中国电动汽车和电池行业的创新能力如何?

汽车   2024-08-04 22:00   江苏  

本文转译自非盈利机构ITFI的《How Innovative Is China in the Electric Vehicle and Battery Industries?》,个人觉得是一篇写得比较有见地的文章,但有些观点的内容有失公允,这里有删减。文章有点长。

关键要点

  • 中国汽车制造商生产了全球 21% 的乘用车(分析师估计到 2030 年这一数字将达到 33%),截至 2022 年,他们生产了全球 62% 的电动汽车和 77%的电动汽车电池。
  • 2020 年至 2023 年,中国全球电动汽车出口增长了 851%,其中最大份额(近 40%)销往欧洲。

  • 总体来看,中国电动汽车和电动汽车电池企业的创新能力和产品质量至少已经与西方同行持平,甚至在某些情况下超过了西方同行。

  • 中国电动汽车公司开发和发布新车型的速度比所谓的“传统”美国、欧洲和日本汽车企业快 30%。

  • 目前,中国科研机构占据电池领域高影响力研究出版物的65.4%,远远超过美国的11.9%。

  • 中国企业在电力推进领域的全球专利份额从 2010 年的 2.4% 增长到 2020年的 26.9%。

  • 中国的电动汽车和电池制造商受益于一系列创新重商主义政策,包括2009年至2023年超过2300亿美元的补贴、本土化生产等等。

  • 美国针对中国在电动汽车领域占据主导地位的长期应对措施应包括投资研发以加速技术创新、刺激消费者采用电动汽车(例如通过部署充电基础设施) 以及采取防御性贸易措施。


一、介绍

1985年,中国共生产乘用车5200辆。到2024 年,中国汽车产量将达到2680万辆,占全球产量的 21%。汽车分析师预计,到 2030 年,这一份额将达到三分之一。目前,在中国运营的 200 多家电动汽车制造商预计在 2024 年生产 1000 万辆电动汽车,高于2023 年的 890 万辆。2022 年,中国占全球电动汽车产量的 62%(尽管这一数字还包括在中国运营的西方制造商,如特斯拉),占全球电动汽车销量的 59%。同样,中国 2022 年的电池生产能力将达到 0.9 太瓦时,约占全球份额的 77%。中国两大电动汽车电池生产商 CATL 和 FDB(弗迪) 占全球电动汽车电池产量的一半以上,总体而言,中国制造商生产了全球75% 的锂离子电池。

正如《华尔街日报》所写,中国在电动汽车领域的全球领先地位源于“产业政策、保护主义和本土竞争活力的独特组合”。事实上,毫无疑问,中国的电动汽车行业极大地受益于积极的产业政策,尤其是中国在 2009 年至 2023 年期间对该行业投入了超过 2300 亿美元的巨额补贴,主要形式是购车补贴和销售税减免。中国的电动汽车和电动汽车电池公司还受益于其他“创新重商主义”政策。同时也受益于来自政府配套支持,包括世界领先的电动汽车公共研发 (R&D) 投资、积极的政府采购政策、积极部署电动汽车充电基础设施,以及消费者购买电动汽车的激励措施(例如免费车辆牌照和不限行)。

中国中央政府及地方政府都将提高电动汽车竞争力作为优先事项。值得注意的是,中国推动电动汽车发展的动力源于 2000 年代中期的一项认识,即中国企业不太可能在当时占主导地位的内燃机 (ICE) 技术范式中具备全球竞争力(尽管有严格的技术转让要求),因此中国领导人将电动汽车视为一项突破性或“跨越式”技术,这项技术可以使中国同时发展具有全球竞争力的国内产业,同时打破该国对外国汽车技术的依赖-以及至关重要的是,这需要进口内燃机汽车(及其石油)。正如一位行业观察家所解释的那样,“中国推动电动汽车发展的主要动机是能源安全。其次是产业竞争力,第三个是可持续性发展。”今天,中国在电动汽车领域的领导地位-就像人工智能、航空航天、生物技术、核能、半导体、高速铁路或任何其他先进技术一样——应该被理解为积累和扩大其国家实力的努力

然而,尽管中国的电动汽车行业确实受益于政府的大力支持,但中国电动汽车和电动汽车电池企业在产品创新、工艺创新、商业模式创新甚至客户体验创新等多个方面也越来越具有创新性。
在电动汽车电池方面,中国企业在电池化学方面取得了重大突破,一些中国电动汽车电池初创公司目前正在开发他们声称续航里程为 2,000 公里(1,300 英里)的电动汽车电池。由于电池占电动汽车价值的 40%,中国在电动汽车电池生产方面的主导地位为其电动汽车制造商提供了重要的先发优势。
此外,中国企业在汽车技术的其他方面也处于领先地位,从创新的汽车悬架系统到一系列新颖的数字功能;从自动驾驶、交互式语音控制到可实现从看电影到唱卡拉 OK 等各种操作的多触摸屏。中国企业还在积极创新汽车生产流程,从机器人自动化到数字化生产系统(即数字化制造执行系统)再到创新的铝压铸工艺。中国电动汽车制造商也在加快产品创新的步 伐。一项评估发现,中国电动汽车公司开发和发布新车型的速度比“传统”美国、欧洲和日本汽车制造商快 30%。简而言之,比亚迪、理想汽车、小米等中国领先制造商的电动汽车质量和创新性日益可与特斯拉或宝马的产品相媲美或超越它们。
中国电动汽车企业拥有日益强大的支持生态系统,包括中国大学和研究机构开展的高质量研发以及深厚的本地供应商基础等。特别是,近年来,中国有关电动汽车和电动汽车电池的科学出版物的数量和质量显著提高。例如,澳大利亚战略政策研究所 (ASPI) 发现,中国机构占电池领域高影响力出版物的 65.4%,大大超过美国的 11.9%。正如 ASPI 所写,“中国科学院在关键技术追踪数据集中表现突出。它在八项能源和环境技术中的六项中处于领先地 位,并且在电池领域位居全球第一。”与此同时,中国实体在电力推进领域的全球专利份额从 2010 年的 2.4% 增长了 11 倍至 2020 年的 26.9%。

比亚迪、理想汽车、小米等中国领先制造商的电动汽车质量和创新性日益能够与特斯拉或宝马的产品相媲美,甚至超越它们。


不可否认,中国的电动汽车制造商已成为该领域的重要全球参与者,并且无疑对曾经占主导地位的经济合作与发展组织 (OECD) 国家汽车制造商构成了长期威胁。为了应对这一威胁,美国对中国电动汽车征收 100% 的关税,欧盟也设定了高达 38% 的关税。虽然这是防止汽车制造联盟所称的潜在“灭绝级事件”(如果中国电动汽车公司大幅渗透美国汽车市场)的权宜之计,但仅靠市场限制并不能完全发挥作用。相反,领先的OECD国家需要加倍投入真正的技术创新。在这方面,政策制定者应该通过强有力的研发资金、研发计划(例如“BatteryShot”计划)来支持该行业,该计划可以帮助生产续航里程更长、性价比更高的电动汽车电池,并制定支持性政策来刺激消费者采用, 例如在全国范围内部署电动汽车充电基础设施。此外,政策制定者必须认识到,电动汽车等绿色技术只有在达到与现有技术的性价比(P3)时才会对美国买家具有吸引力,这意味着在给定的性能水平下,绿色技术已经达到了与现有的污染技术的价格平等,而无需对后者进行补贴或征税。

二、背景和方法

常见的论调是,中国是抄袭者,美国是创新者。这种论调往往支持了人们对美国技术和产业政策的漫不经心的态度。毕竟,美国在创新方面处于领先地位,所以没什么可担心的。首 先,这种假设是错误的,因为创新者可能会被成本结构较低的抄袭者夺走领导地位,美国许多行业都是这种情况,包括消费电子、半导体、太阳能电池板、电信设备和机床。其次,中国并不总是复制和追随。

为了评估中国企业和行业的创新能力,史密斯•理查森基金会支持信息技术与创新基金会(ITIF) 开展研究。作为这项研究的一部分,ITIF 重点关注特定行业,包括电动汽车及其电池。

诚然,评估任何国家产业的创新能力都很困难,但对中国产业来说尤其困难。尽管如此,ITIF 还是依靠三种方法来评估中国在电动汽车和电动汽车电池方面的创新。首先,我们对从“2023 年欧盟工业研发投资记分牌”上列出的电动汽车公司中随机选择的两家中国电动汽车公司进行了深入的案例研究评估。其次,我们就中国电动汽车行业进行了访谈并与全球专家(我们提供匿名参与)举行了焦点小组圆桌会议。第三,我们评估了有关电动汽车创新的全球数据,包括科学文章和专利。

三、电动汽车和电动汽车电池的重要性以及美国的作用

对气候变化的担忧促使各国政府开始关注寻找替代能源。因此,电动汽车及其相关的电池技术近年来变得越来越重要。为了减少温室气体 (GHG) 排放,各国政府采取了各种策略来刺激对电动汽车的投资和采用。例如,在 2021 年《基础设施投资与就业法案》和随后的《通胀削减法案》之间,美国国会已拨出超过 2450 亿美元的公共支出用于支持电动汽车的开发和采用。

