汽車“新三化”發(fā)展趨勢白皮書（上）

赫榮亮 張凱 周禛 孟凡達

汽車是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，我國政府高度重視，2009年“十城千輛”新能源汽車示范推廣工程，將新能源汽車作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級重要方向，之后出臺的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》（2017年）、《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》（2020年）等政策，將新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為汽車強國戰(zhàn)略頂層設計，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)壯大和發(fā)展。聚焦汽車“新三化”發(fā)展趨勢，本文總結(jié)了汽車“新三化”發(fā)展趨勢的概念及形成過程，介紹了汽車電動化、智能化和共享化的主要技術(shù)發(fā)展路線，分析了國內(nèi)外的電動化、智能化、共享化發(fā)展情況。

汽車“新三化”趨勢綜述

新興科技在汽車工業(yè)領(lǐng)域高度集成應用，帶動全球汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)電動化、智能化、共享化發(fā)展趨勢，社會資本蜂擁而入，截至2019年，我國僅電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的投資額就累計超過兩萬億元，自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、共享汽車、氫能汽車等諸多領(lǐng)域，都將有望成為下一個萬億元投資風口。

概念

技術(shù)進步帶動全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展加快，汽車產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式層出不窮，總結(jié)近年來汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢，主要可歸納為電動化、智能化、共享化，三者是互相關(guān)聯(lián)和協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。其中，“電動化”是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的載體，主要指新能源汽車動力系統(tǒng)，作為汽車能源驅(qū)動方式變革;“智能化”是未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)條件，主要發(fā)展自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);“共享化”則是社會形態(tài)和價值載體，主要指汽車共享與移動出行。

汽車電動化：是指以電力驅(qū)動作為汽車動力來源，用電機驅(qū)動車輛行駛的產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢。根據(jù)電動汽車術(shù)語（國家標準 GB//T19596-2004），電動汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車。

汽車智能化：通過搭載先進傳感器等裝置，運用人工智能等新技術(shù)，具有自動駕駛功能，逐步成為智能移動空間和應用終端的新一代汽車，智能汽車通常又稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛汽車等。

汽車共享化：利用信息化和智能化技術(shù)，提高對汽車交通資源的配置能力，用戶對汽車的需求逐步向出行這一本源目的回歸，從汽車的所有權(quán)向使用權(quán)轉(zhuǎn)移，形成以提升汽車利用效率為核心的汽車共享使用，汽車共享化形式多樣，近年興起了分時租賃、網(wǎng)約車、共享租車等經(jīng)營模式。

概念形成過程

新一代信息技術(shù)、新能源、新材料等前沿科技成果在汽車工業(yè)領(lǐng)域深度集成應用，全球汽車工業(yè)向著更加節(jié)能、環(huán)保和智能方向發(fā)展，戴姆勒等汽車企業(yè)將主導汽車工業(yè)發(fā)展趨勢的技術(shù)總結(jié)為CASE趨勢，尤其是“硅谷”出身的特斯拉在電動汽車和自動駕駛等領(lǐng)域取得巨大成功，受此鼓舞，傳統(tǒng)汽車企業(yè)加速轉(zhuǎn)型，并涌現(xiàn)出一批向特斯拉致敬的造車新勢力企業(yè)，CASE趨勢已深刻影響著全球汽車工業(yè)。

中國較早就在踐行汽車CASE趨勢的要義，先后提出新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車兩大國家戰(zhàn)略，并結(jié)合國情，重新定義汽車工業(yè)發(fā)展趨勢，大體先后經(jīng)歷了“汽車四化”、汽車“新四化”，以及汽車“新三化”的概念形成過程。

主要技術(shù)發(fā)展路線

電動化產(chǎn)業(yè)鏈

1.具體產(chǎn)業(yè)鏈

汽車電動化發(fā)展的載體是新能源汽車，其完整的產(chǎn)業(yè)鏈包括上游鋰電池及電機原材料;中游電機、電控、電池及下游整車，以及充電樁和運營。其中，動力電池主要由正極、負極、隔膜以及電解液組成，正極材料種類較多，包括磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元鋰，三元鋰主要指鎳鈷錳酸鋰NCM，也包括小部分的鎳鈷鋁酸鋰NCA。電控環(huán)節(jié)主要是控制類硬件與線速。

