加快關鍵核心技術攻關

文/吉耳

近年來，全球騎行熱潮興起，國內消費結構升級，人們對自行車、電動自行車中高端產品的需求不斷增長，市場亟需高質量、高附加值的產品。國外企業經過長期的發展，已掌握了大量的核心技術和市場份額，而國內企業則面臨著一系列需要突破的困難，怎樣縮短距離、奮起直追是國內企業當前的首要任務。

2022 年6 月，我國工業和信息化部、人力資源社會保障部、生態環境部、商務部、市場監管總局聯合發布《關于推動輕工業高質量發展的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）。在自行車、電動自行車領域，《指導意見》發布的關鍵技術研發工程有自行車變速器、中置電機力矩傳感器、高能效鋰電池安全技術。因此本刊專訪了相關企業代表，請他們介紹一下國內關鍵零部件技術的發展水平，其所在企業的研發投入和研發歷程、目前所取得的階段性成果，以及未來技術研發的方向等。

國內的變速器產品一直在嘗試突破國外技術壁壘，但目前還未進入主流的市場。我國自行車關鍵零件的核心結構被專利壁壘牢牢封死，鎖住“脖子”。前路漫漫，需要大家篳路藍縷，負笈前行。

正視不足 突破壁壘：國內技術發展的水平

輪峰：中國是一個自行車制造大國，但是在高端自行車變速器領域，國外三大品牌禧瑪諾、速聯、坎帕尼奧洛占據了大部分市場份額。中國自行車變速器制造業主要分布在長三角、珠三角地區，生產的變速器產品主要以9速以下居多，在高精度需求、高操控性能需求的競技類高端變速器領域存在一系列不足，在知識產權、材料工藝、制造工藝、研發技術等方面有待突破。

速瑞達：國內的變速器產品一直在嘗試突破國外技術壁壘，但目前還未進入主流的市場。我國自行車關鍵零件的核心結構被專利壁壘牢牢封死，鎖住“脖子”。前路漫漫，需要大家篳路藍縷，負笈前行。

在山地車領域，國內變速器目前處于中低檔水平，指撥的核心差距主要體現在以下幾個方面：一、在人體工程學方面，上擋行程損失大，遠離“零損失”，體驗感不好；二、在產品功能方面，多速別兼容、雙向釋放、多擋進及多擋退等方面均有差距；三、在產品質量（重量）方面，與禧瑪諾和速聯的高端產品相比偏重，在產品結構、加工工藝、材料等方面存在差距；四、后撥在張力釋放、穩鏈可靠性、穩鏈選擇、耐久性、整體強度及質量（重量）方面存在差距。

在公路車領域，差距主要在指撥上，體現在人體工程學應用、剎車與進擋雙控、退擋與進擋隨動、內走線和多擋退、油壓剎車集成、座管升降集成等方面。

目前，對于機械變速領域，禧瑪諾與速聯由于產品的技術平臺已比較成熟，因此投入的研發資源已經不多，而是把研發重心投入電子變速領域。如果我們在這方面加大投入，可以快速達到他們的領先水平。

在電子變速方面，目前，禧瑪諾和速聯利用先發優勢進行了完整的布局，走的技術路線是在傳統的機械變速基礎上升級電子變速的路徑，從而領導電子變速走獨立式、集成式、小型化的系統，在變速精準度、可靠性、輕量化、抗干擾等方面具備了領先的優勢。國內的企業一直在嘗試突破，目前，國內企業如輪峰、藍圖等沿著巨頭開創的路線進行開發，他們的產品剛開始發布，需要得到市場檢驗。

八方：力矩傳感器作為電助力自行車的核心零部件，其主要功能為采集人的腳踩踏力并將力（或力矩）信號傳輸給電機控制單元，從而讓電助力按人的踩踏意愿來進行輔助做功，減輕人的騎行負擔，通過控制調校達到人車合一的騎行體驗。現階段，中軸力矩傳感器既可以與輪轂電機（前驅輪轂或后驅輪轂）搭配在整車上，也可以與中置電機集成在一起做成一個中置電機驅動單元，不管哪種方式，原理都是一樣的。這兩種方式，八方的力矩傳感器均有采用，可滿足不同客戶對力矩傳感器的使用需求。