尽管电动汽车越来越受欢迎,但它的存在时间却比大多数人想象的要长。美国发明家威廉•莫里森于 1890 年发明了第一辆可运行的电动汽车。目前人们对此的更多关注可能始于20世纪 70 年代,当时油价上涨和随之而来的天然气短缺引发了人们对替代能源的兴趣。这促使国会通过了 1976 年《电动和混合动力汽车研究、开发和示范法案》。

磷酸铁锂(LFP)电池技术起源于美国(1996年在德克萨斯大学取得了特别重要的突破), 但正如一位观察人士所说,“美国公司因缺乏短期回报而放弃了它”。相反,该技术最初于 20 世纪 90 年代在日本实现商业化,并长期由日本和韩国制造商主导。然而,过去二十年来,LFP 电池技术已经由多家中国公司进行了改进和完善,尤其是CATL 和比亚迪。

特斯拉已成为美国电动汽车和电动汽车电池技术的重要创新者,而 Rivian 和 Lucid Technology 等其他公司也已加入这一领域,与福特和通用汽车 (GM) 等传统制造商一起。通用汽车于 2010 年推出了 Volt EV,以应对丰田的普锐斯,并于 2021 年承诺到 2035 年只生产电动汽车,尽管通用汽车首席执行官玛丽•巴拉 (Mary Barra) 在 2024 年 1 月改变了这一承诺,称通用汽车今后的产品推出“将以客户需求为导向”,并将重新推出带插头的汽油电动汽车。从 2018 年到 2023 年,美国生产了 410 万辆电动汽车,使美国成为世界第三大电动汽车制造国(仅次于中国和德国),并使美国在此期间占据全球电动汽车产量的16%(在前六大电动汽车生产国中)。虽然美国在电动汽车电池生产领域已失去全球领先地位,但包括 QuantumScape、Factial Energy 和 Solid Power 在内的几家创新型初创公司正试图开发下一代所谓的“全固态电池”(ASSB),以重新确立美国在该领域的立足点(而韩国 LG 和 SK 等外国公司最近在美国扩大了其电动汽车电池制造业务)。

最后,必须指出的是,健康的汽车行业对美国经济至关重要。汽车行业历来占美国国内生产总值 (GDP) 的 3% 至 3.5%。汽车行业为美国提供了总计 970 万个就业岗位,约占私营部门就业岗位的 5%。美国汽车制造商创造的每个就业岗位都会为整个经济行业创造近 10.5个其他岗位。2022 年,美国实体在汽车研发上投资了 484 亿美元,约占全球汽车研发支出的 39%。汽车工业是美国金属加工和相关生产能力的核心,也涉及非常重要的军民两用应用(例如通用汽车在二战期间在坦克、车辆甚至飞机制造中发挥的关键作用)。简而言之,如果美国要拥有强大的制造业和充满活力的高科技经济,那么美国汽车工业就大到不能倒。

四、中国的电动汽车行业

新能源汽车 (NEV) 有几种类型,其中最重要的是纯电动汽车 (BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV) 和混合动力汽车 (HEV)。到 2024 年底,分析师预计,BEV 和 PHEV 将占全球新车销量的 21.8%,比 2023 年的 19.2% 增加 2 个百分点。(见图1)

图1:各国电动汽车销量及电动汽车占汽车总销量的比例

中国已成为电动汽车生产和销售的主导市场。分析师预计,2024 年中国将售出 1150 万辆新电动汽车(欧洲为 330 万辆,世界其他地区为 270 万辆),他们预计这将占今年中国新车销量的 44%。(见图 1。)2023  年,中国电动汽车销量比上年增长了 37%。2023  年12 月,中国占当月全球电动汽车销量的 69%,而 2023 年,中国占全球电动汽车销量的60%。分析师预计,到 2030 年,电动汽车将占中国年汽车销量的 70% 以上。

总体而言,中国企业已成为全球电动汽车行业的领军企业。截至 2022 年,中国制造商占全球电动汽车总产量的 62%,与 2012 年中国企业占全球电动汽车销量的 0.1% 相比,增长幅度巨大。(见图2)2023年,中国新能源汽车总产量达到891万辆,比上年增长34.2%,分析师预计2024年中国新能源汽车总产量将超过1000万辆。预计 2023 年,中国将生产 611 万辆纯电动汽车(占其新能源汽车产量的 68.6%),并额外生产 280 万辆插电式混合动力汽车。

图2:全球电动汽车销量(单位:百万辆)

据市场研究公司 TrendForce 称,截至 2023 年底,特斯拉占据全球纯电动汽车市场的19.9%,其次是中国公司比亚迪(17%)、广汽 Aion(5.2%)、上汽通用五菱(4.9%)和大众(4.6%)。(见图 3)(前 10 名之外的所有其他制造商占销售额的 34.9%。)然而,基于 2024 年第一季度和第二季度的产量(以及今年剩余时间的预测),分析师预计比亚迪将在 2024 年底超越特斯拉成为最大的 BEV 生产商。

图3:2023 年底全球十大纯电动汽车制造商的市场份额

仅考虑 PHEV,比亚迪在全球行业中占据主导地位,市场份额为 33.8%,其次是中国公司理想汽车,市场份额为 9.6%,宝马为 4.3%,梅赛德斯-奔驰和沃尔沃各占 3.9%。(见图4。)理想汽车在全球 PHEV 市场的份额从 2022 年到 2023 年增长了 182%。

图4:2023 年底前十大 PHEV 制造商的全球市场份额

具体到中国新能源汽车零售市场,比亚迪在 2023 年售出 276 万辆汽车,其次是特斯拉中国,售出 603,664 辆汽车,广汽 Aion 售出 483,632 辆。(见图 5。)总体而言,比亚迪在 2023 年占中国新能源汽车销量的 35%,是唯一一家市场份额超过 10% 的制造商。

图5:2023 年中国十大制造商新能源汽车零售量

同样,中国企业在全球电动汽车电池制造领域占据主导地位。CATL占据全球电动汽车电池市场的 37%,其次是FDB,占16%,仅中国前两大竞争对手就占据了全球一半以上的市场份额。(见图 6。)紧随其后的是 LG Energy 和松下,分别占 14% 和 6% 的市场份额。总体而言,中国电动汽车电池制造商占据全球约 75% 的市场份额。摩根士丹利分析师预测,到 2030 年,仅 CATL 一家就将占据欧洲市场电池销量的 35%。

图6:2023 年主要电动汽车电池制造商的全球市场份额


截至 2022 年,中国将占全球电动汽车销量的 62%,与 2012 年中国企业占全球电动汽车销量的 0.1% 相比,实现了巨大增长。


美国国家科学基金会 (NSF) 提供了各国在机动车、拖车和半挂车行业总增加值中所占份额的数据(遗憾的是,它没有单独列出电动汽车),并发现中国在汽车行业增加值的份额从 2002 年的 6% 增长了近五倍,到 2019 年增长了约 28%。相比之下,美国的全球份额在21 世纪大幅下降,自 2008 年经济衰退结束以来从未有过明显的复苏,而欧盟的份额从2008 年的峰值(31.2%)下降了约三分之一至 2019 年(22.3%)。(见图 7。

图7:机动车、挂车和半挂车行业增加值的全球份额

中国已成为全球最大的汽车出口国(包括轿车、运动型多功能车 (SUV)、皮卡和厢式货车),2023 年汽车出口量接近 600 万辆(560 万辆),远远超过德国和日本。2023 年中国纯电动汽车出口将增长 70%,达到 341 亿美元。截至 2022 年底,中国生产商约占全球电动汽车出口的 35%。从 2000 年到 2023 年,中国电动汽车出口增长了 850% 以上。中国 40% 的纯电动汽车出口到欧洲市场,这解释了中国在欧洲电动汽车市场的份额如何从 2019 年的 0.5% 增长到 2023 年的 9.3%,预计到 2024 年底这一份额将达到25%。


分析人士预测,到本世纪末,中国汽车制造商将占据全球汽车市场的三分之一。


或许令人惊讶的是,缺乏专业船舶一直是阻碍中国出口更多汽车的最大障碍。正如通用汽车印尼前总裁迈克尔•邓恩所解释的那样,“他们(中国)制造汽车的速度比造船的速度快得 多。”正如《经济学人》所写,目前中国电动汽车出口的最大制约因素是运输船只的稀缺。因此,金陵造船厂(位于南京附近)“昼夜忙碌,每天都有夜班”。中国汽车制造商比亚迪已委托建造一支由 8 艘汽车运输船组成的车队,以支持其全球电动汽车扩张;其比亚迪 Explorer 1 一次可运输 7,000 辆汽车。2023年,比亚迪出口新能源汽车242,765辆, 同比增长334%。总体而言,中国汽车制造商(和航运公司代理)“负责了目前全球几乎所有 170 艘汽车运载船的订单”。

但值得注意的是,在中国运营的西方汽车制造商仍占中国电动汽车出口的很大份额。例如,2022 年,仅特斯拉一家就占中国电动汽车出口总额的 40%。根据联合国 (UN) 商品贸易统计数据库的数据,按电动汽车出口额计算,德国略胜中国一筹。(见图 8。)截至 2022 年,按价值计算,德国仍是电动汽车的主要出口国,占 28.5%的份额,但中国以 18.6% 的份额位居第二。当然,这可能是因为德国豪华汽车产量更高(尽管小米和理想汽车等中国电动汽车制造商正在迅速缩小这一差距)

图8:五大电动汽车出口国出口额(十亿美元)

五、中国电动汽车和电动汽车电池行业的创新程度如何?

