基于產業框架下新能源汽車的設計路徑

摘 要：隨著全球對可持續發展重視，新能源汽車（NEV）作為應對環境污染和能源危機的重要解決方案，逐漸成為汽車產業發展的重要方向。根據國際能源署（IEA）數據，2022年全球新能源汽車銷量達到1000萬輛，占全球汽車銷量的13%。在此背景下，本文將探討基于產業框架下新能源汽車設計路徑，分析其技術路線、市場需求、政策支持及產業鏈構建等方面。

關鍵詞：產業框架 新能源汽車 設計路徑

0 引言

隨著全球經濟的發展與城市化進程加快，交通運輸需求不斷增長的同時，環境問題日漸嚴重。新能源汽車，主要指電動汽車（包括純電動、插電式混合動力和氫燃料電池汽車），在減少溫室氣體排放、提升能源利用效率和推動資源循環利用方面展現出顯著優勢。根據市場調研數據，新能源汽車的全球市場份額逐年增長，許多國家已制定禁售燃油車時間表，進一步堅定市場轉型的趨勢。

1 市場需求分析

1.1 消費者偏好

掌握消費者偏好對于新能源汽車（nev）的成功開發和營銷至關重要，中國汽車市場研究中心進行一項調查顯示，潛在買家在考慮新能源汽車時，會優先考慮幾個關鍵因素。消費者最關心問題是充電的范圍、充電的方便性和安全性。此偏好會影響購買決策，并最終塑造市場上的產品供應，2022年，調查顯示消費者有顯著期望，大多數人尋求超過400公里續航里程，以緩解與電動汽車相關的里程焦慮[1]。

1.2 政策支持

世界各國政府都認識到新能源汽車（nev）在減緩氣候變化和減少空氣污染方面的重要性。因此，已經制定大量政策支持，以促進新能源汽車的發展和采用，包括財政激勵措施，如補貼、減稅和對收費基礎設施的投資。根據國際汽車制造商協會（OICA）說法，不同國家和地區都實施不同的補貼政策，以鼓勵消費者向電動汽車過渡。

2 產業鏈構建

2.1 供應鏈管理

新能源汽車產業鏈（nev）包括各個部分，包括電池制造、汽車生產、充電設施建設和售后服務。此部分在確保新能源汽車生態系統有效運行方面都發揮著至關重要的作用，此部門之間的相互作用對于維持可靠車輛供應，同時也滿足消費者對充電基礎設施和維護的需求[2]。

根據中國汽車制造商協會數據，2022年新能源汽車產業鏈主要參與者的市場份額匯總見表１。

從表中明顯看出，電池制造商占有40%市場份額，這反映在為新能源汽車提供必要的儲能解決方案方面發揮的重要作用。汽車制造商以30%份額緊隨，表明它們在此汽車整體生產和交付中的重要性，充電設施供應商占市場20%，強調需要可獲得的充電解決方案，以鼓勵消費者采用新汽車，剩下10%包括各種其他參與者，如增強整個新能源汽車生態系統的軟件開發人員和服務提供商。

對該供應鏈有效管理對于降低生產成本、確保及時交付和提高整體消費者體驗至關重要，隨著新能源汽車市場不斷擴大，產業鏈中各方之間的合作將成為應對電池供應短缺和充電基礎設施快速部署等挑戰的關鍵因素，最終將加強該行業在快速發展的環境中的彈性和適應性。

2.2 充電基礎設施

充電基礎設施建設對于推廣和廣泛采用新能源汽車（nev）至關重要，強大的充電站網絡不僅減輕潛在用戶之間里程焦慮，而且支持此車輛的運行效率。收費設施可用性和可及性是影響消費者接受新新能源汽車的關鍵因素[3]。

根據國家能源局數據，2022年中國充電樁數量達到200萬，其中快速充電樁約占總樁數的30%，該不斷增長基礎設施對于適應道路上不斷增加的新能源汽車。慢充電樁主導著市場，占總數70%，此充電站通常用于在家里或公共停車設施過夜充電，足夠每日里程較低的用戶，占剩余30%快速充電樁對快速充電選項至關重要，這全面減少給車輛充電所需的時間，并使長途旅行更加可行。

為提高收費網絡效率和覆蓋范圍，政府機構、私營公司和地方市政當局之間的合作努力是很重要的。諸如鼓勵安裝快速充電站、將可再生能源整合到充電基礎設施中以及實施智能充電技術等策略，將對創建動態和靈活充電生態系統至關重要，隨著新能源汽車市場的持續增長，支持基礎設施也必須如此，以確保消費者能夠有信心地向電動移動汽車過渡。

3 新能源汽車的技術路線

3.1 動力系統設計

3.1.1 電池技術

電池是新能源汽車（NEVs）核心組成部分，因其性能直接影響著車輛的行駛里程、充電效率和整體安全性。電池技術進步對于提高駕駛體驗和解決消費者對續航里程焦慮和可靠性的擔憂至關重要，根據中國汽車技術研究中心數據，2022年中國電池市場的主要技術路線匯總見表2。

除能量密度、充電時間、使用壽命和市場份額外，該表還概述每種電池類型應用趨勢和未來潛力，突出向高性能選項的轉變。

如表2所示，鋰離子電池仍然是市場上主導技術，占70%的顯著份額，固態電池由于其優越能量密度和增強的安全特性而獲得關注，使其成為未來很有前途的候選電池。在電池化學和材料科學方面正在進行研究和開發努力有望進一步改進此技術，從而有可能導致電動汽車推進技術的范式轉變[4]。

