专家谈：汽车三电发展趋势及对快速技术迭代的应对【SMM压铸峰会】lg...

6月6日，在SMM于浙江宁波主办的2024SMM压铸产业高峰论坛上，教授级高工/汽车行业专家杨晓建表示，新能源汽车三电技术的发展趋势是多元化、智能化和高效化。这些技术的发展将为新能源汽车行业的可持续发展提供有力支撑，同时也将为人们带来更加便捷、安全的出行体验。

中国汽车产业在过去的若干年内得到了迅猛发展，其成就是有目共睹的。汽车产业的技术先驱孟少龙先生曾经说过一句话：“造大车是小学生水平，造小车才是大学生水平。”毫无疑问，我们今天已经达到了大学生水平，是可以引以为自豪的。

固态电池和燃料电池或成为主流方向

目前的汽车动力电池市场主流产品仍然是液态锂电池。大家都知道这种电池存在着固有的缺陷，包括能量密度偏低和自燃问题。电视上曾有过报道，海南的一个废弃车辆停车场因自燃直接导致83辆汽车烧毁；在自媒体上关于新能源汽车自燃的事故也是屡见不鲜。今后的汽车电池发展将会是多元化的，其中固态电池和燃料电池有可能成为主流方向。

汽车电机技术

汽车电机技术已经非常成熟，用一句通俗的话来描述：电机是一个可以论斤卖的金属疙瘩，虽然看起来似乎没有什么可以进一步改进之处，但是前一段时间美国举全国之力投资2800亿美金，在电机基础技术方面做了专项研究，其中的不少项研究成果将对汽车电机技术产生巨大的影响。矩形截面电缆便是其中的一项成果，它能够提升电机绕线槽截面积的使用率，从而提高电机的电流密度。据了解，某公司也对电机技术做了重大的改进，仅这一项改进成果就可以让电机的成本直接降低到30%左右。

最后，电控技术是不可或缺的一部分，其发展也不容忽视。随着新能源汽车的普及，对于车辆的能源管理、安全控制等方面的需求也越来越高。因此，未来的电控技术需要更大的端子能量密度、更高的智能化以及网络化，以实现对新能源汽车的全面控制和管理。

综上所述，新能源汽车三电技术的发展趋势是多元化、智能化和高效化。这些技术的发展将为新能源汽车行业的可持续发展提供有力支撑，同时也将为人们带来更加便捷、安全的出行体验。

绿色可持续发展

绿色可持续发展是今后一段时间内非常重要的一个主题。欧美等发达国家承诺在2050年实现碳中和，中国是2060年，印度则是承诺在2070年实现碳中和。汽车工业具有产业链长、影响范围大的特点，应该成为绿色可持续发展的倡导者和领先者。正因如此，世界各大汽车公司正积极主动地展开绿色可持续发展的各项工作。美国通用、德国奔驰等公司承诺将在2040年实现碳中和，其他主流汽车厂都会在2050年前实现碳中和。这种要求也自然地传递到了汽车零部件公司，传递到汽车三电产品上。下面我们从一个材料视角来看产品是如何减少二氧化碳足迹的。

大家都知道铝是通过电解得来的，所有的电解铝公司都是耗能大户，一公斤铝的二氧化碳当量是22.4公斤，一公斤铜是3.3公斤，一公斤铁则只有2.3公斤的二氧化碳。如果我们能够使用低二氧化碳当量的材料，来替代高二氧化碳当量的材料，那么产品就一定能够变得更绿色一些。

欧美电车市场与我国的区别

欧美电车市场与中国有所不同，从下面几点可以看得出其中的差异：欧洲电车普遍比同档次的油车贵9000欧左右，大约是六万多人民币。贵在什么地方大家可能都比较清楚，主要体现在更高的法律法规和绿色环保要求上。欧洲的老百姓普遍不愿多花这么多钱去买一辆同等档次的电车，因此他们一般只有在买第二辆车，并且在有政府补贴的前提下，才会考虑电车。

另外欧洲制定了相应的法规，要求中国出口到欧洲的车企必须把生命周期结束的电池运回中国处理。这对大部分中国车企而言都是一个巨大挑战，成本和风险会大幅度提高。美国加州通过了一项法规，即向每个电车司机每三公里征税一美元，以补贴流失的燃油税，这也更好地保证了油车和电车的公平竞争。