中国企业已成为全球电动汽车和电池行业极具竞争力和创新力的参与者。正如一份报告所指出的,许多人认为“中国是电动汽车创新的中心”。确实,正如 ITIF 中国电动汽车行业专家圆桌会议的评论员所观察到的,“中国企业非常具有创新性,尤其是在电动汽车领域”并且“中国在汽车电气化领域正在进行着非常了不起的创新工作。”

这与 2011 年的情况大不相同,当时特斯拉首席执行官埃隆•马斯克在接受彭博社采访时被问及竞争对手比亚迪的前景,他评论道:“你看过他们的车吗?我不相信他们能提供更优质的产品。”马斯克在采访中继续说道:“我认为他们的重点应该是确保自己不会在中国死掉。”在 2024 年 6 月的一次分析师电话会议上,当被问到同样的问题时,马斯克的说法有所不同,他回答说:“我们的观察是,总体而言,中国汽车公司是世界上最具竞争力的汽车公司。”

企业可以进行多种不同类型的创新,包括产品创新、流程创新、商业模式创新,甚至客户体验驱动的创新。以下部分分析了中国电动汽车和电池制造商在这些不同的创新轨迹上的创新情况。

产品创新

本节探讨中国企业在电动汽车电池和车辆其他部分的产品创新。

电动汽车电池创新

电池约占电动汽车价值的 40%,因此基本上构成了电动汽车的本质。虽然电动汽车电池种类繁多,但历史上最突出的两种类型是 LFP 或镍钴电池,它们可以分为镍钴铝 (NCA) 或镍锰钴 (NMC) 两种。镍钴电池在美国和欧洲生产的电动汽车中更受欢迎。例如,特斯拉使用 NCA 电池,部分原因是它们具有高能量密度,这意味着这些电池比其他可以存储相同能量的电池更小更轻。相比之下,LFP 电池代表了一种较老的电池化学成分,成本更低,使用寿命更长,而且在起火可能性方面也更安全。LFP 电池历来在中国等市场更受欢迎,因为这些市场的城市司机驾驶时间更短,行程更频繁(而不是在美国高速公路上长途行驶),因此司机更喜欢电池的低成本和更长的使用寿命(更多的充电机会),而美国和欧洲的司机则倾向于选择续航里程更长的大型车辆。


电池约占电动汽车价值的 40%,因此基本上代表电动汽车的本质。


然而,正如杨泽一在《麻省理工技术评论》中所写,“就在几年前,LFP 电池还被认为是一种过时的技术,在能量密度方面永远无法与 NMC 电池相媲美。”事实上,从 2016 年到2018 年,LFP 电池仅占全球电动汽车电池市场的 10%。但如今,LFP 电池约占全球电动汽车市场的 40%,正如杨致远所写,“正是中国公司,尤其是 CATL和比亚迪,通过先进的研究改变了这一共识。

正如研究公司 Wood Mackenzie 的电动汽车和电池高级研究分析师 Max Reid 所解释的那样,“这完全归功于中国电池制造商的创新。这使得中国电动汽车电池 [公司] 走在了前线,成为一线公司。”到 2023 年 2 月,福特宣布将投资 35 亿美元建设 LFP 工厂,并授权“CATL 提供的电池知识和服务”。2023 年 3 月,有消息称通用汽车正在与 CATL 讨论“建立北美电池生产工厂,该工厂将复制福特与 CATL 达成的许可协议”。美国最大的汽车制造商正在寻求获得中国电动汽车电池技术的许可,这无疑似乎证实了该公司产品的创新性。德国汽车制造商也是如此:自 2020 年以来,宝马一直通过与华晨汽车在中国的合资企业生产和出口其 iX3 电池电动汽车。

2024年4月,宁德时代宣布开发出快充“神行Plus”LFP电池,一次充电可行驶1000公里(621英里)以上。CATL 声称,只需充电 10 分钟,该电池就能实现 400 公里的续航里程。CATL  的“神行”电池的一个显著创新是消除了电池内的死角,使其能量密度几乎翻了一番。2023 年 6 月,另一家中国电动汽车电池制造商、总部位于合肥的国轩高科股份有限公司(其最大的上市公司股东是大众汽车)宣布,它已经设计出一种磷酸铁锰锂 (LFMP) 电池,一次充电也能行驶 1,000 公里。该公司声称,其 LFMP 电池每千瓦时 (kWh) 的成本比传统 LFP 电池低 5%,比镍钴电池低 20% 至 25%。该公司目前是中国第四大电动汽车电池制造商,预计将在 2025 年初向电动汽车组装商大规模交付电池。

电动汽车电池技术不断发展,下一代电动汽车电池预计将是全固态电池。与在电极之间使用液体电解质的锂离子电池不同,固态电池采用固体电解质,可提供更高的能量密度,使电动汽车更轻、更高效,续航里程更长。正如市场研究公司 TrendForce 所写,“ASSB 已成为下一代电池技术竞争的制高点”和“在未来的 ASSB 竞争中,日本、韩国、欧洲和美国的公司有机会超越中国,重塑未来电动汽车电池行业的竞争格局。”宝马计划在 2025  年推出首款基于美国 Solid Power 的 ASSB 技术的原型车,而“丰田、日产等日本公司已表示计划在2028 年左右实现 ASSB 的量产”。

但中国的电动汽车电池制造商可能已经抢先一步,或者至少将占据优势地位。2023  年 12 月,中国电动汽车制造商蔚来推出了 ET7 轿车,该车搭载由中国电池公司 WeLion 生产的半固态 150 千瓦时电池,一次充电可行驶 650 英里,该公司首席执行官李斌声称,该电池目前代表着“世界上量产能量密度最高的电池组”。 2024 年 4 月,中国汽车制造商广汽集团(同时也做电芯)声称,它已经开发出一种每次充电可行驶 620 英里的ASSB,并将于 2026 年为其 Hyper 车型大规模生产。中国政府已向 CATL 和比亚迪等中国公司提供 60 亿元人民币(近 8.3 亿美元)用于在中国研发下一代固态电池。

或许最有趣的是一个新进入者,太蓝新能源,这是一家总部位于重庆的初创公司,成立于2018 年,于 2024 年 4 月开发出首款汽车级全固态锂金属原型,单电池容量为 120 安培(Ah),实际能量密度为每千克 720 瓦时 (wh/kg)。如果该技术能够大规模生产,理论上电池一次充电可以支持 2,000 公里(超过 1,300 英里)的行驶里程。据太蓝介绍,该公司“在全固态锂电池领域取得了多项技术突破”。这些突破具体涉及“超薄致密的复合氧化物固体电解质、高容量先进正极和负极材料,以及最终形成 120 Ah 固态锂金属电池的集成成型工艺”。尽管该公司声称其电池是汽车级的,但尚未宣布具体的乘用车集成计划。无论 如何, CATL、GAC、太蓝、WeLion 等公司似乎肯定会在未来几年让中国公司保持全球电动汽车电池创新的前沿地位。
值得注意的是,总体而言,中国电动汽车电池制造商(以及电动汽车制造商)能够如此迅速且经济高效地在此领域进行创新的原因之一,很大程度上与该国在电动汽车电池供应链中下游环节的主导地位有关。例如,在原材料方面,中国开采着全球三分之二以上的石墨和 18% 的锂。总体而言,中国开采了全球每年开采的所有稀土元素的 60%,中国企业拥有全球近一半的钴矿和四分之一的锂矿。
中国在原材料加工和精炼领域的优势更为明显,到 2023 年,中国将精炼全球 95% 的锰、70% 的钴和石墨、67% 的锂和 60% 以上的镍。85根据国际能源署 (IEA) 的数据,将这些原材料转化为电动汽车零部件,中国占全球正极活性材料产能的近 90%,负极活性材料产能的占比超过 97%。中国还占据了隔膜加工市场的 78% 和电解液加工市场的 82%。此外,国际能源署的研究预计,未来几年中国在稀土领域的主导地位只会进一步增强,一份新报告称,“到 2030 年,超过 90% 的电池级石墨和 77% 的精炼稀土将来自中国”。中国 在这些供应链中的主导地位使其电池制造商能够以较低的价格获得关键化学投入,并使其在试验新材料组合方面具有先发优势(更不用说阻止竞争对手获取这些投入的潜在能力)。正如法国外贸银行亚太区首席经济学家 Alicia García-Herrero 所解释的那样,中国对关键化学材料的控制代表着“对该行业的最终控制,中国显然在其他国家意识到这一点之前就已经追 求了多年。”

电动汽车创新

正如AlixPartners汽车和工业业务全球联席主管安德鲁•伯格鲍姆(Andrew Bergbaum)所说:“全球汽车行业正在发生的革命,是由中国汽车制造商以令人难以置信的、曾经难以想象的速度不断成熟所推动的,他们做了许多不同的事情。”90这里的重点是,正如《纽约时报》的Keith Bradsher 所指出的,“除了电池本身,中国还在电动机生产以及将电池和电动机结合在一起的高效系统设计方面占据主导地位。”91

