中國電機曾落後西方被鄙視,引進一家公司後,我們迅速彎道超車

2021-10-20     大國爭霸

原標題:中國電機曾落後西方被鄙視,引進一家公司後,我們迅速彎道超車

2013年以前,不少國人對我國發展新能源汽車都持悲觀態度,一是電池技術不高端;二是電機技術落後。要知道對於新能源汽車而言,電池和電機就像傳統燃油車的發動機和變速器一樣重要,我們在傳統燃油汽車領域之所以落後西方,主要就是在發動機和變速器領域。當時在新能源汽車領域,電池和電機又落後,難道我們又要在新能源汽車領域重蹈覆轍?時間很快到了2018年,當時中國在鋰電池領域後來居上,雖然不敢說技術世界第一,但是依靠龐大的銷量養活了電池公司,至少我們和韓國不分伯仲位於世界第一梯隊了,至少在新能源汽車領域,我們成功搶占了一個核心領域,另一個沒有掌握的核心就是電機了。2018年曾有人分析認為,中國在電機領域落後西方5年,但是誰也沒有想到,很短的時間內,中國就在最高端的電機領域實現了彎道超車,從落後到領先,這中間到底發生了什麼,今天我們一起來回顧這段歷史。並聊聊中國在電機領域取得的成就。

電機又叫電動機、馬達,1821年,世界上第一台電機問世,它的發明者是大名鼎鼎的科學家法拉第,有人可能不知道,電機的誕生比內燃機早許多年,真正意義上的內燃機1876年才問世,德國奔馳在汽車領域為何是最高端的品牌之一?因為全世界第一台能實際應用內燃機的汽車,就是德國發明的。我國第一台電機的誕生是在1905年,不過不具有實用性,當時只是用於教學展示。1917年我國才造出第一台實用的直流發電機,晚了西方近百年,這也導致我國後來在電機領域一直落後於西方,在電機領域,日本曾後來居上長期領先世界,當然這裡說的是整體情況,電機其實可以分為許多領域,比如交流電機和直流電機,直流電機又分為許多種,比如永磁式有刷電機、各類並/復/竄勵磁式電機、無刷式電機等,而交流電機則有異步電機、同步電機、開關磁阻電機,下面又可以分出許多子項。一個小小的電機就有這麼多分類,那背後自然代表了更多技術的差別和優異。電機的運用就非常廣泛了,大到油井的開採設備、輪船、汽車、飛機等,小到手機、CD等產品。

2019年以前,中國電機整體情況落後於日本等國,甚至連中國台灣的電機企業都比大陸厲害,但是一家美國企業卻給我們帶來了機會,它就是特斯拉。特斯拉剛做汽車時,首先面臨的情況就是要選擇一種合適的大功率電機,當時全世界沒有任何一種電機能滿足特斯拉的需求,因為當時電機想要達到內燃機的200匹馬力,電機的重量會高達800多斤,當時特斯拉並不出名,訂單也只有幾千台,所以全世界主要的電機巨頭都不願意接這個單子,2005年特斯拉找到了台灣富田電機,富田電機花了三年時間來攻克這個技術,最終造出了特斯拉滿意的電機產品,重量只有100斤,從這之後,特斯拉汽車的電機訂單就全部交給了台灣富田企業。雖然2012年左右特斯拉汽車銷量很低,但是到2015年銷量就超過5萬輛了,這就讓富田公司大賺了一筆,而且台灣電機相關產業也跟著大賺,比如台灣和大企業,它專門給富田提供減速齒輪,又比如台灣致茂電子,它就負責電控部分。本來電機產業台灣就掌握先進優勢,現在又有了特斯拉的加持,這讓台灣電機產業持續輝煌到2019年。

台灣市場太小了,所有先進技術產品的問世,如果沒有大規模市場來支撐,結局極大可能是被埋沒掉,當時中國大陸對新能源汽車的支持力度遠超全球任何國家,所以特斯拉看中了大陸市場。

2019年1月特斯拉超級工廠在上海動工,當時進入上海它能得到巨大支持的一個前提,就是特斯拉承諾90%的零部件本土採購,意思就是特斯拉上海汽車廠製造的汽車,90%的零件都將用中國本土生產的產品。這其實相當於一場產業鏈的轉移,這跟我們早期的市場換技術思路有點像,不過這次我們是市場換產業,我們要用特斯拉培育中國新能源汽車相關產業鏈,而電機產業就在這期間崛起。

為何特斯拉要放棄中國台灣選擇中國大陸呢?原因至少有三個:1、對新能源的巨大支持力度,特斯拉有巨額貸款和土地等政策支持;2、中國新能源汽車市場規模龐大;3、中國電機和鋰電池產業迅速崛起。這裡重點說電機產業的迅速崛起,2019年之前中國電機產業總體情況的確落後日本等國,但是我們有一個法寶,那就是全世界羨慕的龐大稀土儲量和加工技術。從2018年開始,特斯拉就開始嘗試永磁電機,因為永磁電機優勢太多了,可以說永磁電機已經成為電機領域技術最先進的存在,永磁電機的核心原材料是釹鐵硼磁體,它需要釹、鐵、硼等稀土熔煉得來,這種磁體最先由日本發現,美國通用汽車公司改進了冶煉方法,所以當時在這個領域日本和美國都占據領先地位。燒結釹鐵硼的專利很快被解凍,我國也在這個領域開始發力,雖然我們在技術領域落後於日本等國,但是我們有充足的稀土作為支撐,因為這三種稀土基本都掌握在我們自己手裡,一塊釹鐵硼磁體中,就這三種稀土就占鐵磁成本的30%-40%,也就是不管誰生產這種永磁電機,都要從中國買原材料,日本每年生產的永磁電機都需要從中國進口大量稀土,手握最核心原材料自然就有價格優勢。我們可以拿下更多訂單,然後有了充足的資金又繼續積累技術往上爬。