氫燃料電池汽車是電動汽車發(fā)展的一個重要分支。氫能因資源豐富、清潔低碳等，被看作未來最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础淙剂想姵仄嚨睦m(xù)航足、加氫快，在車載儲氫技術(shù)、燃料電池技術(shù)、加氫站基礎設施建設等方面形成積累，氫燃料電池汽車在商用車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化條件逐漸成熟。

2.未來發(fā)展趨勢

一是鋰動力電池技術(shù)迭代升級速度加快，三元鋰電池逐步替代磷酸鐵鋰電池，固態(tài)電池是未來的開發(fā)方向。目前已有消費類固態(tài)電池投產(chǎn)，2019年7月，日本村田制作所開始量產(chǎn)用于可穿戴設備的固態(tài)電池。2020年，豐田汽車和松下合作成立一家合資企業(yè)（泰星能源解決方案有限公司）開發(fā)和生產(chǎn)全固態(tài)電池。二是氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在商用車領(lǐng)域取得突破。氫能源汽車在公交客運、物流等行業(yè)應用推廣較好。該類領(lǐng)域車輛活動半徑相對較小，氫能源汽車能夠較好滿足其續(xù)航里程要求，同時車輛具有集散地相對統(tǒng)一的特征，加氣站等相關(guān)基建布局利用效率高。2020年國內(nèi)燃料電池商用車受政策和政府補貼支持，《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》預測，2030年我國燃料電池車輛保有量200萬，加氫站數(shù)量1000座。

智能化產(chǎn)業(yè)鏈

1.具體產(chǎn)業(yè)鏈

信息技術(shù)向汽車工業(yè)滲透，“智能化”是汽車升級重要方向，在我國，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是汽車智能化的具體路徑，逐步形成自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)兩個子系統(tǒng)。2016年《中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖》將智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分為車輛設施關(guān)鍵技術(shù)、信息交互技術(shù)、基礎支撐技術(shù)，集中運用了汽車工程、人工智能、計算機、微電子、自動控制、通信與平臺等技術(shù)，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、信息交互等于一體的高新技術(shù)綜合體。

自動駕駛作為智能網(wǎng)聯(lián)的核心技術(shù)，是顛覆人類駕駛行為的新興技術(shù)，自動駕駛汽車即依靠人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒有任何人類干預的操作下，自動安全地操作機動車輛。

車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準，在車-X（X：車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等）之間，進行無線通信和信息交換的系統(tǒng)網(wǎng)絡，實現(xiàn)智能化交通管理、智能動態(tài)信息服務和車輛智能化控制，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應用。

2.未來發(fā)展趨勢

在智能化方面，L3級別及以上的高級別自動駕駛將商業(yè)化落地，5G技術(shù)將給“人、車、路、網(wǎng)、云”協(xié)同發(fā)展帶來機遇，智能汽車發(fā)展成為互聯(lián)網(wǎng)絡生態(tài)和服務集成平臺。未來，智能汽車是繼手機之后的第二大互聯(lián)生態(tài)和服務集成，智能化終將改變汽車的定義，在完全自動駕駛成為現(xiàn)實之后，智能汽車將成為移動的智能空間和場景生態(tài)服務體驗終端，成為工作、生活、娛樂的新載體。預計2020年，主流車企部分車型將適配L3級別自動駕駛車輛，L4級別自動駕駛技術(shù)仍將處于大規(guī)模測試階段，安全可靠和成本控制成為自動駕駛方案供應商獲勝的關(guān)鍵。部分企業(yè)推出L3/L4級別量產(chǎn)方案，2019年6月，國內(nèi)人工智能企業(yè)AutoBrain（奧特貝睿）在北京發(fā)布車規(guī)級量產(chǎn)HWP（highway pilot）自動駕駛系統(tǒng)Mr.Pilot。由百度和一汽紅旗打造的中國首條L4乘用車前裝產(chǎn)線，正式投產(chǎn)下線，首批量產(chǎn)的L4級自動駕駛出租車已于2020年4月落地長沙（受法規(guī)限制，車輛配備安全員）。

