節(jié)能與新能源汽車技術路線圖分析

陳衛(wèi)華 胡雙炎

(婁底職業(yè)技術學院，湖南 婁底 417000)

1 節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0的變動情況分析

《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》主要基于《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖1.0》完成編制，相比于技術路線圖1.0來說，技術路線圖2.0在多個方面均進行了調整，其中，最值得關注的變動內容集中在節(jié)能與新能源汽車的市場滲透量方面，具體如下：在技術路線圖1.0中提出，截至2020年底，新能源汽車的市場滲透率達到7%～10%，節(jié)能汽車的市場滲透率達到30%；截至2025年底，新能源汽車的市場滲透率達到15%～20%，節(jié)能汽車的市場滲透率達到40%；截至2030年底，新能源汽車的市場滲透率達到40%～50%，節(jié)能汽車的市場滲透率達到50%。而在技術路線圖2.0中提出，截至2025年底，新能源汽車的市場滲透率達到20%，混合動力汽車的市場滲透率達到40%～48%；截至2030年底，新能源汽車的市場滲透率達到40%，混合動力汽車的市場滲透率達到45%～51%；截至2035年底，新能源汽車的市場滲透率達到50%，混合動力汽車的市場滲透率達到50%。技術路線圖2.0的核心在于持續(xù)降低汽車產業(yè)碳排總量，并推動新能源汽車逐漸提升，因此設置了20%的市場滲透目標[1]。在后文的研究中，未進行特殊標注的技術路線圖均為2019年5月正式啟動的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》。

2 節(jié)能與新能源汽車技術路線圖的總體目標及重要時間節(jié)點分析

2.1 節(jié)能與新能源汽車技術路線圖的總體目標

該技術路線圖對我國節(jié)能與新能源汽車產業(yè)至2035年末的發(fā)展提出了如下目標：第一，汽車產業(yè)的碳排放總量符合國家節(jié)能減排要求，至2035年末，汽車產業(yè)的碳排放總量降低至峰值的80%。第二，發(fā)展至2035年，新能源汽車發(fā)展成為市場主流產品，我國汽車產業(yè)實現(xiàn)向電動化方面的轉型。第三，基于中國化的智能網聯(lián)汽車技術體系生成且逐步完善，相關汽車產品也得到大規(guī)模的推廣應用。第四，關鍵技術、關鍵構件實現(xiàn)國產化、自主化，降低對國外進口的依賴程度[2]。第五，汽車智能出行體系基本建成，相關產品的配套設施完善。第六，中國節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)、生產水平達到世界領先地位，且可以在激烈的市場競爭中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 節(jié)能與新能源汽車技術路線圖的重要時間節(jié)點

在該技術路線圖中，提出了2025年、2030年以及2035年這3個重要時間節(jié)點，并根據此設定了階段性的技術與產業(yè)發(fā)展目標。具體而言，截至2025年底，我國節(jié)能與新能源汽車的產業(yè)規(guī)模、市場規(guī)模持續(xù)擴展，市場銷售目標量為0.3億萬輛；截至2030年底，我國節(jié)能與新能源汽車的市場銷售目標量設定在0.35億萬輛；截至2035年底，我國節(jié)能與新能源汽車的市場銷售目標量設定在0.38億萬輛。技術路線圖提出，節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展至2035年底，汽車產業(yè)將實現(xiàn)電動化轉型，同時，燃料電池汽車的市場保有量穩(wěn)定在100萬輛，各類自動駕駛車輛在國內市場的銷售占比上升。

同時，技術路線圖還就這3個重要時間節(jié)點的汽車整體油耗水平也進行了設定，提出截至2025年底，汽車的整體油耗水平將下降至4.62 L/100 km；截至2035年底，汽車的整體油耗水平將下降至2 L/100 km。