此外,与特斯拉一样,中国电动汽车制造商也高度重视电池本身以外的创新,特别是将数字功能融入车辆,如自动驾驶、驾驶辅助功能、导航辅助、虚拟现实,甚至“配备生成式人工智能和流媒体视频的多个高分辨率仪表板屏幕”。瑞银中国汽车研究主管保罗•龚解释道:“新型电动汽车更像是装有轮子电池的电脑。中国汽车制造商目前在整个电动汽车供应链中几乎领先于所有其他制造商。”随着硬件变得越来越简单,打造一款有吸引力的产品的重点已经转移到软件和新功能上。世界电动汽车日的创始人阿德•托马斯创造了“数字闪亮”汽车这个词来描述目前在中国生产的科技含量十足的电动汽车。

确实,正如《华尔街日报》的叶培建所写,“中国电动汽车至少配备两个、通常是三个显示屏,一个适合在后座观看电影,多个激光雷达(基于激光的传感器)用于辅助驾驶,甚至还有一个用于卡拉 OK 的麦克风。”另外,在 2024 年中国国际车展上,中国汽车制造商吉悦(吉利和百度的合资企业)展示了一款“可以完全通过语音命令和触摸屏控制的时尚轿车”。 蔚来为其汽车的每个座椅提供 350 美元的增强现实眼镜,并推出了一款可与汽车自动驾驶系统交互的智能手机。中国电动汽车制造商还在致力于开发交互式控制系统,该系统可以执行多种功能,例如分析驾驶员的健康数据和压力水平以提供驾驶建议,并允许驾驶员和乘客通过语音和手势控制汽车系统。

然而,现代汽车不仅仅代表着“数字光环”,事实上,现代汽车的数字组件——从电动转向和动力制动到导航系统和自动驾驶——都越来越多地由数字技术驱动。事实上,电子和数字技术对汽车成本的贡献已从 2000 年的 18% 增加到今天的 40% 以上,预计到 2030 年将达到 45%。

2024 年 5 月,小鹏汽车表示将推出其基于 AI 的车载操作系统 (XOS 5.1.0),目标是到2025 年在中国实现完全自动驾驶 (Level 4)。美国汽车工程师学会 (SAE) 定义了六个驾驶自动化级别,从 0(全手动)到 5(完全自动驾驶)),2023 年,梅赛德斯-奔驰成为第一家推出搭载 DrivePilot 技术的 SAE 3 级有条件自动驾驶汽车的汽车制造商。JiYue 的点对点自动驾驶仪 (PPA) 提供 2 级自动驾驶,其中计算机从驾驶员手中接管多项功能,并且足够智能,可以使用多个数据源将速度和转向系统编织在一起。

2024年4月,小米成为中国第八大电动汽车制造商。小米过去是一家智能手机和吸尘器、电饭煲等家用电器的制造商,2021年才进军汽车行业。其首款车型小米SU7销量已实现超过每月10000辆。正如《 华尔街日报》所写,小米“完成了其长期竞争对手苹果未能完成的事情:制造了一款电动汽车并将其推向市场。而且它只用了三年时间就做到了。”该公司已投资超过10 亿美元,致力于成为电动汽车制造商。

汽车行业分析师认为,小米 SU7 是特斯拉 Model 3 的有力竞争对手,后者售价便宜约4,000 美元,电动汽车电池续航里程长约 200 英里,且具备与 2 级自动驾驶功能大致相当的功能。例如,小米的 Pilot 自动驾驶系统可智能调整驾驶路线,实现无缝导航,并通过网格提供物体感知功能,可检测 5 厘米至 250 米范围内的物体。

小米的快速创新既得益于快速跟随技术,也得益于真正的、新颖的创新努力。正如沙华和久保田洋子在《 华尔街日报》中所阐述的那样:

为了节省时间和成本,该公司借鉴了特斯拉和其他汽车制造商的做法,挖掘自己的产品开发专业知识,并融入中国快速发展的汽车供应链。多年来,该公司一直在研究笔记本电脑、搅拌机和宠物摄像头,这帮助该公司开发出针对变化无常的消费者群体量身定制的功能,其中包括一块可拆卸的物理按钮面板,该面板以磁性方式夹在 16.1 英寸中央屏幕下方,适合那些不喜欢通过触摸屏控制音量或座椅的人。

特斯拉率先采用了“超级铸造”工艺来制造汽车底盘,这是一种金属压铸工艺,其特点是将熔融金属在高压下压入模腔。该技术将数百个制造步骤合二为一,从而节省了零部件、重量、成本和时间,帮助特斯拉将其 Model Y 底盘的生产成本降低了约 40%。正如华和久保田所写,小米采用了特斯拉的千兆广播流程,但“小米也必须进行创新”。具体来说:

注入压铸机的铝水必须是能够承受巨大压力的特定品种。小米必须开发自己的材料,开发一个人工智能程序,使用一种名为深度学习的方法来模拟不同材料在压铸机中的表 现。
其他中国电动汽车制造商也在积极采用压铸工艺。蔚来和小鹏汽车供应商广东鸿图科技(GHT) 已经生产了一台 6,800 吨的压铸机。现在,GHT 宣布将与特斯拉供应商 LK Technology 合作开发一台 12,000 吨的压铸机。值得注意的是,压铸工艺的世界领先先驱之一是位于意大利布雷西亚的 Idra srl。作为铝镁压铸机的领先制造商,该公司在过去 68 年中已在全球范围内设计、生产、定制和维修了超过 13,000 台机器。然而,2008 年, 总部位于香港的力劲科技 (LK Technology) 收购了 Idra,这是欧洲允许其制造业的瑰宝(如德国工业机器人制造商库卡 (Kuka))落入中国手中的另一个例子。
总体而言,研究公司伯恩斯坦估计,尽管中国电动汽车拥有更先进的技术,但其制造成本只有欧洲电动汽车的一半。尽管中国政府推动汽车行业发展的努力无疑是汽车行业发展的关键因素,但如今汽车公司自身也在推动大量创新。正如一位分析师指出的那样,“竞争如此激烈,迫使每家汽车制造商都开发新技术。”
除了电气化和数字化功能外,中国汽车制造商还在创新许多其他汽车功能。例如,2023年,仰望(比亚迪的豪华电动车子品牌)推出了 DiSus-X 悬架技术,该技术使其四电机电动车 U9 仅靠三个车轮行驶,而四个车轮则可腾空旋转。
西方公司对中国电动汽车制造商的投资也证实了中国电动汽车制造商确实具有创新性。例 如,2023 年 7 月,大众汽车斥资 7 亿美元收购了小鹏汽车 4.99% 的股份。2024 年 4 月,两家公司同意“扩大其平台和软件合作伙伴关系”,包括“联合开发中国电气架构和区域电气/电子架构,以使中国特定的电动汽车车型适应下一次创新飞跃。”另外,2024年5 月,韩国现代汽车和起亚宣布计划与中国互联网巨头百度合作,共同开发用于中国自动驾驶和汽车软件系统的地图和人工智能技术,而日产宣布与百度在人工智能领域建立合作伙伴关系,丰田与腾讯达成协议,在人工智能模型、云服务和大数据方面开展合作。2023 年10 月,Stellantis 与中国零跑汽车达成协议,后者分享电动汽车技术,Stellantis 成立一家欧洲合资企业,在中国境外销售和生产零跑汽车的产品。
可以肯定的是,这些合作背后有许多市场原因:中国的技术人才往往更容易获得且更便宜(肯定比欧洲更是如此),外国参与者有机会更接近当地市场、当地品味和当地开发的技 术。然而,另一个关键因素是,如果外国公司要获得支持汽车自动驾驶和导航辅助的地图数据等信息,中国政府实际上要求进行此类合作。例如,多年来,北京一直拒绝批准特斯拉为中国市场开发自动驾驶汽车所需的数据传输,多位分析师指出,这一因素为中国参与者在汽车自动驾驶方面赶上特斯拉提供了关键时间。事实上,直到 2024 年 4 月,特斯拉才获得在中国销售自动驾驶服务的批准,尽管北京规定这些服务必须基于中国科技巨头百度提供的地图和导航功能。
其他车辆创新
中国汽车制造商的创新不仅仅局限于电动汽车。例如,2022 年 6 月,来自 42 家公司和 3 所大学的研究人员团队推出了天津太阳能汽车,其开发人员称其为“中国首款完全由太阳能 驱动的智能汽车”。该车仅用了五个月的时间就开发完成,使用了 87 平方英尺的太阳能 电池板,每天可提供 7.6 千瓦时的电力。此外,中国初创公司 AutoFlight 还开发了一款概念验证型电动垂直起降空中出租车。该飞行器在翼梁上装有 10 个升力旋翼,用于垂直飞行,并配有三个推进式螺旋桨,用于巡航飞行。该公司计划首先开发无人驾驶货运版本,随后再开发可容纳一名飞行员和四名乘客的内部机舱。
流程创新
流程创新是指在组织内开发和实施新的或改进的流程、方法或系统以提高效率、效力和价值创造的过程。产品和工艺创新往往本质上是相互关联的——生物药物是从活细胞中提取 并在活细胞内制造的,是工艺和产品创新从根本上相互交织的一个很好的例子——但它们确实代表了创新过程中的不同步骤。
中国电动汽车制造商在工艺创新方面确实表现出色,尤其是在加快产品上市速度方面。正如《华尔街日报》的 Selina Cheng 和 Yoko Kubota所写 , “许多中国电动汽车制造商的运营方式更像初创公司,而不是传统汽车制造商。”他们指出,“中国汽车制造商的开发速度比传统制造商快 30% 左右,这主要是因为他们颠覆了数十年来全球在制造复杂内燃机汽车方面建立起来的做法。”
事实上,中国电动汽车制造商的车型在更新或改款前平均销售 1.3年,而外国品牌则为 4.2 年。例如,蔚来从项目启动到交付给客户仅用了不到 36 个月的时间,而许多传统汽车制造商则需要大约四年的时间。因此,中国电动汽车制造商能够在2017 年至 2023 年期间推出比外国同行多得多的新款和升级版电动汽车。在此期间,比亚迪推出了 19 款新车,包括蔚来 9 和小鹏 6,而特斯拉推出了 5 款,大众推出了 4 款,丰田推出了 2 款。(见图 9。)