5G的大規(guī)模商業(yè)化落地帶來車路協(xié)同變革。5G技術(shù)高可靠性低延遲的特性能夠解決V2X技術(shù)對于延遲的要求，將給V2X商業(yè)化落地帶來可能，但V2X的落地不僅局限于技術(shù)，車路協(xié)同還需要不同車輛、道路，網(wǎng)絡、交通系統(tǒng)和平臺間相互配合，從技術(shù)完善到平臺搭建到生態(tài)建立，需要大量時間，2020年5G車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將加快。

共享化產(chǎn)業(yè)鏈

1.具體產(chǎn)業(yè)鏈

汽車共享化趨勢重塑汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)，從提供汽車產(chǎn)品向提供出行服務遷移，MaaS（Mobility as a Service，出行即服務）逐漸增強對私人汽車消費的替代能力。汽車行業(yè)為用戶提供出行服務，通過 MaaS平臺配置資源，由資源所有方（即車企、租賃公司、車主等汽車所有權(quán)方;政府、物業(yè)等車位所有方;充電樁、加油站等能源設施提供方）參與形成汽車共享出行服務，金融等配套服務將成為汽車共享化的有效支撐。

以網(wǎng)約車為例，互聯(lián)網(wǎng)平臺公司通過信息技術(shù)優(yōu)化用戶與司機的出行服務對接，以“互聯(lián)網(wǎng)+”賦能出租車等傳統(tǒng)出行服務。以分時租賃為例，車企或租賃公司與車位、充電樁所有方合作，在城市定點投放車輛，通過平臺實現(xiàn)用戶租車、車輛調(diào)配等經(jīng)營管理工作。

2.未來發(fā)展趨勢

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟帶動共享經(jīng)濟繁榮，汽車共享模式作為一種新興的出行方式，在影響和重構(gòu)人們的出行消費行為。未來，技術(shù)進步是推動共享汽車發(fā)展的重要因素，自動駕駛是構(gòu)建未來出行格局的核心技術(shù)，共享出行作為未來汽車工業(yè)發(fā)展的社會形態(tài)，在顛覆人們出行習慣的同時，也將顛覆汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。進入2020年，尤其是L3級別以上的自動駕駛技術(shù)大規(guī)模商用，車輛一定程度上形成自動駕駛，有效降低司機人力成本和勞動強度，分時租賃優(yōu)勢將進一步擴大，將沖擊原有網(wǎng)約車體系。在未來，自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、無線充電、自主充電等關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)，車輛實現(xiàn)完全自動駕駛，共享出行將迎來廣闊的市場空間，出行模式將徹底轉(zhuǎn)變?yōu)榘葱璩鲂?，人們不再需要買車，對于用戶來講，汽車將從一項資產(chǎn)變成自動位移的出行服務工具，共享出行也將徹底改變?nèi)祟惓鲂猩踔辽罘绞健?/p>

國外發(fā)展情況

（一）電動化趨勢：美國電動汽車、日韓動力電池技術(shù)及日本氫燃料電池汽車技術(shù)處于領(lǐng)先位置。

全球新能源汽車銷量繼續(xù)保持增長。新能源汽車作為新興技術(shù)與汽車產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新的集中載體，是全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向，2019年全球新能源汽車銷售量221萬輛，同比增長近10%，其中，純電動汽車的銷量占比74%，插電式混合動力汽車占比的26%。彭博社預測，到2025年全球新能源汽車銷量增至1100萬輛，滲透率達到11%;2040年全球銷量6000萬輛，滲透率55%。