星恒：2019 年，多家電動自行車行業企業參與起草、制定的《電動自行車用鋰離子蓄電池》國家標準正式實施。該標準從電性能、安全要求、保護能力要求和組合外殼安全等方面，對電動自行車用鋰離子蓄電池進行安全驗證。如今，電動自行車用鋰離子蓄電池的設計和驗證均著重以安全為基本出發點，高能效鋰電池安全技術逐漸提升。正是因為在材料研發、電芯設計、工藝裝備、PACK 技術、BMS 智能系統構建和安全測試上都采用高標準、嚴要求，國內動力鋰離子蓄電池出貨量和質量已躋身國際領先行列，這也印證了國內鋰電池領域頭部企業的鋰電安全技術研發水平已能代表國際領先水平。

腳踏實地 砥礪前行：技術研發的歷程和投入

藍圖：研發是藍圖目前的核心競爭力。我們研發團隊有超過40 位研發工程師，年申請發明專利超過30 項，因此我們在中國自行車變速器研發領域屬龍頭企業。當然，與國際品牌的差距不是一朝一夕能拉近的，我們目前主要專攻電子變速器領域，單款產品投入研發近千萬，研發時間超過3 年。

如今，電動自行車用鋰離子蓄電池的設計和驗證均著重以安全為基本出發點，高能效鋰電池安全技術逐漸提升。

輪峰：公司建有企業技術研發中心，并與浙江大學等高校建立了長期的產學研合作，利用高校和科研院所的專業人才和研發設備，增強公司科技研發實力，推進技術進步。通過多年科技的投入和應用，輪峰先后共獲得產品專利43 項，并成功開發了碳纖維飛輪、中空一體化飛輪、無線電子變速系統、各速機械變速器等多系列高端產品。公司現有職工527 人，其中從事研發的相關科技人員65 人，占總人數12%。公司每年實施的在研項目不少于10 項，研發經費均被列入年初財務預算，同時公司也確保年投入的科研經費不少于銷售收入的5%。

速瑞達：公司成立于2014年，我們選擇的是通過技術突破，進攻國際中高端市場的發展路線。經過8 年努力，我們投入研發資金累計5 000 萬元以上，并在產品的差異化方面取得了突破，轉把、指撥、平推后撥、雙控公路指撥等產品在局部性能上已達到了國際先進水平。

星恒：成立近20 年來，星恒始終在技術研發、產品創新上持續加大投入。

星恒以中科院物理所技術為依托，兼具電芯、PACK 的研發與制造能力。創立至今，星恒始終專注鋰離子蓄電池的研發制造，根據市場需求，不斷進行技術的升級迭代，先后完成錳酸鋰、高能磷酸鐵鋰、超鋰S7（第7 代錳系多元復合鋰）、單晶錳酸鋰、單晶錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰雙材料技術路線的研發升級。每一次升級都帶來產品性能和安全性能的大幅度提升，以充分滿足應用場景的多元化需求。同時，星恒在工藝、PACK 結構、BMS 智能系統構建和安全測試上都有同步迭代升級。在結構設計上，新型蓋板設計與全自動激光立體焊接工藝具有專利技術。在工藝裝備上，電芯生產全面實現自動化。星恒全力為客戶構筑高效能鋰電池牢固的“安全防線”。

持續加大的研發投入是星恒不懈創新的第一動力。星恒設有電池研究院、電池工程院、產品中心、測試中心等專業的前沿技術研發部門，研發團隊人員占比近20%，在新材料開發、新技術應用、新型電池開發以及設備工藝改進等方面持續開展創新工作。同時，星恒設立蘇州+滁州雙測試中心，設置多個科研實驗區域，并配備行業先進的科研設備，構建高標準測試系統，為打造高性能、高質量產品提供重要數據支持和實驗驗證。目前，星恒測試中心已獲得TUV 萊茵目擊實驗室、CNAS 雙重權威認證，這表明星恒測試中心在測試能力和管理方面達到國際先進水平，進一步為星恒科研技術的提升提供助力。

