中國新能源汽車產業與技術發展研究

高曉嵐

摘 要 發展新能源汽車，是我國由汽車大國邁向汽車強國的必由之路。自國務院發布并實施《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》以來，中國新能源汽車產業取得了舉世矚目的成就，成為引領世界汽車工業變革的重要力量。本文重點分析了新能源汽車產業未來發展趨勢，對中國新能源汽車產業發展技術路線進行了研究，討論了未來新能源汽車發展關鍵技術。

關鍵詞 新能源汽車 發展趨勢 技術路線 關鍵技術

中圖分類號：F426文獻標識碼：A

1新能源汽車產業發展趨勢

1.1新能源汽車為世界發展經濟發展注入新動力

電動化、網聯化、智能化、共享化正在成為汽車產業的發展潮流和趨勢。新能源汽車融匯新能源、新材料和互聯網、大數據、人工智能等多種變革性技術，推動汽車從單純交通工具向移動智能終端、儲能單元和數字空間轉變，帶動能源交通、信息通信基礎設施改造躍升，有效促進能源消費結構優化、智能交通體系和智慧城市建設，具有廣闊市場前景和巨大增長潛近年來，主要汽車大國紛紛加強戰略謀劃、強化政策支持，跨國汽車企業相繼加大研發投入、完善產業布局。新能源汽車成為全球汽車產業轉型發展的主要方向和促進未來世界經濟持續增長的重要引擎。

1.2我國新能源汽車進入快速發展階段

經過多年的不斷努力，中國新能源汽車行業技術水平明顯提高，產業體系越來越完美，企業競爭力得到了極大的提升，產銷量、保有量連續四年躋身全球最高，智能化網聯化發展勢頭強勁，共享化應用市場崛起，產業進入交匯融合發展的新階段。同時，中國的新能源汽車也面臨市場競爭日趨激烈，發展動力需要改變，核心技術供應不足，產業生態還沒有健全等新形勢，新問題。我們必須抓住戰略機遇，鞏固良好勢頭，充分發揮基礎設施、信息和通信等方面的優勢，以及不斷提高行業核心競爭力，從而促進新能源汽車產業快速發展。

1.3融合開放成為新能源汽車發展的新特征

隨著汽車電源、生產和消費模式的全面變革，新能源汽車產業生態正逐步從零件、車輛研發、生產和營銷服務之間的“鏈式關系”，演變成汽車、能源、交通信息和通訊等多主體多領域參與的“網絡生態”。 相互賦權和協調發展成為各種市場主體成長的內部需求。跨行業和跨領域的整合創新以及更加開放包容的國際合作成為新能源汽車行業發展的時代新特征。極大地增強了產業發展動力，激發了市場活力，推動形成互融共生、合作共贏的產業發展新格局。

2新能源汽車技術發展路線

電動汽車按動力系統電氣化水平分為兩類：一類是全部或大部分工況下主要由電動機提供驅動功率的電動汽車（稱為“純電驅動”電動汽車，如純電動汽車、插電式混合動力電動汽車、增程式電動汽車及燃料電池電動汽車）：另一類是動力電洪安量較小，大部分工況下要由內燃機提供驅動功率的電動汽車（稱為常規混合動力曳動汽車）。從培育戰略性新興產業角度看，發展電氣化程度比較高的純電驅動”電動汽車是我國新能源汽車技術的發展方向和重中之重要在堅持節能與新能源汽車“過渡與轉型”并行互動、共同發展的總體原則指導下，規劃電動汽車技術發展戰略。

2.1確立“純電驅動”的技術轉型戰略

順應全球汽車動力系統電動化技術變革總體趨勢，發揮我國的有利條件和比較優勢，面向“純電驅動”實施汽車產業技術轉型戰略，加快發展“純電驅動”電動汽車產品。實施這一技術轉型戰略要依靠自主創新，堅持自主發展，突破電動汽車核心瓶頸技術;同時要充分利用國際資源，進一步提升我國汽車共性基礎技術水平，服務于“純電驅動”的技術轉型戰略。

2.2深化“三縱三橫”研發布局

深化“三縱三橫”的研究和開發布局，加強車輛集成技術革新。以純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池車為“三縱”，布置技術創新鏈，研發新一代模塊化高性能車輛平臺，解決了純電動汽車底盤一體化設計、多能量動力系統集成技術，突破汽車智能能源管理與控制、輕巧、低摩擦等常見節能技術，提高新能源汽車綜合性能，關鍵零部件技術取得突破。以動力電池和管理系統，驅動電機和動力電子設備，網絡與智能技術為“三橫”，關鍵零部件技術供應體系建設。進行進階模塊化動力電池和燃料電池系統技術的突破，探索下一代電機驅動系統解決方案，加強關鍵零部件智能網絡連接和系統開發，突破計算基礎平臺、云控制基礎平臺和其他技術瓶頸，為整車集成創新提供支撐。