主要國家中，美國在鋰動力電池汽車方面具有技術(shù)和品牌優(yōu)勢，2019年特斯拉電動汽車銷售量36.78萬輛，全球新能源汽車企業(yè)銷量冠軍，特斯拉Model3車型的銷量超過30萬輛，是全球最暢銷的電動車型。美國政府有針對性地對電動汽車產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵項目給予資金、土地等方面支持。早在2009年美國能源部給予特斯拉4.65億美元低息貸款，對ModelS汽車開發(fā)及量產(chǎn)起到?jīng)Q定作用;2015年，美國內(nèi)華達州政府向特斯拉提供980公頃的土地免費使用權(quán)和13億美元的稅收減免（銷售稅、房產(chǎn)稅），以及5億美元的道路建設資金用于特斯拉超級電池工廠建設。

從電動汽車的關(guān)鍵零部件看，日本鋰電池技術(shù)水平處于領(lǐng)先位置，日本松下公司生產(chǎn)的21700型鎳鈷鋁三元鋰電池，單體能量密度達到300Wh/kg。日本的氫燃料電池汽車技術(shù)領(lǐng)先。日本在氫燃料電池汽車基建配套建設領(lǐng)先，加氫站保有量全球第一，日本政府提供財政補貼支持氫能和燃料電池的研發(fā)和示范，重點支持加氫站建設，截至2019年底，日本擁有114座公共加氫站，加氫站保有量全球第一。豐田公司正在建設大規(guī)模生產(chǎn)氫燃料電池堆的工廠，2020年預計燃料電池汽車產(chǎn)量3萬輛。

從財稅政策看，為鼓勵使用和消費新能源汽車，歐美等國制定了禁售燃油車和力推環(huán)保汽車的規(guī)劃，德國、挪威等國家控制碳排放扶持新能源汽車推廣。

在研發(fā)和生產(chǎn)端，制定了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策扶持新能源汽車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。美國、日本、德國等政府資助企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)科研項目，在純電動汽車、燃料電池汽車、固態(tài)電池等領(lǐng)域形成了產(chǎn)業(yè)成果。

（二）智能化趨勢：美國自動駕駛實現(xiàn)商業(yè)化服務。

全美已有41個州允許進行自動駕駛測試，占美國州數(shù)量的80%。其中，加州地區(qū)積累了豐富的自動駕駛道路測試經(jīng)驗，自2015年加州開展自動駕駛“脫離”測試以來，已連續(xù)五年發(fā)布測試報告，截至2020年2月，共有64家企業(yè)擁有加州的自動駕駛路測牌照（需配備安全員），其中Waymo是唯一一家擁有無人駕駛路測牌照（無需配備安全員）的公司。2019年，加州累計完成測試行駛路程462萬公里，其中，Waymo、GM Cruise行駛里程分別達233萬公里和133萬公里。美國已經(jīng)實現(xiàn)自動駕駛的商業(yè)化落地，美國在多地開展自動駕駛的出租車、物流車等商業(yè)化服務。在出租車領(lǐng)域，Waymo陸續(xù)在鳳凰城、加州推出自動駕駛出租車服務，2019年底正式移除車內(nèi)的“人類安全員”，由此實現(xiàn)了真正的無人駕駛商業(yè)化。貨車領(lǐng)域，圖森未來開始提供無人駕駛貨物運輸服務。

（三）共享化趨勢：汽車企業(yè)主要布局租車業(yè)務，第三方高科技企業(yè)開發(fā)網(wǎng)約車服務。

自2016年興起的共享經(jīng)濟，是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的信息化應用，主要由互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)催生，即通過平臺化建設強化信息配置能力，提高資源使用效率，在此階段，汽車共享模式，分別在汽車租賃和出行服務兩個領(lǐng)域形成分時租賃和網(wǎng)約車兩種代表模式。

主要汽車企業(yè)均開始在共享汽車領(lǐng)域加強布局，主要布局在分時租賃等重資產(chǎn)模式。2019年，寶馬和戴姆勒宣布合并成立共享乘車公司“Jurbey”，從事租車服務，全球用戶430萬以上。大眾公司在柏林推出“We Share”的純電動車共享服務，提供租車服務，宣布在2025年轉(zhuǎn)型成為“優(yōu)秀的智能出行服務提供商”。大眾在2011年推出Quicar汽車共享項目，在重點城市提供“We Share”的純電動車共享服務，提出要在2025年轉(zhuǎn)型成為“優(yōu)秀的全球智能出行服務提供商”。豐田宣布要轉(zhuǎn)變成出行公司，密集開展共享汽車領(lǐng)域布局，已同Uber、Grab合作開展拼車服務，與Getaround、Avis合作開展汽車共享與租車服務。

