全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入加速發(fā)展的新階段。中國汽車產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入市場深度調(diào)整的新階段,特別是新能源汽車領(lǐng)域,已經(jīng)進(jìn)入市場驅(qū)動發(fā)展的時期。在這樣一個關(guān)鍵時刻,堅持戰(zhàn)略引領(lǐng),把握好電動汽車引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級的方向,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。近期,全國政協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼在中國電動汽車百人會論壇(2020)上,從技術(shù)升級、跨界融合、政策創(chuàng)新幾方面發(fā)表了對這一主題的重要看法。
面向未來,電動化、智能化、共享化會帶動汽車的轉(zhuǎn)型升級。
在電力化方面,電力驅(qū)動正推動能源和動力的變革。在智能化和共享化上,智能網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛推動了運行方式的變革,而智能制造推動著產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和流程的變革,智慧城市的建設(shè)正在促進(jìn)汽車和能源的利用。能源動力、研發(fā)制造、營銷模式三個方面的變革疊加起來,這在汽車的發(fā)展過程中,是百年未遇的大變革。
在這場大變革中,要研究在新態(tài)勢下的新能源汽車研發(fā)產(chǎn)業(yè)布局?!叭v三橫”是中國堅持了20年的產(chǎn)業(yè)布局,在新的發(fā)展過程中,它的關(guān)鍵技術(shù)有很大提升。
1.智能化的控制系統(tǒng)包括了智能網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛和智能制造等方面,汽車產(chǎn)業(yè)仍是重要的制造業(yè)。與此同時,要與智能交通、智慧城市和智慧能源進(jìn)行跨界合作,才能夠帶動發(fā)展。
2.要向新型的電力驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展,包括高效驅(qū)動電機、新型的電力電子和驅(qū)動傳動的集成。
3.動力電池和管理系統(tǒng)要向高效、安全、低成本的智能化管理系統(tǒng)、新型動力電池發(fā)展。其中要加強基礎(chǔ)研究,特別是在電化學(xué)、電力電子、燃料電池、輕量化結(jié)構(gòu)等方面要加強基礎(chǔ)研究,才能帶動變革時的原始創(chuàng)新。在這個產(chǎn)業(yè)布局中,基礎(chǔ)科學(xué)研究、共性技術(shù)研究、系統(tǒng)集成能力和跨界融合形成了鏈條,有序帶動了新能源汽車的發(fā)展。
目前市場上最擔(dān)心或者議論最多是純電動汽車的續(xù)駛里程。近期一些NEDC 測試材料提供了不同級別車輛在相同情境下的實測結(jié)果:A00 和A0 級純電動汽車的電耗已經(jīng)降到12kWh/100km,而A 級、B 級特別是大型SUV 車輛還需努力。一些典型車型,按照中國工況在常溫續(xù)航、高溫續(xù)航、高速續(xù)航、低溫使用空調(diào)的情況下,車輛的續(xù)駛里程隨著溫度和駕駛習(xí)慣的變化而變化。高溫開空調(diào)的情況下可能會降低15%左右,而低溫開暖風(fēng)時的耗能會更加大一點。
例如,A 級車的綜合能耗中線在13kWh 左右、低線可以到11kWh 左右、高線可以達(dá)到15kWh 左右。從這個角度看,特別在北方地區(qū),攻克低溫下電池系統(tǒng)熱管理技術(shù)難關(guān)成為企業(yè)和科技界高度關(guān)心的事情。一些企業(yè)開始研究電池系統(tǒng)的自加熱技術(shù),比如,動力電池內(nèi)阻在低溫狀態(tài)下比常溫時大,電芯DCR加熱原理是借用電芯內(nèi)阻發(fā)熱,產(chǎn)熱均勻,從而實現(xiàn)電池溫度的均勻增長;或者是通過不同電芯SOC、不同電壓、不同溫度,動態(tài)調(diào)整功率開關(guān)的頻率、占空比,從而實現(xiàn)加熱回路有效加熱電流,帶動整個電池包的溫度增長。
北理工研發(fā)了全氣候高性能的車輛綜合控制技術(shù),在加熱和空調(diào)制熱能力上取得了很大的進(jìn)步,目前已經(jīng)過三次冬季的試驗:-35℃的靜態(tài)靜置48小時以后電池的溫升可以達(dá)到7℃/分鐘,耗能降低5%左右(由于特別采用了熱泵空調(diào)制熱技術(shù),能耗大幅下降)。
前兩年,產(chǎn)業(yè)主要聚焦如何通過高集成度提高動力電池系統(tǒng)效率。2020 年以來以來,無論是比亞迪還是其他廠家,都采用了模塊到電池包的整體設(shè)計,通過高度集成提升動力電池系統(tǒng)利用效率,能量密度提高10%~15%,空間利用率提高15%~20%,零部件數(shù)量可以減少40%,同時重量也大幅下降。