八方：作為國內電助力自行車核心零部件龍頭企業，八方一直將技術創新放在企業發展的首要位置。十幾年來，公司不斷加大研發投入，逐漸培育出一批在行業內技術領先的工程師隊伍，現有技術開發人員200 多名，專利300 多項。公司每年都會發布具有國際領先水平的產品，從而加大了八方與整車品牌商的黏性。八方現有300 多個國內外品牌合作商，全球電助力自行車市場占有率為25%～28%。八方經過長達6 年多的研發，于2014年研制成功中置電機，將中置電機傳感器、控制通信等功能完美地結合在一起，從而開啟了與國際大牌直面競爭的格局。未來的三五年，在中置電機研發上，誰能在變速方向有所突破，誰就將占領技術制高點。

堅定信心 攻關克難:取得的成果和存在的差距

我們與國際先進技術水平還存在一定差距，特別是在機械制造領域的材料、設備、工藝技術仍需不斷進步。

速瑞達：大家都在討論卡“脖子”問題，獻計獻策突破專利問題，以期做出、做好高端變速器產品，以便滿足人們對美好生活的需求。我們認為，如果只集中在產品本身的視角看問題，其實很難突破。速瑞達團隊在聚焦產品的同時，還做了兩件事。第一件事是研究基礎幾何和基礎材料力學，探索基礎科學在變速器上的運用；第二件事是研究自行車的使用者，研究各個年齡段騎行者的身高曲線、手掌大小、手指的成長過程和男女生的差異等。在此基礎上，我們進行技術突破，打造細分市場的專利產品，并取得一些進展。

在山地自行車領域，速瑞達生產的指撥突破了零損失、多擋進、雙向釋放、高強度、輕量化等技術，產品功能處于國際先進水平；而差距則體現在多擋釋放、擋位可選、進一步輕量化等方面。后撥突破了穩鏈、張力釋放等技術，公司還為其研發了“向陽”運動的基礎結構。

在公路自行車領域，速瑞達生產的指撥突破了剎車與進擋雙控、退擋與進擋隨動、內走線、多擋進等技術，在變速的反饋方面取得局部領先；而差距則體現在液壓剎車、多擋退、電子變速、輕量化等方面。

輪峰：我們目前是中國首先實現了變速器系統套件全制程制造與銷售（飛輪、變速器、鏈條、鏈輪、曲柄）的企業，同時也是領先實現了無線電子變速系統產業化的企業。

我們與國際先進技術水平還存在一定差距，特別是在機械制造領域的材料、設備、工藝技術仍需不斷進步。由于我們涉及變速器領域的時間較晚，所以想要在知識產權領域有所突破，仍需不斷投入研發。

星恒：我們高度重視鋰電池安全技術發展，創新推出“六大安全體系”，實現19 年零重大安全事故。在選材上，我們采用成熟穩定的磷酸錳鐵鋰、磷酸鐵鋰材料，從源頭把控電池安全性；在電芯結構設計上，我們采用科學的方形層疊電芯，提升BMS系統+PACK 技術軟硬件，嚴格保障電池品質及智能安全；在產品品質上，我們圍繞蘇州+滁州雙測試中心，構建高標準測試系統，為打造高性能、高質量產品提供重要數據支持和實驗驗證。

截至目前，星恒鋰電池已獲得歐美及國內多個權威認證，包含ISO9001、IATF1694 質量體系及UN38.3、IEC62619、CE、RoHS、EN15194、UL2271、UL2580、UL1642、AIS-048、GB/T36672、BIS（IS16046）、GB/T36972、UL1973、CQC-1134 等。圍繞材料、設計、工藝、技術、認證，星恒在鋰電池安全技術方面保持了與國際前沿技術水平的同步。

八方：經過近幾年的快速發展，我國在力矩傳感器技術領域取得了長足進步。2021 年，在全球大約700萬臺電助力自行車中，采用力矩傳感器的整車約550 萬臺，而中國制造的力矩傳感器估計達到100 萬只（臺）以上。其中，八方于2021年銷售力矩傳感器總量達90多萬只（含中置電機內置力矩傳感器56 萬只），使我國產量占全球份額近20%。目前，國內、國際技術基本路線分兩大類：一類為大多數企業所采用的磁滯感應技術，另一類為電阻應變片技術。這兩類技術國內均有企業采用。八方采用的為磁滯感應技術，該技術因靈敏度高、精度等級高、溫漂小、信號傳輸簡單等優點而被廣泛應用。其缺點是對磁場反應敏感，尤其是放在中置電機中更易產生信號干擾，而要想改變這種狀況，電磁屏蔽技術是關鍵。另外，磁滯感應技術還存在工藝復雜、成本較高等缺點。第二類電阻應變片技術方案的優點是成本低、工藝簡單。其缺點是溫漂大、反應慢、精度低，在信號傳輸過程中易產生干擾。