區(qū)別于分時租賃等重資產(chǎn)模式，網(wǎng)約車領(lǐng)域更多以輕資產(chǎn)模式為主，行業(yè)主要參與者為第三方科技企業(yè)。整合零散的私家車形成客運運力，Uber和Lyft兩家技術(shù)企業(yè)占據(jù)美國網(wǎng)約車大部分市場份額，但德、法等歐洲國家以出租車行業(yè)抗議為由禁止Uber服務，德國最大的網(wǎng)約車企業(yè)是BlaBlaCar。網(wǎng)約車相對于分時租賃模式出行成本更高，主要在于包含了駕駛員服務，但規(guī)避了分時租賃模式“最后一公里”的出行短板及停車管理等問題，在智能手機與移動互聯(lián)網(wǎng)的推動下，無論從市場規(guī)模還是運營模式方面均有更為成熟的表現(xiàn)。

美國和中國自動駕駛道路測試發(fā)展情況對比

一是從產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段看，美國已經(jīng)實現(xiàn)自動駕駛的商業(yè)化落地，我國剛開始進入道路區(qū)域測試階段。美國在多地開展自動駕駛的出租車、物流車等商業(yè)化服務。在出租車領(lǐng)域，自2018年12月起，Waymo陸續(xù)在鳳凰城、加州推出自動駕駛出租車服務，2019年底正式移除車內(nèi)的“人類安全員”，由此實現(xiàn)了真正的無人駕駛商業(yè)化。貨車領(lǐng)域，自2019年3月起，圖森未來開始提供無人駕駛貨物運輸服務（其中一條線路是從亞利桑那州鳳凰城到德克薩斯州埃爾帕索市，全部路程690公里，由市區(qū)道路和高速公路組成）。我國自動駕駛技術(shù)起步較晚，2018年2月才正式開放全國首個自動駕駛封閉測試場（北京海淀基地），隨后呈現(xiàn)加快發(fā)展態(tài)勢，2020年北京亦莊開放了40平方公里的自動駕駛車輛測試區(qū)，我國進入自動駕駛區(qū)域測試階段，此外，長沙、廣州等地還開展自動駕駛出租車測試（搭配人類安全員）。

二是從產(chǎn)業(yè)實踐積累看，美國自動駕駛的測試里程和車輛數(shù)量具有明顯優(yōu)勢，我國處在追趕態(tài)勢。以加州和北京的道路測試的進展情況為代表，對比美國和我國的自動駕駛實踐積累水平。首先，美國自動駕駛測試里程積累較長。2019年，一共有36家企業(yè)參加“加州路測”，測試路程325萬公里，較前一年增長42%，是同期“北京路測”里程的5.2倍;同年，共有12家企業(yè)參加“北京路測”，累積里程88.66萬公里，較前一年度增長5.7倍。其次，美國參與自動駕駛測試車輛數(shù)量較多。2019年參加“加州路測”車輛達676輛，是“北京路測”車輛數(shù)量的9倍。從企業(yè)國別看，美國本土廠商的測試車輛577輛，中國廠商的路測車輛39臺，是“加州路測”表現(xiàn)活躍的非美國本土企業(yè)（同期，德國和日本廠商車輛數(shù)分別為23輛和10輛），百度“平均每次行駛里程”達到2.9萬公里，超過Waymo等眾多美國本土廠商，成為該指標表現(xiàn)最好的企業(yè)。目前，全美有超過1400輛自動駕駛測試車輛，是中國的5.6倍。2019年參加“北京路測”的車輛73輛，除了百度、蔚來、小馬智行等企業(yè)之外，還有戴姆勒、奧迪、豐田三家合資廠商提供7輛測試車輛。我國自動駕駛車輛牌照發(fā)放數(shù)量不足，2019年底全國發(fā)放測試牌照250車輛。