高性能、高安全性、長壽命、低成本的新型鋰電池和新體系電池將成為動力電池未來發(fā)展的主要方向。新型鋰離子電池主要通過采用高電壓、高容量的正極材料、高容量負(fù)極材料以及高壓電解液替代現(xiàn)有鋰離子材料制備而成,電池成本、比能量和能量密度具有明顯優(yōu)勢,將大幅度提升新能源汽車經(jīng)濟性和使用的便利性。要從基礎(chǔ)研究出發(fā),解決耐久性、環(huán)境適應(yīng)性和安全性等關(guān)鍵問題。新體系電池包括鋰硫電池、鋰空氣電池、全固態(tài)電池等。理論上具有更低成本和更高的比能量,要抓緊加強基礎(chǔ)研究和試驗開發(fā)。
高效驅(qū)動控制器和驅(qū)動電機、變速器一體化的產(chǎn)品取得了新的進(jìn)展。在驅(qū)動控制器方面,國內(nèi)研制成功了碳化硅半導(dǎo)體芯片、IGBT 雙面芯片、高效散熱封裝模塊、高容積比膜電容、高功率比電機控制器等,提高了高密度電機的控制技術(shù)和能量回收效率。在整體設(shè)計上,驅(qū)動電機、電機控制器和減速器深度集成的電驅(qū)動一體化總成成為主要技術(shù)方向。國內(nèi)電驅(qū)動企業(yè)和整車企業(yè)都推出了三合一電驅(qū)動總成系統(tǒng),最高轉(zhuǎn)速達(dá)到13000—16000r/m,一些產(chǎn)品已經(jīng)搭載到整車(如長安逸動EV640、比亞迪元EV360、廣汽Aion S)上實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
面向未來,我們要加快新一代的電驅(qū)動技術(shù)升級,特別是在高性能的電機、超高功率密度電機控制器和第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件等方面。
最近幾年,插電式混合動力汽車油耗在進(jìn)一降減低,當(dāng)前市場上的產(chǎn)品的綜合油耗基本在2L/100km 以下,把插電式混合動力車型的純電續(xù)駛里程定義在50 公里以上,無論是對綜合油耗,還是客戶的使用習(xí)慣,特別是在城市運行過程中的純電驅(qū)動使用都是十分有益的。
下一步要加快插電式和增程式混合動力專用驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,它們將是未來發(fā)展的一個重要方向。所以在控制策略上,原則上用內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)滿足能量需求,用電驅(qū)動系統(tǒng)滿足動態(tài)需求,要特別注重能量的回收,提高綜合節(jié)能減排效果。目前,國內(nèi)的三合一驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)可以實現(xiàn)串并聯(lián)、混聯(lián)、增程雙電機EDU 和控制系統(tǒng),優(yōu)化能量回收系統(tǒng)可以提高能量回收的效率。同時,插電式、增程式的發(fā)動機可以采用高效、低排的發(fā)動機。多年來,國內(nèi)積極推進(jìn)內(nèi)燃機與電驅(qū)動技術(shù)的集成、推廣應(yīng)用,例如稀薄燃燒、均質(zhì)壓燃、阿特金森循環(huán)和智能控制等創(chuàng)新技術(shù),這是帶動內(nèi)燃機汽車向新能源汽車發(fā)展的一條重要的路徑。
要加強充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),推動新能源汽車與能源的融合發(fā)展。據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟統(tǒng)計,到2020 年1 月,全國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為124.3 萬臺,同比增加45.8%。
新能源汽車與電網(wǎng)的雙向互動也取得了一些新的試點進(jìn)展。比如,國家電網(wǎng)將北京人濟大廈作為V2G 區(qū)域化的試點,試驗了電動汽車可以用波谷電充電,在白天不用的時候向電網(wǎng)售電,用戶參與V2G 的過程中不僅可以減少充電費用,也得到供電的收益。南方電網(wǎng)也在深圳開展此類試點。電網(wǎng)和汽車的雙向互動會在整個系統(tǒng)中實現(xiàn)節(jié)約用電。已經(jīng)有企業(yè)提出,今后電動汽車運行可能做到零電價,這個方向值得我們努力爭取。
目前國內(nèi)在推動新能源汽車、信息通信、智能駕駛、自動駕駛的融合等方面也取得新進(jìn)展。智慧城市、智能交通、智能汽車融合為一體化平臺技術(shù),為智能網(wǎng)聯(lián)和自動駕駛汽車探索新技術(shù)路線提供了系統(tǒng)工程解決方案。在實施新一代人工智能國家重大專項時,百度建立了自動駕駛平臺,目前正在推動自動駕駛和車路協(xié)同的規(guī)?;渴饝?yīng)用。把道路交通和自動駕駛緊密結(jié)合在一起。多年以前,阿里巴巴和上汽集團推出了自主創(chuàng)新的智能網(wǎng)聯(lián)操作系統(tǒng),還成立了合資公司斑馬智行,也向其他企業(yè)提供了基于AliOS 的智聯(lián)網(wǎng)聯(lián)汽車操作系統(tǒng)整體方案,在這方面跨企業(yè)的合作有了新發(fā)展。