从这几点上我们可以看得出欧美的电车市场和中国市场是有显著区别的，电车在欧洲远没有中国火热也是可以理解的。

汽车技术和汽车零部件系统

汽车技术和汽车零部件系统飞速发展让“快速技术迭代”成为当代热词，但很多时候“快速迭代”也成了试错模式的代用词，这是有问题的。要想做好高质量的产品研发，必须要有思维模式和行为方式的改变。

从救火模式和工作量前置模式谈起，由于快速应变市场，很多公司在产品成熟度不足时就投放市场，此后遇到一个问题解决一个问题，遇到N个问题，就解决N 个问题，这种遇到问题解决问题的方式，就是典型的救火模式，其成本是非常高昂的。大家都知道产品的生命周期分为这样几个阶段，分别为：产品概念形成阶段、产品研发和样件验证阶段、生产准备和量产批准阶段、投放市场和使用阶段，直至产品生命周期结束。

如果把一个问题在概念形成阶段发现并解决的成本作为一个基数，那么进入产品研发和样件验证阶段之后，其成本将升高到10倍；如果继续进入生产准备和量产批准阶段，其成本将高达100倍。而直至流落批量投放市场和广泛使用阶段，如果问题还没有被发现，此时解决问题的成本超过1000倍的案例比比皆是。正因为如此，我们就必须把我们的工作模式从救火模式改变成工作量前置模式。也就是尽可能地在早期发现问题，并在早期解决问题。

现在让我们看一看日本高田公司安全气囊系统中的气体发生器案例。据纽约时报2016年4月的报道，当时已经发现有2800万个安全气囊控制器的点火器存在安全隐患，14家汽车制造商已经召回了2400万例；美国彭博社报道的其召回费用大概是240亿美金。到了2016年1月，德国商报报道的是已经召回并更换了1亿个气体发生器，其中有7000万例是在美国。做一个简单的推算即可得出，此时的召回费用肯定超过了1，000亿美金，而且还有很多后续工作要做。毫无疑问，高田公司无法承担如此高昂的费用，早早就宣布破产了。

这个案例中的安全隐患究其原因是使用了不当的助推气体发生剂。这种气体发生器有一个特点，其表面积越大，爆破力越强，而当发生器受潮变成粉末状态时，其爆发力会大幅度增加，有可能会损坏气体发生器的充气盖，使得金属碎片飞出气体发生器，从而导致乘员受伤甚至死亡。到2018年底为止，已经至少有21个人因此死亡，150多人受伤，事故主要发生在美国。

如果这个气体发生剂的问题能早发现，并且早解决的话，那么产生的费用一定会低很多很多！

我们汽车产业还存在着诸多的不足和遗憾，汽车产业当前的状态是“生产工艺水平的发展快于产品研发技术的发展”“逆向工程能力”高于“正向开发能力”，这是一种不太好的状态，会影响到汽车产品技术的进一步发展。

这种状态与“工程思维”不足有很大的关系。工程思维就是从工程视角，或者说从产品研发角度来认知产品。从用户视角看待一个产品，它有三大属性，分别是产品功能、功能的安全性和功能的耐久性。也就是说产品在它的生命周期之内，无论什么情况下，都应该是好用的。人们目前普遍更注重的是产品的功能，而在功能的安全性和功能的耐久性上的研究是不到位的，也可以说是很不到位。回到工程思维主题，应该从产品研发的视角认知产品，它包含产品开发广度，产品开发深度和产品研发体系三大要素。从用户视角认知产品和从产品研发角度认知产品，这两者是一个硬币的两面，比如说汽车产品15年的耐久性是客户和市场的要求，而八百七十个温度循环等则是产品耐久性的设计目标。要想研发出一个好的产品，必须从产品研发角度定量地认知产品。

产品研发广度、深度和体系

下面我们用三个例子来说明什么是产品研发广度、深度和体系。大家都知道FMEA（失效模式分析与评估）是用于产品失效模式分析与评估的，是汽车行业要求的流程性和规范性文件，也是产品研发的工具和产品研发的工作之一。由于工作原因，我已接触过若干汽车零部件公司的FMEA（失效模式分析与评估）。FMEA的长度有几页的、几十页的，上百页的已经是凤毛麟角了，更不要说是超过一千页的。但是大家都知道FMEA（失效模式分析与评估）是一项防止产品失效的预防性工作，做好了就等于挖掘出了技术问题的全集，而技术问题都解决以后，产品失效的概率就会小；FMEA（失效模式分析与评估）做不好的话，那只能是挖掘到其子集，产品的质量就会打折扣。

