圍繞純電動汽車（EV）的高性能化，可對馬達和電池進行有效熱控制的技術成了新的競爭核心。日本電裝（DENSO）等企業正加緊把使用製冷劑的新系統推向實用化。席捲全球純電動車市場的美國特斯拉正是注重熱控制技術的企業之一。該公司憑藉自主研發的系統設備領跑該領域，該設備用一個「8條腿」的奇妙零部件來冷卻整個車輛。圍繞純電動車主導權的開發競爭正在不斷升溫。

     

       

      「將在2025年實現實用化，充電時間將縮短至3分之1」，1月中旬，電裝熱管理系統開發部主要技術開發1科的科長大船悠在演講會上登臺發言時自信滿滿地表示。該演講會由岐阜縣主辦，主題為「新一代汽車研討會」。電裝發佈的純電動車熱管理系統引起了參會零部件廠商和金屬加工企業經營者們的熱切關注。

 

      電裝的熱管理系統首先利用熱泵式空調零部件，通過製冷劑來吸收來自戶外空氣和馬達等的熱量，然後利用這些熱量為車內供暖。與使用需要消耗車載電池電力的加熱器供暖相比，可使純電動車的續航距離增加3成。

   

      另外，電裝還利用感測器來檢測車載電池的高溫部位，優先使製冷劑流入這些部位，由此來避免溫差。通過保持相同的溫度，來抑制電池劣化，讓電池壽命延長2成。

 

      還不止於此，在充電時一邊用製冷劑冷卻一邊供電，還可使充電時間也縮短到目前的3分之1。電裝還自主開發出了用來統一管理這些精密控制的「汽車大腦」，也就是ECU（電子控制單元）。

  

      大船悠自信地説「電裝的優勢在於擁有引擎和變速箱冷卻技術和空調零部件兩方面的經驗，可以同時兼顧」。

   

      在根據2020年度銷售額整理的全球汽車零部件企業排行榜中，德國博世位居榜首，德國採埃孚（ZF）位列第3，這些企業雖在引擎等驅動零部件方面擁有強大實力，但在空調零部件領域卻處於相對弱勢。排名第2的電裝在作為純電動車熱控制基礎的技術能力上具有優勢。

   

      成熟技術再次受到關注

 

      「熱控制是一項成熟技術，但在純電動車領域，該技術的重要性得到了重新認識」，大船悠這樣介紹。引擎車使用引擎廢熱為空調提供熱源。剩餘熱量通過排氣管排出的機制等，這一熱管理的基本思路自1886年汽油車誕生以來一直沒有改變過。甚至可以認為，熱控制已經過了成熟期，成為無法産生革新的技術。

   

      此前純電動車開發的重點一直放在決定乘坐舒適性的馬達，以及左右續航距離的電池開發等方面，熱管理一直沒有被積極推進。但在全面普及期迫近之際，純電動車仍存在續航距離不夠長和電池容易劣化的課題。作為同時解決兩個問題的手段，馬達和電池的「熱」控制再次受到關注。

  

      「8條腿」的奇特零部件

 

      「這個零部件是啥？」，2021年夏天，日本調查公司MarkLines執行董事吉川正敏擦了擦額頭上的汗水，驚訝地睜大了眼睛看了一番。

    

  

      在拆解特斯拉2020年投放市場的SUV 「Model Y」的過程中，在汽油車上應該安裝引擎的部位，出現了一個形狀奇怪的8條腿零部件。該零部件就是特斯拉首席執行官（CEO）埃隆·馬斯克（Elon Musk）所説的「最重要的零部件之一」，即熱管理系統的核心零部件「八通閥（Octovalve）」。

     

      該零部件的最大特點是8根歧管的出入口分別設有開關閥。通過感測器找到高溫部分的歧管後，會只打開該歧管的閥門來輸送製冷劑。這個零部件就像「人的心臟」一樣。通過特斯拉自主開發的軟體進行精密控制，經由網路更新系統後，還可以追加功能。

 

      吉川驚嘆道「雖然結構複雜，但技術上的難度並不大。不過，這樣的零部件結構及功能方面的創意、設計並不是任何企業都能做到的」。其他企業也對此感到震驚，八通閥成了業界基準。

   

     日本三電復活的王牌

 

      「中國是最大市場，有望實現增長」，日本汽車零部件供應商三電（SANDEN）副社長小林英幸在2月底的財報説明會上如此表示。該公司2020年提交了業務再生ADR（自願清算的一種，法庭外的糾紛解決制度）申請，歸入中國大型家電企業海信集團旗下。該公司復活的王牌是與電動壓縮機組合在一起的熱管理系統。其技術能力受到了正在開發純電動車的美國蘋果的關注。據稱蘋果已經向三電諮詢了零部件開發意向。

 

     三電的熱管理系統把不需要用電的熱泵式空調和電動壓縮機結合在一起，可將電池的劣化降低至最小限度。還充分利用戶外空氣的熱量，為空調供暖。該公司還在與意在憑藉基礎零部件「e-Axle」來爭奪純電動車主導權的日本電産展開合作，共同開發對馬達廢熱和空調進行統一管理的系統。小林社長雄心勃勃地表示「我們將成為熱管理系統的全球領導者，到2025年躋身全球前5」。

 

      英國調查公司LMC Automotive認為，2030年全球純電動車銷量將達到約3300萬輛，增至2021年的7倍。在以引擎車為主體的全球熱管理系統市場上，日本電裝處於領先地位，但在純電動車時代，市場格局有可能發生巨大變化。圍繞左右新主導權走向的技術，競爭已經悄悄開始。