在推動新能源汽車與交通出行的融合發(fā)展中,更多的新能源汽車企業(yè)從過去單一提供汽車產(chǎn)品向產(chǎn)品服務(wù)、充電、運營等多環(huán)節(jié)結(jié)合的新型商業(yè)模式轉(zhuǎn)變。從汽車分時租賃領(lǐng)域看,2011 ~2016 年發(fā)展速度比較快,2017 年以后開始減慢,但2017~2019 年越來越多的整車企業(yè)進(jìn)入這一領(lǐng)域,汽車企業(yè)本身的商業(yè)模式轉(zhuǎn)型和共享服務(wù)銷售模式的變化正在成為主流。特別值得重視的是,工信部牽頭構(gòu)建了車用動力電池的梯次利用和回收再利用體系,從電池生產(chǎn)企業(yè)到整車企業(yè)都承擔(dān)了自己的責(zé)任,還有能源企業(yè)加入退役電池的梯次利用,把整車的電池包直接運用到儲能,產(chǎn)生經(jīng)濟效益。同時,在規(guī)定的時間中讓電池整體進(jìn)入循環(huán)體系,這樣就避免了我們過去所擔(dān)心的退役電池散失的問題。這一體系解鎖之后能夠?qū)崿F(xiàn)電池資源的回收再循環(huán)利用。
從調(diào)研的角度來看,這些年國內(nèi)推廣純電動和混合動力車型,從城市公交、出租、共享汽車入手,逐步拓展到私人乘用車,形成合理有序的市場。在調(diào)研過程中我們認(rèn)識到,可能實現(xiàn)市場化第一步還是要公共交通牽頭。隨著電子商務(wù)的發(fā)展、網(wǎng)購的快速發(fā)展,物流越來越重要,在商業(yè)化運行實現(xiàn)電氣化以及私人用車方面,比如截至2018 年末,深圳已經(jīng)實現(xiàn)了百分之百的城市公交車電動化,2 萬輛巡游出租車的電動化率達(dá)到了94%以上,同時有超過3 萬輛的電動網(wǎng)約車和超過6 萬輛的電動物流車,還有深圳的城市工程用車,比如灑水車、泥頭車等都在逐步實現(xiàn)電動化。深圳公共服務(wù)領(lǐng)域的交通電動化,已經(jīng)做到了行政成本低、環(huán)境收益高、公共服務(wù)更優(yōu)質(zhì)、示范作用好,對行業(yè)具有借鑒意義。
再比如柳州是用戶和社會共同推動新能源汽車的發(fā)展,出行方便、停車方便、充電便利,打破了充電的壁壘。目前電動汽車作為家庭的第二輛車,具有小巧、在市內(nèi)出行使用成本低等優(yōu)點。
從實際的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看,用戶購買新能源汽車以后,使用效率明顯提高,特別對于家庭有兩輛車的用戶,汽油車的使用率明顯降低。柳州新能源汽車的保有量只占總量的10%,但出行率可達(dá)到20%。
海南也在推動新能源汽車發(fā)展,推動生態(tài)環(huán)境建設(shè),特別是在創(chuàng)新政策方面出臺了規(guī)劃。在應(yīng)用方面,主要把新能源汽車和旅游島建設(shè)深度融合,建設(shè)了環(huán)島公路新能源汽車體驗中心,開啟了新能源汽車環(huán)島自駕游等新項目,規(guī)劃的海南夢想和海南出行中都深深植入了新能源汽車的推廣發(fā)展。
進(jìn)入全面市場化推動的過程中,要注意構(gòu)建良好的新能源汽車市場環(huán)境。
1.優(yōu)化公共服務(wù)領(lǐng)域的新能源汽車的購置和使用環(huán)境。一是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)還要按照國務(wù)院的要求,各地新增的公交客車都應(yīng)該采用新能源。我們要鼓勵社會公共領(lǐng)域,包括出租、網(wǎng)約、分時租賃等領(lǐng)域使用新能源汽車。特別是在路權(quán)、停車費等環(huán)節(jié)要給予公共服務(wù)新能源汽車更為便利的使用條件。我們要在全國城市范圍內(nèi)為新能源物流車開放路權(quán)。目前除了京滬廣深一些大城市里,很多城市對新能源物流車的路權(quán)沒有放開,一方面電子商務(wù)的規(guī)模越來越大,市場對于物流車的需求越來越多,而另一方面又進(jìn)行了行政限制,這是一個不合理的現(xiàn)象。因此我們有必要放開新能源物流車的應(yīng)用。
還要取消對新能源汽車限購限行的要求。我們建議落實好國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)消費的相關(guān)政策,尤其是近期促進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)的一些要求,取消對新能源汽車的限購和限行,給予示范應(yīng)用和消費獎勵。同時,要適當(dāng)放寬對新能源汽車銷售環(huán)節(jié)中金融服務(wù)的限制,新能源汽車的充電費用很低,而購置費用較高,如果能夠延展分時采購貸款的年限,把現(xiàn)在的3 年提高到5 年或者8 年,用戶就可以在這個過程中平衡支出,使用條件更好。