失效模式分析与评估要求对RPN大于120的技术问题必须要有应对措施，直至将此技术问题的风险降低到可以接受的程度，即小于36。显然FMEA（失效模式分析与评估）是否到位，与产品质量有直接关系。一个汽车电子控制单元（ECU）的FMEA（失效模式分析与评估）完成得好的话，最后形成的技术文件可高达上万页，打印成A4纸摞起来有半人高。这一百多页和一万多页相比就是差距，也是逆向开发与正向开发的差距之一，毫无疑问会直接反应在产品质量上。可以设想一下，如果能够把FEMA，也就是失效模式分析与评估做好，产品质量一定会上一个大的台阶。

现在让我们看看什么是产品研发深度。可能大家都知道，自从PCB板焊接上电子元器件那一刻开始，就会生长金须，随着时间的推移，金须会变的越来越长，长到一定程度就会造成ECU内部短路，最终导致产品失效。遗憾的是当把失效产品从车上拆下来，放到回收箱运回供应商处，由于磕碰、振动等原因，金须就会断裂，失效问题就消失不见了，也就无法再现。供应商和主机厂之间就会产生分歧，到底谁对谁错谁也说不清楚。这种事情大家都有经验，因为是经常发生的事情。汽车电子控制单元（ECU）的尺寸大概在分米级别，它使用的芯片和被动元器件可以在厘米和毫米上度量，但是金须的研究必须从微米级别起步。需要在微米级别理解金须生长机理，从而得出金须生长的速度、长度与相关材料及其所处的环境之间的相互关系。从而在后续的PCB设计和电路设计中规避因金须产生的短路，达到提高产品质量的目的。有些技术问题研究一到两个深度就可以了，有些则需要挖掘到更深的深度，才能从根本上解决。这也是我们经常要问到五个以上“为什么？”的原因。因此，DRBFM（基于失效模式的设计评审）是提高产品研发深度的有效措施。

类似问题多之又多，所以单靠一两个方法措施是远远不够的，于是就要有一个好的产品研发体系来保障。博世产品研发体系包含诸多的内容，主要有5大元素，它们是：如何做好创新，如何做好产品研发，如何做好知识管理和能力水平的提升，如何做好产品研发的组织管理，最后是产品研发的领导力。刚才谈的广度和深度主要都包含在“如何做好产品研发”这个模块之中，此外模块还包括需求工程、产品架构、系统工程、耐久性设计、安全性设计、安防性设计等等。由此可以看出博世产品研发体系的内涵是极其丰富的，需要多年的产品技术和实践经验的积累才能形成。

现在从产品研发文化和领导视角解释一下对“产品的安全性”的认知和实践。产品的安全性是产品不可或缺的属性，博世要求研发的产品必须是足够安全的；如果不能做到足够安全的话，就必须把安全风险发生的概率降到足够低，以至于在生命周期之内，这种安全风险不会发生；如果这一点也做不到，就必须把产品的耐久性设计得足够高，以至于产品设计寿命结束前这个风险不会发生；如果这三点都做不到的话，产品设计概念必须推倒重来。这需要在研发团队里形成良好的研发文化，也需要从流程和研发制度上提供保障，让每个工程师都自觉地从安全性上把产品设计得足够好。回想一下当前的汽车产品状态，有些产品的安全性是不尽如人意的。

用一句话总结一下工程思维，即为：挖掘出产品技术问题的全集，换句话说是将产品的未知技术问题转化为已知技术问题，并在足够的深度从根本上解决技术问题，或者把技术问题的风险降到可以接受的程度。

技术“迭代”

下面我们谈一谈“迭代”的真正含义，是在硬件上要做到足够安全可靠，尽可能避免迭代的发生。而在软件上应该是在安全的基础上实施快速迭代。大家记住，这一定是要在安全的基础上实施快速迭代，脱离了安全，什么都不是。这才是迭代的真正含义。

现在我们要转回到改变思维模式和行为方式这个话题。

我们大家都在谈赶超世界先进水平，但实际上大家心里都很清楚，经过了这么多年，我们的水平和国际水平还是有很大的差距，而且谁也说不清楚什么是世界先进水平。所以说我们不应该满口空谈“赶超世界先进水平”，而要脚踏实地地设定一个目标，比如说目标可以是“每年耗死三个竞争对手”。这样就知道我们应该做什么，才能够比我们的竞争对手更好一点；只要能够做到每年耗死三个竞争对手，我们的企业在几年以后就是中国一流水平，再过若干年就能成为世界先进水平的企业。