3.1.2 電動機與電控系統

電動機的效率和電控系統智能水平對新能源汽車（nev）的動態性能有顯著影響，高效電機確保最佳的能量轉換，從而提高車輛性能和行駛里程，而先進的電氣控制系統能夠實現復雜管理配電、再生制動和各種駕駛模式。根據中國電動汽車協會數據，到2022年，電動汽車效率持續超過90%，標志著電機技術的重大進步。

除效率之外，電氣控制系統創新還導致車輛響應性、電池管理和能量回收機制的改進，進一步優化整體性能。表3總結新能源汽車中電動機和控制系統的關鍵參數。

如表3所示，電動馬達和控制系統進步不僅提高新能源汽車的性能特性，而且通過先進功能和改進的能源管理，提高駕駛體驗。將人工智能（AI）技術集成到電氣控制系統中，有望推動進一步創新，允許實時調整和預測分析，從而塑造未來電動移動的格局。

3.2 車身設計

新能源汽車（NEVs）車身設計是影響性能、效率和客戶滿意度的關鍵因素，成功設計必須集成輕型結構和空氣動力學輪廓，以最小化空氣阻力和最大限度的范圍。專注于輕質材料，如鋁合金和碳纖維，有助于減輕車輛重量，進而提高電池效率，延長行駛里程，減輕重量會導致提高加速度和處理特性。

中國汽車工程學會研究表明，在汽車建筑中采用先進材料的重要趨勢。表4總結NEV車身設計中使用常用材料，包括密度、抗拉強度和應用比例。

由表4可知，雖然鋼仍然是主要材料，但由于鋁合金和碳纖維的強重比，其應用比例穩步上升。據預測，到2025年，輕質材料總體應用比例預計將達到40%，這將對提高新能源汽車的效率和性能發揮關鍵作用，整合此先進材料轉變標志著全行業致力于創新，從而實現更清潔、更高效的汽車解決方案，符合全球可持續發展目標。

3.3 智能化與互聯技術

3.3.1 自動駕駛技術

自動駕駛技術快速發展已經徹底改變新能源汽車（nev）的安全性和舒適性，根據國際汽車工程師學會（SAE）標準，自動駕駛被分為六個級別，從L0（無自動化）到L5（全自動化）。目前，大多數nev被分類為L2-L3（部分自動化）級別，主要配備先進駕駛員輔助系統（ADAS），以提高安全性和駕駛便利性，如自適應巡航控制和車道保持輔助，預計在未來幾年內還將取得重大進展，旨在朝著在L4和L5水平上完全無人駕駛能力的最終目標前進[5]。

表5總結自動駕駛水平、定義、典型應用和估計的市場普及率。本表5中的數據反映自動駕駛技術現狀，突出隨著L4和L5技術發展而來的巨大增長潛力，為使完全自動化成為可行的選擇，必須進行廣泛究和開發，以及嚴格的測試和立法支持，以解決安全、責任和監管問題。該多方面方法對于克服目前限制全自動汽車更廣泛采用的障礙至關重要，正在進行技術投資以及基礎設施的發展，有望促進這一轉變，最終提高新能源汽車自動駕駛技術總體有效性和用戶接受度。

3.3.2 車聯網（V2X）技術

車輛到一切（V2X）技術代表一種創新方法，使車輛能夠與環境中的各種實體進行實時通信，包括其他車輛（V2V）、基礎設施（V2I）、云服務（V2C），甚至行人（V2P）。通過促進該數據交換，V2X技術優化交通流量，提高安全性，并顯著降低事故發生的可能性，V2X技術的影響超出個別車輛范圍；對城市規劃、交通管理和交通網絡整體效率都有重大影響。V2X技術生態系統所有部分都顯示出良好的市場前景，特別是在提高安全性和優化交通效率方面。此組件預期增長率突出將V2X技術集成到現有交通基礎設施中的變革性潛力，隨著越來越多城市和地區采用此技術，交通系統的整體連通性和智能性預計將顯著改善，為自動駕駛汽車和智能城市等更先進的應用鋪平道路。

4 結論

綜上所述，基于產業框架下，新能源汽車設計路徑應從技術路線、市場需求和產業鏈構建等多方面進行綜合考慮。隨著技術不斷進步和市場的逐步成熟，新能源汽車將迎來更廣闊的發展前景。未來，新能源汽車設計將更加注重智能化、輕量化和可持續性，以滿足日益增長的市場需求和環保要求，通過對新能源汽車產業鏈深入分析，本文為相關企業在新能源汽車設計與開發過程中提供參考依據，助力其在激烈市場競爭中占據優勢。

參考文獻：

[1]胡雯，夏蓓麗.顛覆性技術政策—技術路線圖框架構建與實證分析—以中國新能源汽車產業為例[J].科技進步與對策，2024，41（2）：25-34.

[2]李勝會，李丹.低碳產業政策如何驅動科技創新：工具，路徑與機制——以新能源汽車產業政策為例[J].暨南學報：哲學社會科學版，2023，45（7）：101-115.

[3]陳芳英，周慧敏，秦翠翠.協同創新視角下新能源汽車產業生態構建的路徑研究[J].中國物價，2024（6）：15-19.

[4]戴婧瑤，張琛哲.中國新能源汽車產業的國際化發展——基于因勢利導與增長甄別六步法的研究[J].現代工業經濟和信息化，2023，13（6）：361-363.

[5]張錦程，方衛華.政策變遷視角下創新生態系統演化研究——以新能源汽車產業為例[J].科技管理研究，2022，42（11）：173-182.