罗兰贝格中国新能源汽车供应链白皮书2020(19)

1.3.4 价值链能力要求跨界延伸
新能源价值链对各环节的能力要求更加全面且广泛，能力重 点由传统的机械设计、制造、集成能力等向新材料研发应用、 电气化系统开发、软件算法研发等新兴能力转变，对主机厂及 上下游各玩家均提出了更高的要求与挑战，需要在招募相关 领域人才团队的同时，对现有研发流程与模式进行调整匹配。
1.3.4.1 新材料研发应用
新材料研发应用的主要难点体现在电池新材料、电控新材料 与电机新材料三大领域。
1) 电池新材料更多是正负电极与电解质材料的革新以及工艺 的升级，以实现能量密度的不断增长、安全性的持续保障、充 电效率的提升以及成本的充分平衡。未来电池材料的升级将 成为新能源汽车进一步广泛应用的关键突破点（例如固态电 池、锂硫电池等）。同时，新材料能否实现更高效率的自动化生 产也将成为降本关键。
2) 功率半导体材料成为电机控制和充电系统的关键部件。由于 当前IGBT已远不能满足未来高性能、高续航新能源汽车的需 求，以SiC、GaN（氮化镓）为代表的下一代功率半导体材料将成 为研发重点。这些新材料将进一步满足高压系统（如保时捷最 新的800V高压系统）的控制需要，减少散热与能量损耗，提升 效能，同时能够实现超级快充（例如15分钟补能80%），大幅降 低续驶里程焦虑。因此，在新能源汽车续航与性能提升过程中， 功率半导体将成为关键瓶颈，材料级别的革新势在必行。
3) 驱动电机的新材料应用主要集中在轻量化外壳、绕组材料与 永磁体。轻量化外壳通过采用新合金材料，实现系统质量的降 低。而更强大的绕组材料和永磁材料的广泛应用有利于电机性 能的进一步挖掘提升。
1.3.4.2 电气化体系开发
电气化系统的开发与集成对能力的要求与传统机械系统差异 显著，带来了新领域、高层次的技术挑战。在汽车电子国际标 准ISO 26262的指导与牵引下，电气化系统功能安全方面的开 发流程和技术标准被严格框定。
以动力电池系统开发为例，由于其电化学属性，导致电压、电 流、电量等核心参数均随着时间呈现非线性变化，为电池组工 作状态的监测、建模与评估带来了显著挑战，例如剩余电量的 准确估计、电池寿命的预测等。这也成为了动力电池组设计与 管理系统开发的核心难点。
另外，传统整车层面的匹配和优化更多集中在NVH、整车动 态响应和耐久性，但未来，随着400V甚至800V高压系统的引 入，整车电磁环境将愈发复杂，各电子系统间的干扰屏蔽和电 磁兼容面临的挑战十分艰巨。这就需要在掌握整车电磁兼容 与屏蔽的设计方法、流程、测试和风险控制策略等基础上，从 研发与架构设计阶段开始考虑相关问题的解决方案。