图9:2017 年至 2023 年中国新推出和升级版电动汽车
中国电动汽车制造商的快速创新步伐让人想起当时诺基亚首席执行官史蒂芬•埃洛普的“燃烧平台”备忘录,他在备忘录中指出:“中国手机制造商推出新版本的速度比诺基亚完成 PPT 演示文稿的速度还快。”中国电动汽车公司将在2024年向市场推出至少71款新车型。
有几个因素可以解释中国电动汽车制造商的快速流程创新,其中设计实践的数字化自动化是一个关键因素。事实上,数字工具的使用和其他流程创新为新进入该行业的企业提供了便利。正如一篇文章所解释的那样,“中国电动汽车公司大量使用仿真软件来创建虚拟原型,并在更快的时间内进行更多迭代的测试。虚拟零件和模型可以在团队之间进行合作,3D 打印原型可以让工程师更快地完成反复试验。”132正如一位行业分析师在 ITIF 圆桌会议上所评论的那样,“对于中国的电动汽车制造商来说,设计阶段更多的是数字建模和模拟,而不是碰撞测试假人。”吉岳声称可以在六个月内完成其车辆产品设计。

2023年,中国企业部署的工业机器人数量将超过世界其他地区企业的总和。

另一个创新使用数字化生产系统的例子来自小鹏汽车。2023 年,小鹏汽车推出了智能电动平台架构 (SEPA) 2.0,推出了“一种制造汽车的全新平台架构”。该平台提供模块化、可互换的车辆平台,可支持多种车型,例如小鹏汽车即将推出的 G6 轿跑 SUV。小鹏汽车声称, SEPA 2.0 将帮助其将未来车型的研发周期缩短 20%,并将高级驾驶辅助系统和智能信息娱乐系统的改装成本分别降低 70% 和 85%。
中国电动汽车制造商也热衷于采用特斯拉开创的一项流程:利用软件更新车辆功能。例如, 蔚来汽车发布的汽车配备了备用芯片等潜在技术,使其能够通过软件更新频繁添加新功能。
通过软件更动态地管理车辆的功能可以实现另一项流程创新。正如程和久保田所解释的那样,“中国的汽车制造商正在越来越多地标准化他们的车型以节省时间。除了传统的机械平台之外,他们还对从重要软件到数字车辆操作系统(高管们将其比作智能汽车的神经中枢)等所有方面进行标准化。”该技术让人想起约翰迪尔如何生产一台拖拉机,但通过使用软件来控制其发动机的马力。
另一个促使中国电动汽车制造商快速上市的因素是中国供应商生态系统的深度。正如一位观察人士所言,“例如,如果客户反馈建议中国电动汽车的显示屏应该大几英寸,他们只需去供应商那里,几个月内就能做出改变。同样的过程必须经过一个设计周期,在西方汽车制造商那里可能需要三年甚至四年的时间。”但事实不仅如此,中国电动汽车制造商“愿意用 规模更小、速度更快的供应商取代传统供应商”。毫无疑问,中国汽车零部件供应商生态系统的深度为中国的电动汽车制造商创造了集聚效应和上市时间优势。
最后,值得注意的是,中国电动汽车制造商正在最大限度地利用自动化流程。正如一位专家告诉 ITIF 的那样,“中国企业在机器人硬件方面实力雄厚,尤其是在汽车领域。” ITIF 指出,2023 年,中国企业部署的工业机器人数量超过了世界其他地区企业的总和。事实上, 在控制工资的情况下,中国企业现在使用工业机器人的比例是美国的 12 倍。正如《纽约时报》的布拉德舍尔所解释的那样,“(蔚来)在机器人方面投入了如此多的资金,以至于它的一家工厂只雇佣了 30 名技术人员,每年就能生产 30 万台电动汽车发动机。”
市场和客户体验驱动的创新
中国电动汽车行业分析师还重点介绍了该行业使用的几种值得一提的其他创新战略。林成义在《哈佛商业评论》上撰文指出,中国电动汽车制造商早在 15 年前就开始在电动汽车电池技术上崭露头角,他们在相关行业试验电动汽车电池技术,然后转向消费汽车市场。正如她所解释的那样,比亚迪和吉利“通过专注于相关行业(即电动公交车和摩托车)来启动电动汽车开发……他们在应对这些挑战中所学到的东西最终促成了他们的电动汽车制造战略。”
她继续说道:
例如,与商用轿车相比,公交车更重,载客量也更大。此外,大多数公交车每天运营约18 小时。因此,它们对电池和电力存储的要求更高。而且更强大的电池需要更长的充电时间。比亚迪瞄准了相邻行业,早在 2009 年就开始突破电池技术的界限。比亚迪以电动公交车作为其进入北美市场的入门产品,如今它们在南美市场也很受欢迎。
本报告后面的部分研究了中国政府支持电动汽车行业的政策,探讨了中国政府在推动电动汽车充电基础设施建设方面发挥的关键作用,这些基础设施建立了中国消费者对电动汽车市场的信心。但林指出,中国电动汽车制造商也与不同的客户群密切合作,以推动电动汽车的采用。他们认识到出租车运营商每天需要部署两队汽车,一个早高峰,一个晚高峰,所以他们“共同设计”了一个时间表,让早高峰的车队在晚上 8 点后充电,晚高峰的车队在夜间充电。共同设计这个时间表有助于克服出租车司机最初对电动汽车的抵制,因为它“不仅解决了电动汽车的电池限制,而且还有助于平缓城市电网的消耗曲线。”这是管理汽车电气化转型所需的系统协调的一个很好的例子。
这个故事也强调了这样一个观点:中国电动汽车制造商往往更能适应中国市场的客户需求。正如一位德国汽车业观察家所说:“从德国汽车制造商的角度来看,[他们对待中国市场的方式是]要么给他们带来一款不是顶级的二线汽车,要么卖给他们一款专为欧洲市场设计的高端汽车,比如一款马力很大的汽车。中国新能源汽车公司在挖掘当地市场和需求方面做得更好。”例如,小米在开始开发电动汽车时“非常熟悉[中国]客户的生活方式偏好”并且“可以 依赖其在家庭用品和小工具方面的内部专业知识”。此外,蔚来还推出了可更换电池的创新订阅服务。另一位观察人士评论说,中国电动汽车品牌极大地受益于“中国时尚”或“国 潮”现象,即消费者更喜欢国产产品和服务。
最后,从“品牌创新”的角度来看,值得注意的是,中国公司一直在精明地收购欧洲汽车品牌,以此作为在中国生产的电动汽车以欧洲品牌销售的后门(在欧洲和第三方市场)。例如,中国国有企业上海汽车工业集团公司(SAIC)于 2007 年收购了英国著名的 MG 品牌, 现在以 MG 的名义从中国出口廉价汽车,不仅出口到英国,还出口到澳大利亚。
六、中国电动汽车行业的创新投入
本节考察评估中国电动汽车行业竞争力的指标,考虑了研发强度、科学出版物和专利水平等因素。
研发强度
就汽车公司的研发投资水平而言(根据“2023 年欧盟工业研发投资记分牌”),中国在该研究中的前 15 名中占据 8 个席位。总部位于美国的 Fisker 和 Lordstown 分别排名第一和第 二,尽管这些公司大多是尚未盈利的初创企业,这严重扭曲了它们的研发强度。蔚来和小鹏是领先的中国公司,研发强度约占其收入的 21.3%。这领先于法拉利和阿斯顿马丁等知名汽车制造商。(比亚迪未列入 2023 年欧盟报告中,但 ITIF 研究发现其研发强度约为6.7%。)

表1:2023 年欧盟工业研发投资排行榜中领先的汽车研发投资者

科学出版物

2021 年,中国机构在汽车工程领域发表引用率前 10% 的论文数量超过欧洲机构。2012年,中国机构在汽车工程领域仅发表了约 26 篇此类论文;到 2022 年,这一数字增长了七倍,中国机构发表了约 184 篇引用率最高的论文。(见图10 )

图10:引用率最高的出版物中排名前 10% 的汽车工程出版物数量

中国有关电动汽车研究的科学出版物数量(相对于数万亿美元的GDP)在2011年左右开始显著加速,从当时的25篇增加到2020年的86篇。(见图11)

图11:中国电动汽车科学出版物数量(每万亿美元GDP)

澳大利亚战略政策研究所在其技术追踪器中并不追踪汽车或电动汽车的出版物。但它会追踪电池的出版物,而电池是电动汽车的关键投入。2023 年,中国机构在电动汽车电池领域的所有科学出版物中占有 20% 的份额。正如 ASPI 所指出的, “中国科学院在关键技术追踪器数据集中表现突出。它在八项能源和环境技术中的六项中处于领先地位,并且在全球电池领域排名第一。”

