，我们用待遇留人，进一步用股权留人。

深度融合“链式”攻关：产学研用一体化，使产业链上下游企业合作共赢

产学研用深度融合需要国家科技创新的体制机制作为保障和支撑，同样也需要众多高校、科研机构、企业等单位的齐心协力，还需要广大科技从业者贡献更多的智慧和力量。

安乃达：近年来，行业内的供应链上下游企业都在自己所在的领域不断进行技术创新和突破。安乃达始终保持开放与合作的态度，和行业内的企业一起同心协力攻克技术难关、打通产销渠道。相信在国家政策的大力支持下，电助力自行车产业将迎来更加高速的发展期。

蓝图：产学研用深度融合需要国家科技创新的体制机制作为保障和支撑，同样也需要众多高校、科研机构、企业等单位的齐心协力，还需要广大科技从业者贡献更多的智慧和力量。其最终的目的还是落在实际应用上，核心技术的突破和垄断最终都要以形成核心的产品或者技术为目标。

产业链与创新链要相互依存、相互促进、协同联动、同向发力。蓝图作为自行车产业上游供应链企业，针对产业链的断点、痛点、难点、堵点进行科技攻关，努力推动产业链关键核心技术自主可控，确保产业链、供应链在关键时刻“不掉链子”。

速瑞达：变速器产品的技术壁垒主要包括专利、材料、工艺3个方面。企业可以联合科研院所、技术研究机构进行专利的突破，在突破了专利封锁后，接下来就是国家基础技术水平的较量。而要获得高性能的材料、稳定的工艺能力，企业则可以联合科研院所，成立联合项目攻关小组进行攻关。借鉴国家航空航天的技术，企业可以使用先进的材料和工艺，突破制约自行车行业高质量发展的基础技术瓶颈。

核心技术的突破是整个产业链的整体突破，不同的技术需要不同的核心优势厂家牵头。这些核心优势厂家可以整合上下游资源进行联合突破，建立高效的分工与协作机制，以对标产品的量化目标为导向，进行高效率联合攻关。

星恒：我们一直在推进产学研用的深度融合，使“科创基因”融入企业发展血脉。2021 年，星恒与天目湖先进储能技术研究院共同创立“双子星联合实验室”，进行“耐高温、长寿命、高安全的锰酸锂材料和电池技术开发项目”的研究，其研究成果之一“准固态高温长寿命锰酸锂电池技术及产业化”项目，荣获安徽省科技进步二等奖。同时，星恒与苏州大学、东南大学共同建立研究生工作站，设立博士后科研工作站，开展机械以及化学材料领域的科学研究、技术与产品研发、成果转化、人才培养等各项工作，共同为推动锂电产业可持续发展提供强有力的技术支撑和人才保障。

目前，星恒已同时布局电池原材料业务“星恒青源”、电池运营品牌“城满电”和电池回收业务“星恒新材料”，开启锂电全产业链生态进化：“星恒青源”的生产包括Mn3O4/Fe2O3等在内的锰基铁基正极材料前驱体；星恒苏州、滁州、盐城基地进行电芯、电池组的研发制造、销售；“城满电”进行电池运营；“星恒新材料”对电池进行回收、再利用处理和拆解处理；拆解处理后的材料返回到“星恒青源”用于生产前驱体。星恒串珠成链，推动锂电产业跃升。

星恒重视企业的生态内循环建设，以更大的发展格局将从产业链到消费者都整合到一个生态圈中，激活更大的发展潜能，实现锂电全产业链的各环节优化，在技术水平、产品一致性、研发经验等方面都实现全面提升，更好地把控生产效率、产品品质，获得整链的质效提升。星恒在增强企业实力的同时，亦能为社会的高质量发展做出更多的贡献。

轮峰：为保障产品核心竞争力，我们与苏州大学、中南大学、上海杰事杰研究院进行产学研合作，在材料领域、工艺工程领域、电子控制领域展开深度合作，并与浙江大学工程机械学院、浙江大学高端装备研究院共同成立联合科研中心，充分利用浙江大学相关资源做支撑，助力企业突破技术壁垒。

轮峰建立了材料测试、力学测试、化学测试、工程应用研究为一体的实验中心，从源头上对上游原材料企业实现点对点扶持，驻厂指导，逐步提高原材料产品性能品质；对于下游客户永远秉承“为客户创造价值”的理念，充分参与市场竞争，为客户带去无可替代的价值。

找准方向 精准发力：捕捉和创造挑战背后的机遇

力矩传感器作为电助力自行车的核心部件，其性能直接影响到智能电助力自行车的性能。

八方：在中置电机技术方面，八方下一代开发方向将向多级内变速及无级变速方向发展。目前，该领域是许多国际高端品牌关注的重点，其技术难点包括专利、材料、加工工艺及材料处理等，同时还要考虑整车适配性、小型化、轻量化等特殊要求。

蓝图：自行车电子变速是未来的趋势。电子变速能让变速器甚至其他自行车零部件拥有传统机械不具备的功能，比如AI 可以根据地形进行变速或是自动变速，骑行者只需要一直踩踏自行车即可。蓝图会朝着这个目标不断突破和前进。

轮峰：我们致力于打造中国传动系统第一品牌，研制高强度、高精度、无噪声、精准快速的变速传动系统。

星恒：我们作为锂电池生产制造企业，是整个锂电产业链安全环中重要的主体，在材料供应商选择、材料质量检验、产品设计、生产工艺、仓储运输、安全测试、品质检验、安全教育等方面进行全面安全把控的同时，还将持续在锂电安全技术上加大马力开展科研攻关。星恒会持续优化迭代安全的源头材料，平衡兼顾超长循环寿命和超高安全性；持续升级BMS 系统和PACK 技术，不断完善全生命周期的安全预警，硬核保障电池智能安全；持续提升稳定性技术升级，不懈探索锂电池在极端环境的适应性，实现超高一致性；全力推动固态电池的研发，借助固态高安全锂电池体积小、更加稳定安全的优势，为不同类型、不同应用目标的场景，提供安全解决方案。

速瑞达：我们首先会持续稳固升级山地车变速系统，弥补差距，争取2 年内让产品达到国际领先水平；然后，在公路车变速系统方面进行突破，做出主流操作模式的技术平台，并以该平台为基础拓展开发集成液压刹车系统，争取2 年内让产品达到国际先进水平，3 年内达到国际领先水平。在电子变速领域，我们计划朝与电动车集成一体化的方向走，更换技术路线进行竞争，联合整车品牌进行差异化破局。

安乃达：我们目前正在全力研发和生产更高性能的电机力矩传感器。力矩传感器作为电助力自行车的核心部件，其性能直接影响到智能电助力自行车的性能。力矩传感器的升级迭代和研发始终是安乃达产品研发的重点方向。