 

      中國的純電動車專利量猛追日本

 

      在熱管理等純電動車技術領域，中國企業正在展開攻勢。在5個主要國家的企業申請的純電動車相關專利中，從各個國家截至2021年的累計數量份額來看，中國達到25％，正在猛追目前居首位的日本（36％）。從單年的申請數量來看，中國已經排在世界第1位，存在感逐年提升。海外企業還在對擁有潛力技術的企業積極實施併購（M&A），今後日本企業也有可能處於劣勢。

      

         

      日本調查公司Patent Result（東京都文京區）和日經産業新聞聯手調查了純電動車的相關專利。結果顯示，中國的累計專利申請量增加到了2011年時的16倍，份額上升了19個百分點。相反，日本的份額下降了兩成。2021年，德國的份額為16％，美國為12％，南韓為11％，都只比2011年變化了1％左右。

 

      從各國的2020年單年專利申請量（基本上為確定值）份額來看，中國為46％，遙遙領先於日本（19％）、德國（15％）等國家。從單年數據來看，中國2016年超過日本之後，申請量達到日本的兩倍以上，累計申請量也在緊追猛趕。在中國政府支援純電動車生産和銷售的情況下，中國也在作為技術能力源泉的智慧財産權方面展開攻勢。

     

比亞迪等中國企業正在純電動車領域展開攻勢

  

      不過，按企業來看，豐田以7236項專利高居榜首。在排名前15位的企業中，日本佔據6席，數量最多，其次是德國，佔據4席，美國和南韓各佔兩席。中國企業僅有純電動車大企業比亞迪。

 

      中國的專利申請量多，但在按企業排名的數量排行中靠後，原因在於擁有純電動車相關專利的企業數量太多。中國企業超過1萬家，達到美國的3倍，日本的7倍。每家中國企業的平均申請量只有4項，不到日本的10分之1。

 

      中國企業的特點是，7成專利在中國國內申請。從充電樁結構相關專利來看，中國為3192項，是德國的5倍，日本的8倍，中國在車載電池和充電技術方面擁有優勢。

 

      按照在美國申請的專利對其重要度評出分數，並對申請企業排出名次的結果顯示，豐田排名第1，美國福特汽車位居第2位，本田排在第3位，日本、美國、歐洲、南韓企業佔據了前15席。而中國企業只有排在第30位的比亞迪和排在第50位的上海蔚來汽車（NIO）兩家，在專利內容本身的競爭力上還存在差距。

   

  

      在今後被認為對提高純電動車性能越來越重要的熱管理技術領域，目前日本和歐美企業同樣處於領先地位。日本Global Information和印度Markets and Markets的統計顯示，從熱管理系統的全球份額來看，日本電裝位居首位，擁有35％的份額，其次是南韓翰昂系統（Hanon Systems，18％）和法國法雷奧集團（Valeo，14％）。雖然還看不到中國企業的身影，但中國企業正在瞄準不斷擴大的純電動車用途，穩紮穩打地積蓄力量。

 

      通過併購強化熱管理技術

  

      中國企業的原動力是充分利用雄厚資本能力的併購戰略。中國大型家電企業海信集團將2020年6月提交業務再生ADR申請的日本三電納入旗下。

  

      另外，2022年3月提交ADR申請的馬瑞利控股（Marelli Holdings，原康奈可）也與中國大型空調企業上海海立集團合併了空調零部件業務。三電和馬瑞利的共同點是，主力産品均為汽油車使用的空調和熱管理零部件，並陷入了經營困境。

 

      諮詢公司艾睿鉑（Alix Partners）的鈴木智之指出「在汽油車中，空調和熱控制技術是很陳舊的技術，汽車製造商往往會低價採購這些零部件」。結果導致空調和熱管理零部件的盈利性降低，新技術開發也被推後。

 

      中國企業在熱控制技術能力上發現了潛力。鈴木智之説「原因是可以應用於家電和樓宇空調等其他行業，在純電動車領域也有望變成最有附加值的零部件」。

 

      在歐美地區，汽車製造商會通過市場等渠道購買二氧化碳排放權。美國特斯拉也通過企業之間的排放權交易來支撐收益。如果熱管理系統提高能源效率的效果得到評估，由第三方機構將其認證為可減排溫室氣體的零部件，那麼對於汽車製造商來説，就有可能産生排放權這一新價值。

    

      歐美企業也在擴大業務規模

 

      致力於熱管理系統的不只是中國企業。美國博格華納（Borg Warner）於2020年收購了美國德爾福科技（Delphi Technologies）。2022年1月還投資了開發電池熱控制技術的美國Qnovo。雖然博格華納的主力産品是變速箱等，但該公司把熱管理系統視為新的收益來源。德國馬勒（MAHLE）從合併到日立安斯泰莫（Astemo）之前的京浜（KEIHIN）手中收購了空調業務。法國法雷奧也通過2016年收購德國大型空調企業擴大了規模。

 

      據富士Kimera綜研預測，2030年汽車零部件市場規模將達到40.98萬億日元，比2020年增長約5成。將拉動市場增長的是熱管理系統。預測電池冷卻零部件的市場規模將達到目前的6倍。企業如何迎接41萬億日元市場的爭奪戰？全球大型供應商參與其中的激烈競爭已經打響。

 

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）淺山亮

版權聲明：日本經濟新聞社版權所有，未經授權不得轉載或部分複製，違者必究。