目前，國內外力矩傳感器技術比較接近，而控制算法有較大差異，其他差異表現在工藝及一致性控制方面。八方力矩傳感器的精度及一致性穩居世界前列，已形成系列化產品。搭載八方力矩傳感器的中置電機被廣泛應用于城市車、旅行車、公路車、山地車等多種車型，市場占有率穩居全球前3 名（德國博世、中國八方、日本禧瑪諾）。在電助力自行車國際比賽中，八方產品多次助力選手奪取世界冠軍。

藍圖：我們作為打破變速器技術壟斷的國內企業，不斷進行投入和研發，目前，產品線多樣且積累了全球100 多個國家和地區的客戶。毫不夸張地說，在民用以及運動領域，藍圖已經有了一席之地。

藍圖目前和國際品牌的最大差距還是職業競賽領域的參與度，如奧運會和自行車規模最大的賽事環法等。我們也在努力收集職業車手們的意見，以便不斷改善產品，相信很快就能躋身職業競賽領域。

完善機制 發揮潛力：培養和吸引科研人才

經過近幾年的快速發展，我國在力矩傳感器技術領域取得了長足進步。2021年，在全球大約700萬臺電助力自行車中，采用力矩傳感器的整車約550萬臺，而中國制造的力矩傳感器估計達到100萬只（臺）以上。

星恒：星恒擁有一支懷揣鋰電理想、專業技能過硬、研發經驗豐富、洞悉市場需求的產研“夢之隊”。多年來，星恒注重高精尖科研人才的“引育用留”，在企業內部成立“鋰想學堂”，并積極引進外部資源，創新開展培訓工作，為人才提供豐富、專業的培訓課程和前沿技術知識，提升各環節人才的科研能力、素質和技能；健全科研人才發展機制，優化任職資格管理制度，提高專業評價環節的可信度。加大科研人才激勵力度，對研發過程中有突出貢獻的人員和團隊進行獎勵，同時減輕科研人員的事務性負擔；為科研人才搭建施展才干的廣闊舞臺，為其創造更多擔綱領銜的機會，助力人才在科研攻關任務中磨礪成長，同樣也為公司不斷輸送創新發展的動力。

八方：在獎勵制度上，我們給予員工專利貢獻獎、新產品開發獎等，以此作為激勵；在人才培養上，我們則采用師帶徒、老帶新等培養方式。

八方認為，培養人才的目的是更好地使用人才，發揮其價值和潛力，使培養與使用同步。人才使用過程是其得到培養、鍛煉和提高的最有效途徑。八方堅持使用和培養并重，充分挖掘人才潛力，采用人盡其才的用人機制，極力為優秀人才脫穎而出創造有利條件；充分發揮企業技術骨干人才的“傳、幫、帶”作用，幫助、指導新員工立足崗位成才，讓新員工熟悉和認同企業文化與理念；不斷提高研發人員的水平，提升其自主創新能力，鼓勵成果產出，提高企業核心競爭力，促進企業健康、快速發展。

輪峰：我們認為，企業要建立完善的研發人才評價服務機制，以體系制度保證人才的個人追求、能力塑造與企業需求高效對接，形成良性互動的生動局面，著力營造良好的人才發展生態。具體措施為：一要建立分類統籌的評價機制，以創新能力、質量、實效、貢獻為導向，完善研發人才評價體系；二要建立精準高效的管理機制，使創新成為研發人才的價值追求；三要建立拴心留人的服務機制，圍繞研發人才制定相關策略，最大限度發揮高端人才的長處、優勢、智能，真正做到讓想干事的有機會、能干事的有舞臺、干成事的有地位，培育好研發人才發展的原動力。同時，我們還建立了高質量人才自主培養體系，在科研實踐中培養了一批又一批富有創新精神和擁有濃厚研發興趣、充滿創新活力的生力軍，培育了團結協作、具有創新自信、敢于攻堅克難的青年英才，把研發創新和人才培養的主動權牢牢掌握在自己手里。