3新能源汽車發展核心關鍵技術研究

3.1智能網聯技術創新工程

實施智能網聯創新工程，支持企業跨界協同，研發復雜環境融合感知智能網聯決策控制、復雜系統重構設計、智能網聯安全和多模式評價測試等關鍵技術，突破計算平合、云控平臺、高精度地圖與定位，V2X（汽車與外界信息交互）、關鍵傳感器、智能車載終端、線控執行系統等核心技術與產品實施新能源汽車基礎技術提升工程，加快突破車規級芯片、車載操作系統新型電子電氣架構、高效高密度驅動電機系統等關鍵技術和產品。

3.2動電機

（1）基于永磁同步電機效率高、高效區寬、轉矩密度高、體重輕、調速范圍寬等優點，相信未來電機永磁化將是必然趨勢之一。目前在混合動力轎車中大多采用的都是永磁同步電機，其中豐田普銳斯采用的就是功率已達50kW的永磁同步電機。

（2）數字控制系統包括硬件和軟件。硬件使用高速、高集成度和低成本的專用芯片，使電機驅動的電路將更為小型化、集成化;軟件的優勢體現在電機控制方面，高性能的轉矩轉速控制以及在線辨識。

（3）電機驅動系統集成化也包含兩方面：機電集成和電力電子器件的集成。其中機電集成又包含車用電機和發動機集成構成混合動力發動機總成以及車用電機與變速箱的集成兩方面。這種集成方法更好地解決了不同工藝電路之間的組合以及高壓隔離等問題，對散熱設計進行改進，比較有效地壓縮了電力電子器件的體積及重量。

3.3動力電池

國家已出臺相應政策大力支持高能量密度的新型鋰離子動力電池的發展。主要體現在三個方面：一、工信部發布雙積分政策，借助高能量密度從而降低電池質量來獲得低的百公里電能消耗量Y時，給予1.2倍積分;二、2018年底補貼政策，強調了高能量密度時，補貼1.1～1.2倍;三、通過補貼的新能源汽車推廣目錄來看，三元鋰電池型號比例乘用車的份額不斷增加，2019年的模型批次已超過70%。 雖然國內新能源汽車在推廣方面成績不俗，但受“里程焦慮”的影響，家用純電動乘用車產品尚無大規模應用。 為了突破并滿足私人需求的終端市場，動力電池的能量密度需要進一步改進。 目前只有三元鋰離子動力電池和固態鋰離子動力電池有望達到2020年的目標，這將不可避免地導致家用動力電池技術的新格局。

第一類是技術領先型。 CATL公司，作為代表，已經具備三元鋰電池技術沉淀。他們的產品計劃將硅碳材料用作負極，有望達到350Wh / kg的目標。同時，CATL還在固態鋰電池方面取得了突破，325mAh的聚合物電芯具有良好的高溫循環性能。

第二類是技術跟隨型。由國軒高科、力神等作為代表，他們有強大的市場基礎，而且都在加快研發具有高能量密度的三元鋰電池技術。例如國軒高科在三元鋰電池技術方面取得了突破，根據科學技術部的官方消息，“高鎳正極+硅基負極”作為電池材料，其電池能量密度為281Wh / kg。但是，這樣的企業很少涉及固態鋰電池技術儲備，或將加速與三星日本研究院、青島能源、Sakti3（美國）等具備全固態鋰電池技術的企業合作。

第三類是技術轉型型。 以比亞迪，萬向等企業為代表，以磷酸鐵鋰電池為核心產品，能量密度增加空間太小，正在逐漸減少使用磷酸鐵鋰電池，加快轉型三元鋰電池技術路線。 此類企業具有較強的技術積累和技術意識嗅覺并有強大的研發支撐，或將加強與國能電池研究院、中國科學院青島能源研究所等研究機構的合作，以加快研發全固態動力電池。

3.4共性技術創新平臺建設

健全動力電池、智能網聯汽車等制造業創新中心市場化運行機制，聚焦行業關鍵共性技術研發，重點突破產業化過程涉及的核心工藝、專用材料與設備、標準和檢測等短板弱項，提升服務行業企業能力。引導汽車、能源、交通信息通信等跨領域合作，建立面向未來出行的新能源汽車與智慧能源、智能交通融合創新平臺，聯合攻關基礎交叉關鍵技術，提升新能源汽車及關聯產業融合創新能力。

3.5提升行業公共服務能力

行業機構統籌推進資源共享、科技中介、成果轉化等各類創新服務平臺共建共享，提高技術轉移、信息服務、人才培訓、項目融資、國際交流等公共服務支撐能力。應用虛擬現實、大數據、人工智能等技術，建立汽車電動化、網聯化、智能化虛擬仿真、測試驗證平合，提升整車、關鍵零部件元器件的測試評價能力。

3.6人資源與知識產權保障

創新型人才培養方法和激勵機制。我們應加快建立人才培養體系，優化布局重點領域的學科，并指導高校、研究所和企業加強國際化人才培養。我們應弘揚企業家精神和工匠精神，提高人才評估機制，并引入股權、期權等多種激勵措施，推陳出新，增強創新活力和動力。深入實施國家知識產權戰略，并鼓勵研究人員開發髙價值核心知識產權成果。我們應嚴格加強知識產權保護體系建設并嚴厲打擊侵權行為。

參考文獻

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