2.積極穩(wěn)定新能源汽車發(fā)展的預(yù)期。建議明確2025 年前繼續(xù)執(zhí)行新能源汽車免購置稅政策。新能源汽車免購置稅政策從2014年9月開始執(zhí)行,對降低大氣污染,減少石油消耗,刺激新能源汽車市場消費起到了重要作用。當(dāng)前公告期至2020 年12 月31 日,建議明確2025 年前繼續(xù)執(zhí)行新能源汽車免購置稅政策。建議優(yōu)化實施雙積分管理制度,加快碳交易市場建設(shè)。
建議服務(wù)于民用車輛的充電服務(wù)企業(yè)享受民用電價標(biāo)準(zhǔn)。目前國內(nèi)的電價分為工業(yè)和民用兩種類別。但在很多地方,調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前充電運營服務(wù)企業(yè)接入的電力基本都按照工業(yè)電價來收取費用,沒有對是否民用進(jìn)行區(qū)分,用電成本高,間接降低了公共充電樁站服務(wù)效率,建議服務(wù)于民用車輛的充電服務(wù)企業(yè),包括公交、出租和共享汽車企業(yè),均應(yīng)享受民用電價。
3.加大創(chuàng)新投入,支撐創(chuàng)新能力建設(shè)。首先,構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的共性技術(shù)創(chuàng)新平臺。要繼續(xù)強化先進(jìn)動力電池、下一代功率電子器件等核心技術(shù)研發(fā);聚焦車用氫燃料電池關(guān)鍵核心技術(shù)以及制氫、儲氫、加氫等核心技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè);還要加強對自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)和智能制造等關(guān)鍵核心技術(shù)的研究,突破薄弱環(huán)節(jié),夯實產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。
其次,構(gòu)建新能源汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài),推進(jìn)產(chǎn)業(yè)跨界融合,鼓勵社會創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。隨著產(chǎn)業(yè)深度融合、創(chuàng)新發(fā)展,加強跨產(chǎn)業(yè)、跨部門協(xié)同,是將我國集中力量辦大事的制度優(yōu)勢和超大規(guī)模市場優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的重要措施;還要持續(xù)推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新,動員科技、企業(yè)、金融和社會力量,加大對青年人創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的支持力度。
4.深化開放合作。近20 年來,我國在基礎(chǔ)研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范運營、市場推廣中,積極參與和牽頭組織實施了一批多邊和雙邊的重大國際合作項目,建立國際合作平臺,積累了豐富的國際合作經(jīng)驗,創(chuàng)造了產(chǎn)學(xué)研合作新模式,有效推進(jìn)了知識產(chǎn)權(quán)的保護、創(chuàng)造和轉(zhuǎn)化,促進(jìn)了新能源汽車的國際化發(fā)展。
從全球發(fā)展的趨勢來看,新能源汽車產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入加速發(fā)展的新階段,不僅為各國汽車增長注入了強勁新動能,也有助于減少溫室氣體排放,應(yīng)對氣候變化,改善全球生態(tài)環(huán)境。我國汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入市場深度調(diào)整的新階段,新能源汽車同樣進(jìn)入了市場驅(qū)動發(fā)展的時期,在這樣一個關(guān)鍵時刻我們要堅持戰(zhàn)略引領(lǐng),把握好電動汽車引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級的方向,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。建議要加快制定和實施面向2035 年的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,營造有利于新能源汽車健康發(fā)展的市場環(huán)境。