藍圖：我們主要用企業文化吸引價值觀相符的人才，建立合理的獎懲制度及培訓計劃，幫助員工快速成長，使每一個員工都知道公司存在的價值。在人才管理方面，藍圖花費時間和精力，了解員工的真實想法，以便做好管理工作。例如，公司平時會組織戶外活動，使員工形成歸屬感，滿足他們社交和情感的需要。

速瑞達：目前，國內在自行車變速器方面的研發人才嚴重短缺，我們希望媒體呼吁、政府支持、企業努力，一起解決人才瓶頸的問題，破解技術“卡脖子”的難題。在產品研發方向上，我們引導研發人員從結構專利開始，確保100%不侵權；從基礎數學（平面幾何）研究出發，形成原創結構，產生原創的專利；從騎行者本身出發，生產更加符合人體工程學原理的產品。我們就是這樣完成內部的人才培養機制的。另外，我們用待遇留人，進一步用股權留人。

深度融合“鏈式”攻關：產學研用一體化，使產業鏈上下游企業合作共贏

產學研用深度融合需要國家科技創新的體制機制作為保障和支撐，同樣也需要眾多高校、科研機構、企業等單位的齊心協力，還需要廣大科技從業者貢獻更多的智慧和力量。

安乃達：近年來，行業內的供應鏈上下游企業都在自己所在的領域不斷進行技術創新和突破。安乃達始終保持開放與合作的態度，和行業內的企業一起同心協力攻克技術難關、打通產銷渠道。相信在國家政策的大力支持下，電助力自行車產業將迎來更加高速的發展期。

藍圖：產學研用深度融合需要國家科技創新的體制機制作為保障和支撐，同樣也需要眾多高校、科研機構、企業等單位的齊心協力，還需要廣大科技從業者貢獻更多的智慧和力量。其最終的目的還是落在實際應用上，核心技術的突破和壟斷最終都要以形成核心的產品或者技術為目標。

產業鏈與創新鏈要相互依存、相互促進、協同聯動、同向發力。藍圖作為自行車產業上游供應鏈企業，針對產業鏈的斷點、痛點、難點、堵點進行科技攻關，努力推動產業鏈關鍵核心技術自主可控，確保產業鏈、供應鏈在關鍵時刻“不掉鏈子”。

速瑞達：變速器產品的技術壁壘主要包括專利、材料、工藝3個方面。企業可以聯合科研院所、技術研究機構進行專利的突破，在突破了專利封鎖后，接下來就是國家基礎技術水平的較量。而要獲得高性能的材料、穩定的工藝能力，企業則可以聯合科研院所，成立聯合項目攻關小組進行攻關。借鑒國家航空航天的技術，企業可以使用先進的材料和工藝，突破制約自行車行業高質量發展的基礎技術瓶頸。

核心技術的突破是整個產業鏈的整體突破，不同的技術需要不同的核心優勢廠家牽頭。這些核心優勢廠家可以整合上下游資源進行聯合突破，建立高效的分工與協作機制，以對標產品的量化目標為導向，進行高效率聯合攻關。

星恒：我們一直在推進產學研用的深度融合，使“科創基因”融入企業發展血脈。2021 年，星恒與天目湖先進儲能技術研究院共同創立“雙子星聯合實驗室”，進行“耐高溫、長壽命、高安全的錳酸鋰材料和電池技術開發項目”的研究，其研究成果之一“準固態高溫長壽命錳酸鋰電池技術及產業化”項目，榮獲安徽省科技進步二等獎。同時，星恒與蘇州大學、東南大學共同建立研究生工作站，設立博士后科研工作站，開展機械以及化學材料領域的科學研究、技術與產品研發、成果轉化、人才培養等各項工作，共同為推動鋰電產業可持續發展提供強有力的技術支撐和人才保障。