ASPI 发现,中国机构在电池领域高影响力出版物中所占比例为 65.4%,远远超过美国的11.9%、韩国的 3.8%、德国的 2.8% 和澳大利亚的 2.4%。(见图 12。)正如 ASPI 所写,“在电池领域,中国在高影响力研究中所占比例是美国的 5.5 倍,排名前 10 的机构中有 8 家位于中国。”

图12:ASPI 关键技术追踪数据库中电池相关出版物影响力排名前五的国家

同样,H 指数是一种定量指标,用于评估科学家或学者的研究贡献的影响力;实际上,它表明了其他学者引用原学者作品的程度。中国在电气屏障科学出版物的 H 指数得分是世界上最高的,比美国高出四分之一。(见图13。)总之,中国不仅在出版物数量上处于领先地位, 而且在“高质量”出版物方面也处于领先地位。

图13:2023 年电池科学出版物的 H 指数

专利

中国在机动车技术领域的专利合作条约 (PCT) 专利公布数量从 2013 年的 25 项增加到2023 年的 201 项。(见图14。)这意味着同期增长了约 700%(尽管基数较低)。相比之下,美国和欧盟的这些专利仅分别增加了约 32% 和 19%。

图14:机动车领域的 PCT 专利公布数量(B62D)

从PCT专利公布的全球份额来看,2013年至2023年,中国在全球的份额增加了11.9个百分 点(见图15 )。相比之下,欧盟和日本在全球的专利公布份额分别下降了约4.8个百分点和9.2个百分点。

图15:机动车领域 PCT 专利公布的全球份额(B62D)

一个相关的技术领域是电力推进技术,该技术涉及电动汽车零部件的设计。在这一领域,中国从 2013 年的 31 项专利公布增加到 2023 年的 660 项专利公布。这是一个惊人的增长,增幅超过 2,000%。(见图16。)相比之下,美国在这一领域的专利公布数量在此期间增加了约 242%。日本 2023 年在这一领域的专利公布数量比 2013 年减少了约 46%。

图16:电力推进技术领域的 PCT 专利出版物数量(B60L)

从该领域 PCT 专利公布的全球份额来看,中国份额从 2010 年的 2.4% 增长至 2020 年的26.9%。(见图17 )这意味着在此期间增长了 24.5 个百分点。美国的全球份额也增长了约6.5 个百分点。相比之下,日本在该领域的全球份额下降了约 34.9 个百分点。

图17:电力推进技术领域 PCT 专利出版物全球份额(B60L)

七、公司案例研究
本节对两家中国电动汽车公司进行了案例研究分析:比亚迪和理想汽车。它们是“2023 年欧盟工业研发投资记分牌”报告中特意选出的中国电动汽车公司的代表。
比亚迪
比亚迪,即该公司中文名称“比亚迪”的拼音首字母,于 1995 年在中国深圳成立。该公司的名称现已改为“Build Your Dream打造你的梦想”。比亚迪于 2003 年通过收购秦川汽车进入汽车行业。比亚迪最初的重点是制造内燃机汽车的电池,尽管该公司在 2008 年就生产了第一款 PHEV。2023 年,比亚迪成为全球最大的电动汽车制造商。它也是电动汽车电池的重要制造商。总体而言,比亚迪的产品范围涵盖了新能源汽车的整个产业链,包括乘用车、商用车、电池和汽车电子产品。
2023 财年,比亚迪的营收达到 6020 亿元人民币(820 亿美元),其中电动汽车约占70%,因为该公司占中国电动汽车产量的 37%(分析师预计到 2026 年这一比例将达到50%)。2022 年,全球销量前 10 的电动汽车中,有 4 辆是由比亚迪生产的。总体而言,比亚迪是全球最大的充电电池生产商,包括镍氢电池、锂离子电池和三元电池。2023 年,比亚迪生产了价值 117 吉瓦时 (GWh) 的电动汽车电池,而 CATL 的生产量为243.3。2020 年,比亚迪推出了当时具有革命性的长续航 Blade LFP 电池,该电池自燃的可能性远低于其他电动汽车电池。2024 年 8 月,比亚迪将推出了第二代刀片电池, 该公司声称“该电池组将比比亚迪第一代 LFP 电池更轻、更小、更高效”,“密度高达 190 千瓦时,续航里程高达 1000 公里”。除了刀片电池,比亚迪的其他核心技术还包括(电芯到车身)CTB集成电池技术和e^4驱动系统。
比亚迪凭借其在行业中的创新和领导力获得了广泛认可。事实上,从 2020 年到 2023 年,比亚迪在中国以外的地区获得了 191 多个国际奖项,彰显了其在该领域的全球认可和领导地位。这些荣誉包括扎耶德未来能源奖、日本年度电动汽车奖、联合国能源特别奖、日内瓦车展世界年度汽车和世界城市汽车前三名提名以及德国汽车创新奖。
截至 2023 年底,比亚迪的研发团队共有 69,700 名员工(远远超过特斯拉估计的 10,000至 13,000 名员工)。比亚迪研发人员的数量从 2021 年到 2022 年增长了 66%,比亚迪的研发团队占公司员工总数的 12.2%。截至 2023 年底,团队中有 36,018 名拥有学士学位,7,827 名拥有硕士学位,590 名拥有博士学位。到 2024 年 7 月,比亚迪报告称其已聘用 102,000 名研发人员。2023年,比亚迪招聘了约 30,000 名大学毕业生(本科和研究生),其中研发人员占总招聘人数的 80%。2023 年,比亚迪研发费用为 399.2 亿元人民币(55 亿美元),公司研发强度约为 6.7%。
截至 2023 年底,比亚迪在全球拥有 29,201 项专利,其中 18,968 项有效。自 2016 年以来,比亚迪每年都持续提交 2,000 至 3,000 项新专利。其中,23,346 项专利在中国大陆提交,1,300 项专利在欧洲地区注册,1,009 项专利在美国注册。值得注意的是,在美国提交的专利中,893 项专利来自比亚迪的汽车业务,其中近 570 项获得正式批准。
2017年至 2022 年,比 亚迪获得的政府新能源汽车采购补贴约为 41.75 亿美元,直接补贴为 9.2 亿美元,反映了 政府对新能源汽车行业的大力支持。
理想汽车
理想汽车成立于 2015 年,总部位于北京,是一家专注于设计、开发、制造和销售电动汽车(尤其是插电式混合动力汽车)的新能源汽车公司。该公司目前的产品包括高压纯电动汽车理想 MEGA、六座旗舰家庭 SUV 理想 L9、六座家庭 SUV 理想 L8 和五座旗舰家庭 SUV 理想 L7。2023 年,理想汽车销售 376,030 辆汽车,比上一年增长超过 180%;这使理想汽车成为中国第七大电动汽车制造商,市场份额为 4.9%。截至 2024 年 3 月 31 日的 12 个月,理想汽车营收为 102 亿美元,同比增长 182%。
理想汽车一直在开发 EREV4 动力系统、纯电动汽车技术和自动驾驶等技术。该公司在数字化转型背景下的电动汽车智能系统技术使其成为 2023 年IDC 中国未来企业奖卓越奖的获得者。理想汽车还是第一家获得全球最高 MSCI ESG 全球“AAA”评级的中国汽车制造商,该评级认可了其为实现环境可持续性而开发和使用清洁技术的举措。理想汽车于 2023 年将其先进的集成驱动模块 (iDM220) 引入该公司的电动汽车中。
与国内和全球同行相比,理想汽车采取了不同的发展和创新战略。理想汽车得到了美团和字节跳动等中国一些最大科技巨头的支持。创始人李想在创办公司之前已在互联网行业工作了 20 年,他与其他中国电动汽车初创企业走的路线不同,他专注于插电式混合动力汽车, 而不是纯电动汽车。与比亚迪更大众化的车型不同,理想汽车的产品更小众,例如 SUV 或更大的多用途汽车,针对的是家庭规模较大的富裕中国消费者。该公司最近才凭借其 Li-MEGA 进入纯电动汽车领域。
在研发和专利活动方面,理想汽车的研发投入在 2022 年、2021 年和 2020 年分别达到13 亿元人民币(1.93 亿美元)、7.42 亿元人民币(1.03 亿美元)和 6100 万元人民币(850 万美元)。2022 年,理想汽车的研发投入比上一年增长了 87%,尽管其全年研发强度仅达到约 3%(约为比亚迪的一半)。截至 2022 年底,理想汽车拥有 4,318 名研发人员,占员工总数的 22.3%。该公司表示,截至 2022 年底,其在中国拥有 2,028 项已获授权专利和 5,887 项待批专利申请。理想汽车的大部分专利已在中国申请并获得授权。
八、中国政府支持电动汽车行业的政策
虽然中国电动汽车企业本身的创新能力越来越强,但毫无疑问,中国目前在电动汽车和电动汽车电池领域的领先地位源于一项认真的战略和一系列旨在实现这一目标的产业政策。事实上,正如荣鼎集团分析师格雷戈尔•塞巴斯坦所解释的那样,“如果没有政府主导的产业政 策,电动汽车行业在中国就不会像今天这样。”
或者,正如哥伦比亚大学全球能源政策研究中心中国能源市场专家埃里卡•唐斯所解释的那样,“中国政府全力投入电动汽车。”
中国政府早在2001年就开始投资电动汽车相关技术,当时电动汽车技术被列为中国“十五” 规划的优先科研项目。不过,观察人士将中国电动汽车愿景的大部分归功于万钢,他于2007 年担任中国科技部部长。万钢让中国领导人相信,中国不太可能赶上内燃机汽车技术的全球领先者,但有可能将新能源汽车发展为一项跨越式技术。这是中国最早颁布的电动汽车政策之一,于 2009 年出台,承诺在接下来的三年内投入 100 亿元人民币(13.75 亿美元)支持该行业,并向 13 个城市的公共部门企业提供一次性新能源汽车购买补贴。