當時電機技術普遍使用的銅線是圓形,後來為了提升電機的功率密度,工程師發現可以把圓線改為扁形的線,因為圓線會導致相鄰的三根線有間隙,那麼在一定空間內可以放入的銅線截面積少了,而扁形的線則幾乎沒有間隙,這樣在一定空間內放入的銅線截面積,就比圓形的多了不少,就提高了電機的功率密度。但是扁線電機加工難度很大,因為不能互相干擾,為了解決這個難題,工程師在扁形銅線上塗了10層特殊材料,使用更先進的纏繞方式才解決了這個難題,現在全球主要的扁線加工產能基本在中國大陸,也就是說我們又掌握了永磁電機的一項核心技術,永磁電機最關鍵的兩項:永磁材料和扁線加工都被我們掌握在手裡,這就讓我們成為永磁電機領域第一梯隊的玩家了。永磁電機部分材料領域我們依然落後,這是事實。但是最核心的技術我們搞定了。

如果沒有國家高瞻遠矚,放特斯拉這條鰱魚進來攪動中國的新能源汽車市場,讓那些騙補貼的汽車廠備受煎熬,我國電機產業不會崛起這麼快,電池領域也是如此。當然最重要的還有一點,如果特斯拉也學習某些企業做大了為了利潤,就在技術上擠牙膏,不去追求極限的先進技術,那麼他們就不會大規模支持永磁電機,我們也就不會有機會這麼快崛起,如果特斯拉依然採用傳統的感應電機,我們還需要至少5年,才能在感應電機領域追上日本和中國台灣。雖然全面發展永磁電機對特斯拉有利,但是也讓我們永磁電機技術得到了快速發展,算是互惠互利了。

現在的特斯拉就像早年的蘋果,追求極限技術推動行業發展,可以說最近10年,全球電機市場正是因為特斯拉不斷追求極限技術,才帶來了全世界電機技術的高速發展,也讓中國電機技術得到了巨大突破。比如今年特斯拉Model Y就換裝了新的國產電機,不斷價格更低了,扭矩和功率反而比大陸以外的同類電機提升近10%,這就是國產永磁電機的崛起,也讓我們在這個領域整體上真正領先了世界。

除了永磁電機外,國內一大批傳統電機企業也崛起了,低端的有方正電機,五菱宏觀Mini的電機就是這家公司提供,高端的有華為三合一電機,暫時只列裝到了賽力斯上,而傳統電機領域,大疆無人機上的電機就是代表。2020年全球新能源汽車電機裝機量數據顯示,比亞迪、方正電機、蔚然動力、上海電驅動、寧波雙林等6家中企,紛紛進入了全球10強。

現在新能源汽車的趨勢從1個電機往3個電機發展,而且飛機領域也在往電動領域發展,已經有更多領域開始使用永磁電機,這就會讓電機的需求量增加,這會讓中國電機產業擁有更大的市場,也能讓我們賺取更多的利潤。在電機領域,中國已經從全面落後到部分領先了。曾經我們只能生產中低端電機,一度被西方鄙視,而且賺的利潤也非常少,如今我們在部分最高端的電機領域,已經領先世界可以賺高額利潤了,而且帶動了電機產業的崛起和周邊產業的發展。如果中國其它產業都能這樣一步步從落後到部分領先,然後整體領先再到全面領先,那我們的產業升級就不難了。雖然高端電機領域我們占據了一定優勢,但是我們並不能因此驕傲,因為某些西方國家已經眼紅,想要更換賽道把我們的優勢變成劣勢。

比如英國就在研發開關磁阻電機,這種電機可以不依賴稀土,理論條件下甚至比永磁電機更節能,而且一旦英國突破這種技術後,他們就會用某些藉口來打壓我們,此前英國技術戰略委員會已經明確提出:任何採用永磁電動機技術的新能源汽車不得在西方市場銷售,理由是提取稀土金屬會對環境造成難以置信的破壞。汽油也會污染環境,為何英國不禁止呢?說直接一點,英國是沒有稀土優勢,於是提議等新技術突破後就限制永磁電機,說到底還是貿易保護主義而已。傳統的感應電機雖然被永磁電機逐漸取代,但是它也有自己的優勢,日本一直在這個領域掌握優勢,並且有大量專利,所以他們開始和奔馳、特斯拉合作,想要研發更強大的感應電機,試圖在未來新能源汽車上分一杯羹。所以哪怕是我們在永磁電機領域暫時占據優勢,我們也不能掉以輕心,除了要繼續公關永磁電機外,還要跟上西方的腳步,不管是傳統的感應電機,還是其它方式的電機,我們都不能落下。不過我們也不用擔心,不管是英國還是日本,他們的市場都太小了,哪怕是掌握了先機技術,但是離開了龐大的市場又能掀起多大的浪呢?2021年僅上半年,我國電機產品出口額就高達98.9億美元,而進口只占27億美元,大家可能想不到,進口我們電機產品的國家主要是美國、德國、日本這樣的電機大國。中國電機產業已經崛起,未來全面領先西方國家是大機率的事情。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-sg/496131138_120082100-sh.html