目前，星恒已同時布局電池原材料業務“星恒青源”、電池運營品牌“城滿電”和電池回收業務“星恒新材料”，開啟鋰電全產業鏈生態進化：“星恒青源”的生產包括Mn3O4/Fe2O3等在內的錳基鐵基正極材料前驅體；星恒蘇州、滁州、鹽城基地進行電芯、電池組的研發制造、銷售；“城滿電”進行電池運營；“星恒新材料”對電池進行回收、再利用處理和拆解處理；拆解處理后的材料返回到“星恒青源”用于生產前驅體。星恒串珠成鏈，推動鋰電產業躍升。

星恒重視企業的生態內循環建設，以更大的發展格局將從產業鏈到消費者都整合到一個生態圈中，激活更大的發展潛能，實現鋰電全產業鏈的各環節優化，在技術水平、產品一致性、研發經驗等方面都實現全面提升，更好地把控生產效率、產品品質，獲得整鏈的質效提升。星恒在增強企業實力的同時，亦能為社會的高質量發展做出更多的貢獻。

輪峰：為保障產品核心競爭力，我們與蘇州大學、中南大學、上海杰事杰研究院進行產學研合作，在材料領域、工藝工程領域、電子控制領域展開深度合作，并與浙江大學工程機械學院、浙江大學高端裝備研究院共同成立聯合科研中心，充分利用浙江大學相關資源做支撐，助力企業突破技術壁壘。

輪峰建立了材料測試、力學測試、化學測試、工程應用研究為一體的實驗中心，從源頭上對上游原材料企業實現點對點扶持，駐廠指導，逐步提高原材料產品性能品質；對于下游客戶永遠秉承“為客戶創造價值”的理念，充分參與市場競爭，為客戶帶去無可替代的價值。

找準方向 精準發力：捕捉和創造挑戰背后的機遇

力矩傳感器作為電助力自行車的核心部件，其性能直接影響到智能電助力自行車的性能。

八方：在中置電機技術方面，八方下一代開發方向將向多級內變速及無級變速方向發展。目前，該領域是許多國際高端品牌關注的重點，其技術難點包括專利、材料、加工工藝及材料處理等，同時還要考慮整車適配性、小型化、輕量化等特殊要求。

藍圖：自行車電子變速是未來的趨勢。電子變速能讓變速器甚至其他自行車零部件擁有傳統機械不具備的功能，比如AI 可以根據地形進行變速或是自動變速，騎行者只需要一直踩踏自行車即可。藍圖會朝著這個目標不斷突破和前進。

輪峰：我們致力于打造中國傳動系統第一品牌，研制高強度、高精度、無噪聲、精準快速的變速傳動系統。

星恒：我們作為鋰電池生產制造企業，是整個鋰電產業鏈安全環中重要的主體，在材料供應商選擇、材料質量檢驗、產品設計、生產工藝、倉儲運輸、安全測試、品質檢驗、安全教育等方面進行全面安全把控的同時，還將持續在鋰電安全技術上加大馬力開展科研攻關。星恒會持續優化迭代安全的源頭材料，平衡兼顧超長循環壽命和超高安全性；持續升級BMS 系統和PACK 技術，不斷完善全生命周期的安全預警，硬核保障電池智能安全；持續提升穩定性技術升級，不懈探索鋰電池在極端環境的適應性，實現超高一致性；全力推動固態電池的研發，借助固態高安全鋰電池體積小、更加穩定安全的優勢，為不同類型、不同應用目標的場景，提供安全解決方案。

速瑞達：我們首先會持續穩固升級山地車變速系統，彌補差距，爭取2 年內讓產品達到國際領先水平；然后，在公路車變速系統方面進行突破，做出主流操作模式的技術平臺，并以該平臺為基礎拓展開發集成液壓剎車系統，爭取2 年內讓產品達到國際先進水平，3 年內達到國際領先水平。在電子變速領域，我們計劃朝與電動車集成一體化的方向走，更換技術路線進行競爭，聯合整車品牌進行差異化破局。

安乃達：我們目前正在全力研發和生產更高性能的電機力矩傳感器。力矩傳感器作為電助力自行車的核心部件，其性能直接影響到智能電助力自行車的性能。力矩傳感器的升級迭代和研發始終是安乃達產品研發的重點方向。