中国政府的支持在中国电动汽车行业发展的每个阶段都发挥了重要作用。

虽然中国最初希望扩大国内汽车生产,以此作为经济和就业增长的来源,但正如克莱斯勒前高管(现任中国汽车行业分析师)比尔•罗索(Bill Russo)所解释的那样,“中国推动电动汽车的主要动机是能源安全”,尤其是为了减少中国对石油(和汽车)进口的需求。第二是产业竞争力,第三是可持续性。也就是说,中国领导人今天将可持续性——特别是实现国家2060年碳中和气候目标——作为电动汽车部署的关键理由,一项研究发现,到2030年,电动汽车的渗透率(占中国汽车总量的20%)可以帮助中国减少6.2%的交通部门温室气体排放。

事实上,中国政府(包括中央政府和省级政府)的支持在推动中国电动汽车行业发展的每个阶段都发挥了重要作用,从制定战略方向、资助研发、为行业提供数百亿美元的补贴、部署充电基础设施,到通过政府采购、消费者税收抵免等一系列政策鼓励电动汽车的普及,再到随时为电动汽车(但不是燃气驱动的)汽车发放牌照。

补贴

虽然所有这些因素都推动了中国电动汽车市场的发展,但补贴无疑是其中最重要的。战略与国际研究中心 (CSIS) 的斯科特•肯尼迪 (Scott Kennedy) 及其同事估计,仅从 2009 年到2023 年,中国就向国内电动汽车行业提供了 2309 亿美元的补贴和其他支持。(注:其中 250 亿美元为研发投资,只要一个国家让所有国家的企业都有资格获得研发税收抵免或获得研发补助,ITIF 通常不会将其定性为扭曲市场的补贴。)CSIS 发现,中国对电动汽车的补贴近年来只增不减,仅前三年的补贴就估计达到 1209 亿美元(2021 年为 301 亿美元、2022 年为 458 亿美元、2023 年为 453 亿美元),而前三年的补贴总额为 490 亿美元,2009 年至 2017 年的补贴总额为 607 亿美元(当时年率为 67.4 亿美元)。2023年,中国政府向电动汽车电池制造商 CATL 提供 8.09 亿美元的补贴(是 2022 年 4.01 亿美元的两倍多),并向 亿纬锂能(中国第四大电动汽车电池生产商)提供 2.089 亿美元的补贴。从 2018 年到 2023 年,中国政府仅向 CATL 就提供了总计 18 亿美元的补贴。

CSIS 的估算计算了中国电动汽车行业的五种补贴支持形式:国家批准的购买者回扣、免征10% 的销售税、政府对基础设施(主要是充电基础设施)的资助、电动汽车制造商的研发项目以及政府对电动汽车的采购。CSIS 发现,从 2009 年到 2017 年,买方退税占中国政府对该行业支持的 62%,但随着中国政府在 2022 年减少买方退税并从 2023 年起取消买方退税,2023 年最大的支持形式(占总额的 87.4%,即 396 亿美元)来自销售税减免。


仅 2009 年至 2023 年,中国就向国内电动汽车行业提供了 2309 亿美元的补贴和其他支持。

中国对电动汽车行业(就像任何其他高科技行业一样)的补贴如此有害的一个关键原因是, 这些补贴使中国企业既能够在那些如果必须获得基于市场的回报率就无法生存的行业中维持生存,又能够以低于成本的价格销售产品并承受亏损,同时仍然能够建立规模经济。正如《纽约 时报》的布拉德舍尔所解释的那样,中国汽车制造商蔚来汽车在 2023 年 4 月至 6月期间亏损 8.35 亿美元,相当于每卖出一辆汽车就亏损 35,000 美元。(另一项研究发现,2023 年第三季度中国比亚迪每辆汽车的盈利能力仅为 1,460 美元,而特斯拉为 5,330 美元,并指出比亚迪为了扩大市场规模而压低了汽车价格。)此外,如果这种以低于成 本价销售汽车的激进策略失败,中国就会介入拯救这家汽车制造商。正如布拉德舍尔所观察到的,“当蔚来汽车在 2020 年几乎耗尽现金时,当地政府立即注资 10 亿美元,获得 24%的股份,一家国有银行带领一群其他贷方又注入了 16 亿美元。
因此,一个重要的问题是,中国政府和省级政府都在为中国电动汽车企业提供融资和补贴。正如美中经济与安全审查委员会所解释的那样,“地方政府,而不是中央部委,在为电动汽车购买者提供补贴方面发挥了主导作用。”这很重要,因为这意味着中国省级政府在扶持缺乏竞争力的企业和导致该行业产能过剩(以及效率低下)方面发挥了关键作用。中国地方政府为汽车制造商提供几乎免费的土地、几乎零利率的贷款和其他补贴。(世界银行的一份报告发现,2022 年,中国汽车行业整体获得的贷款利率约为 2%,仅为所有商业和工业贷款加权平均利率的一半。) CSIS 的 Ilaria Mazzocco 详细阐述道:“地方政府拒绝为其他省份生产的电动汽车提供补贴,政府官员通过仅从位于同一城市的制造商采购来支持当地企业。这造成了一个高度分散的市场,有数百家电动汽车制造商,其中许多制造商未能将汽车投入生产。”关键点在于,中国各级政府的补贴在很大程度上导致了电动汽车行业产能过剩,这也解释了为什么目前中国有超过 200 家电动汽车制造商。

青睐国内企业

长期以来,中国政府一直致力于在汽车供应链中优先考虑国内供应商而非外国供应商。例如,中国“中国制造 2025”战略(2015 年发布)规定,到 2020 年,中国每年销售的 100 多万辆电动汽车和插电式混合动力汽车中,70% 以上应来自本土品牌。2025 年的目标是80% 的市场份额(或当时估计的 300 万辆)。

最近,据报道,2024 年 3 月,中国政府要求比亚迪、吉利汽车控股有限公司等电动汽车制造商大幅增加对本土汽车芯片制造商的采购,这是减少对西方进口依赖、促进中国国内半导体产业发展的举措之一。中国工业和信息化部(MITI)已直接指示中国汽车制造商尽可 能避免使用外国半导体。该部此前曾“为汽车制造商设定了一个非正式目标,到 2025年,实现五分之一的芯片在本地采购”。

其他政策

虽然上述中国支持电动汽车和电动汽车电池行业的大多数政策本质上都是创新重商主义的, 但肯定有一些政策是合理或巧妙设计的,旨在促进电动汽车和电池的创新或这些技术的采 用。例如,中国在 2009 年至 2023 年期间向电动汽车行业的研发活动投入了约 250 亿美元。正如 ITIF 所写,选择通过建设性政策(例如对研发或教育的投资)在高科技行业竞争的国家可以产生造福人类的真正创新。

当然,中国政策制定者已经决定消费者更倾向于购买电动汽车而不是内燃机汽车。例如,上海当局长期以来一直免费为电动汽车车主提供牌照。在中国的许多城市,电动汽车不受交通管制措施(限制规定时间内上路汽车数量的政策)的限制,可以使用公交车道,并可免费停车。

中国还建立了全球最大的公共充电基础设施网络,公共充电桩保有量达到100万个,占全球总量的51%,截至2022年总额定功率将超过56千兆瓦。中国一些城市已经在城市中心区 建立了广泛分布的公共充电网络,几乎 100% 的电动汽车驾驶员可以在 20 分钟的车程内找到公共充电桩。然而,观察人士指出,中国在农村(甚至郊区)的电动汽车充电覆盖率 方面还有很长的路要走,并且“高速公路是中国公共充电基础设施网络的一个特别薄弱的环节”,高速公路公共充电器密度仅为挪威的六分之一。

政府积极采购电动汽车也为中国电动汽车市场的发展(以及电动汽车的普及)发挥了重要作用。2014 年,中国要求中央政府以及部分城市和公共机构在 2016 年之前至少有 30% 的车辆为电动汽车,而这一目标在 2016 年上升至 50%。一项研究发现,截至 2020 年底,中国各省的公共部门实体已经采购了超过 55 万辆电动汽车。CSIS 估计,2009 年至 2023 年期间,中国政府将向电动汽车采购 180 亿美元。

中国监管机构似乎也更倾向于允许创新汽车技术更快地进入道路。例如,正如布拉德舍尔所写,“在美国,特斯拉所谓的自动驾驶功能已成为一系列政府安全调查的对象。但在中国,监管机构和公众倾向于认为这项技术比依赖人类驾驶员更安全。”

九、美国应该做什么?
2023 年,美国电动汽车销量将突破 100 万辆(较上年增长 52%),电动汽车在美国市场的份额将达到 7.5%。目前,美国道路上有超过 450 万辆电动汽车。相比之下,目前全球道路上超过一半的电动汽车都在中国。
美国政策已为刺激电动汽车的生产和普及做出了很大贡献。如前所述,在 2021 年《基础设施投资与就业法案》和随后的《通胀削减法案》之间,美国国会已为电动汽车拨款超过 2450 亿美元的公共支出。截至 2024 年 7 月,购买新电动汽车的美国人可能有资格获得高达 7,500 美元的税收抵免,而购买二手电动汽车的美国人可能有资格获得高达 4,000 美元的税收抵免。2024年6月,美国财政部和国税局宣布,自2024年1月1日起,美国消费者在购买超过15万辆清洁能源汽车时节省了超过10亿美元的前期成本。自 2023 年1 月以来,在美国销售的电动汽车价格下降了 20%,而公共充电站的数量增长了 70%。美国不断努力通过公共和私人投资来推广更多的充电点,并且美国的快速充电器产量也有所增加。
2024 年 1 月 18 日,美国能源部 (DOE) 宣布为零排放汽车和移动出行的研究、开发和技术集成项目提供超过 1.3 亿美元的资金,这些资金还将用于启动先进电池研发联盟。这笔资金是本月早些时候美国能源部为同一项目额外拨款 3200 万美元的基础。
2024 年 7 月 11 日,拜登政府宣布向通用汽车、Stellantis 和其他汽车制造商提供 17 亿美元补助,以帮助在美国八个州重启或扩大电动汽车制造和组装。补助将涵盖汽车供应链的许多部分,包括电动摩托车和校车的零部件、混合动力系统、商用卡车电池和电动 SUV。
2024 年 5 月,拜登政府将对进入美国的中国电动汽车征收的关税提高了四倍,从 25% 提高到 100%(此外还对所有进口到美国的汽车征收 2.5% 的额外关税)。欧盟方面于2024 年 6 月 12 日宣布,将从 2024 年 7 月 1 日起对中国进口汽车征收 17.4% 至 38.1%的关税,此外欧盟还需对汽车征收标准的 10% 关税。
《通胀削减法案》包含一些条款,其目的是在未来两年内阻止从“令人担忧的外国实体”的公司进口电池和关键材料。特别是,从 2025 年开始,使用中国供应商的汽车的购买者将不再有资格享受 7,500 美元的清洁能源汽车税收抵免。
尽管如此,正如 ITIF 所写,清洁能源技术通常只有在达到 P3 水平时才能与现有技术竞争。因此,例如,当电动汽车的生命周期成本与同等内燃机汽车相同,并且在可靠性、加油、续航里程、加速、载货能力等方面具有大致相同的性能时,电动汽车将达到 P3 水平。政策制定者还必须认识到,仅靠价格信号、法规和补贴不足以推动清洁能源转型。相反,创新和技术进步政策(例如对下一代替代能源的研究和开发及商业化的投资)才是最佳解决方案。
2012 年,ITIF 呼吁政策制定者组织一项“BatteryShot 计划”,协调政府电池研究、开发和演示 (RD&D),目标是生产出总系统成本低于 250 美元/千瓦时且每次充电续航里程至少为300 英里的电池。虽然目标在 12 年后有所变化,但美国在电动汽车电池领域落后于中国,这表明下一届政府应该启动这样的“BatteryShot 计划”,目标是生产总系统成本低于 200 美元/千瓦时且每次充电续航里程至少为 1,000 英里的电池。这样的 BatteryShot 计划可能是前面提到的美国能源部于 2024 年 1 月表示将成立的电池研发联盟的一部分。
美国制造业网络成立于 2014 年,旨在确保美国在先进制造产品和工艺技术方面的领导地位,因此应该为电动汽车和电动汽车电池设立一个额外的研究所。美国制造业目前拥有五个关键领域的创新研究所——电子、材料、能源和环境、数字和自动化技术以及生物制造—— 其对清洁能源制造和制造供应链的承诺可以通过增加一个电动汽车研究所来进一步实现,该研究所可能属于美国能源部资助的研究所的管辖范围。
如果美国司机对国家电动汽车充电基础设施的全面、可靠和可信赖缺乏信心,他们就不会接受电动汽车。虽然在这方面取得了一些进展,但仍有许多工作要做。因此,美国各级政府机构(联邦、州和地方)应加强协调,为电动汽车充电站的规划、融资、许可和基础设施投资创造一个更便捷的环境。特别是,政府应该实施技术设备的互操作性和开放获取要求, 同时确保它们不会限制充电站的部署并选择“赢家和输家”。
观看 2024 年欧洲杯和美洲杯足球锦标赛时,很难不注意到中国品牌已成为这些赛事的主要营销合作伙伴。仅欧洲杯就吸引了中国品牌阿里巴巴(AliExpress 和 Alipay+)、比亚迪、海信和 Vivo。大众汽车因“成本控制”原因未能成为 2024 年欧洲杯的主要企业合作伙伴(该赛事在德国本土举行),这为比亚迪成为主要汽车合作伙伴打开了大门,这应该令人感到恼火——如果不是欧洲工业危机迫在眉睫的紧急警告的话。撇开这一点不谈,美国(以及欧洲和亚洲)的政策制定者应该通过立法,禁止来自中国等令人担忧的国家的公司在以下情况下营销其产品:1)该国不允许美国公司在中国市场销售(和/或营销)类似产品(即缺乏互 惠),或 2)如果这些公司的产品受益于窃取的技术或知识产权。

本报告记录了一系列创新重商主义政策,这些政策助长了中国在电动汽车和电动汽车电池领域的崛起。1930 年《关税法》第 337 条规定,当国内产业因不公平竞争而受到损害时,美国国际贸易委员会 (USITC) 有权禁止进口。下一届政府应指定一个特别工作组来识别和记录任何从创新重商主义实践中受益的中国或第三方国家的电动汽车或电动汽车电池公司,并与美国贸易代表和美国国际贸易委员会合作,阻止此类产品进入美国市场。从历史上看,美国贸易法通过 337 条款等贸易工具进行调查,以确定特定公司的特定产品(例如厚度小于 8 微米的铝箔)是否违反了美国贸易规则(例如倾销或知识产权盗窃)。这是一种非常狭隘的手段,外国侵权者很容易在侵权产 品之间跳来跳去,并经常逃避有效的起诉。美国政策制定者应该改革美国贸易法,这样,如果一家公司被认定为特定关注国家/地区的公司在美国市场上销售三种以上从盗窃的知识产权中获益的产品(在任何 10 年期间),他们就会被添加到美国实体名单中,并被全面禁止在美国市场上销售其产品。

为了规避美国关税,许多中国公司将墨西哥视为一个有吸引力的后门,开始生产产品并将其出口到美国,利用美国-墨西哥-加拿大(USMCA)的原产地规则条款。事实上,有强有力的证据表明,特朗普政府对中国征收的关税确实减少了美国从中国的进口,但增加了从墨西哥等国家的进口,部分原因是越来越多的中国公司在墨西哥建立业务。应对这一挑战 无疑将成为即将到来的 2026 年 USMCA 审查的一个关键要素,但就本报告而言,美国政策应明确指出,受益于知识产权盗窃或大规模工业补贴的中国企业生产的电动汽车和电动汽车电池将受到上述 100% 的关税水平,无论中国公司试图从哪个国家出口。

如上所述,中国主导着矿产和稀土开采和精炼供应链,为其电动汽车电池制造商提供了成本和先发优势。美国必须领导志同道合的国家联盟,建立不受中国控制的替代电动汽车电池输入供应链。2023年 6 月 22 日,印度同意加入矿产安全伙伴关系 (MSP),这是 13 个国家和欧盟的合作,旨在促进全球公共和私人对负责任的关键矿产供应链的投资。MSP 协调成员国应对四大关键矿产挑战:1)实现全球供应链多样化和稳定化;2)对全球供应链进行投资;3)在采矿、加工和回收领域推行高环境、社会和治理标准;4)增加关键矿产的回收利用。我们应加倍努力,吸引更多盟友加入伙伴关系。

采购清洁能源和原材料以及回收电池有助于降低生产成本,应予以鼓励。下一届政府应将资源投入到电池的清洁回收中,到 2035 年,这可以满足高达 18% 的钴需求和 17% 的镍需求。

十、结论

从 1985 年仅生产 5,200 辆乘用车到今年生产 268 亿辆,中国已成为全球汽车行业的主要参与者。总体而言,中国电动汽车和电动汽车电池企业在创新能力和产品质量方面至少与西方同行持平,在某些情况下甚至超过了西方同行。虽然宝马和特斯拉等最高端的西方公司仍然处于领先地位,但比亚迪、小米、蔚来、理想汽车等中国公司在豪华电动汽车层面上也展开了有效竞争,而在中端市场,比亚迪、极氪等公司在提供有吸引力、具有成本竞争力的电动汽车方面表现出色。中国在电动汽车领域的领导地位无疑是有意为之的产业政策和指导的结果,尤其是通过密集的产业补贴等市场营销活动。然而,在此基础上,中国电动汽车企业自身的能力、创新能力和竞争力不断增强。如果美国想重新夺回这一至关重要的技术领域的领导地位,还有很多工作要做。


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