3 節(jié)能與新能源汽車技術路線圖的要點內容探究

3.1 各類型新能源汽車發(fā)展的規(guī)劃

(1)節(jié)能汽車的發(fā)展規(guī)劃?；旌蟿恿夹g轉變?yōu)楣?jié)能汽車的關鍵技術，結合降摩擦技術、電子電氣技術的應用，提升汽車的節(jié)能經濟性水平。在此基礎上，加大對小型汽車的市場推廣力度，同時實現(xiàn)技術節(jié)能以及結構節(jié)能，促使小型汽車在我國汽車市場中的占有量大幅提高。在節(jié)能汽車的發(fā)展中，天然氣汽車為發(fā)展重點，因地制宜展開天然氣汽車的設計、開發(fā)、制造與營銷，促使市面上的傳統(tǒng)燃油汽車逐步被天然氣汽車所取代。

(2)插電式及純電動混合動力汽車的發(fā)展規(guī)劃。中型以下車型的純電動乘用車是純電動混合動力汽車的主流發(fā)展車型，同時，推動電動乘用車逐步拓展至租賃、商用、家庭等領域；緊湊型以上車型為插電式混合動力汽車的主流發(fā)展車型，重點延長插電式混合動力汽車的行駛路程，持續(xù)優(yōu)化動力電池與驅動電機的創(chuàng)新研發(fā)。從出口方面來看，依托技術升級，拓展國外市場，積極向發(fā)達國家出口插電式混合動力汽車的關鍵部件。另外，要持續(xù)完善基于插電式及純電動混合動力汽車的配套基礎設施建設，保證插電式及純電動混合動力汽車可以在我國得到大規(guī)模的推廣與應用。

(3)智能聯(lián)網汽車的發(fā)展規(guī)劃。自主環(huán)境感知技術的升級是2035年以前智能聯(lián)網汽車的關鍵發(fā)展內容，優(yōu)化網聯(lián)信息服務，推動智能聯(lián)網汽車自動駕駛功能的升級。實踐中，需要持續(xù)完善自主環(huán)境感知服務以及網聯(lián)信息功能，賦予智能聯(lián)網汽車以更加強大的網聯(lián)式環(huán)境感知能力，為復雜路況下智能聯(lián)網汽車半自動駕駛的實現(xiàn)提供支持，并逐步達到自動駕駛的效果。

(4)燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃。截至2025年底，燃料電池汽車的發(fā)展重點聚焦于大容量動力電池、中等功率燃料電池的研發(fā)方面，結合燃料電池與動力電池形成深度混合動力結構，促使公共服務用車領域(如公交車)可以大規(guī)模使用燃料電池汽車；截至2030年底，燃料電池汽車的發(fā)展重點聚焦于中等容量動力電池、大功率燃料電池的研發(fā)方面，結合燃料電池與動力電池的整合使用，促使商業(yè)用車領域可以大規(guī)模使用燃料電池汽車；截至2035年底，燃料電池汽車的發(fā)展重點聚焦于全功率動力特征的實現(xiàn)，促使商業(yè)用車領域、私人乘用車領域可以大規(guī)模使用燃料電池汽車。

3.2 汽車產業(yè)變革及發(fā)展趨勢的探究

(1)能源、互聯(lián)及智能革命。在能源革命的大背景下，并行于傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng)產業(yè)鏈的新產業(yè)鏈應運而生，配套的基礎設施、運營服務體系形成并逐步完善。受到互聯(lián)革命與智能革命的共同影響，互聯(lián)化技術與智能化技術發(fā)展成為節(jié)能與新能源汽車的核心技術，推動著汽車產業(yè)的更新與變革[3]。綜合而言，能源革命、互聯(lián)革命以及智能革命的展開，為汽車產業(yè)的技術創(chuàng)新與產業(yè)升級提供了新動力。

(2)低碳化、信息化與智能化。從低碳化的角度來說，就當前汽車產業(yè)的發(fā)展情況來看，多技術路線并行發(fā)展的新格局已然形成，在一段時間內，節(jié)能汽車仍舊可以在汽車市場中占據著主體地位。同時，受到世界主要經濟體、重要企業(yè)的電動化戰(zhàn)略轉型深入推行的影響，氫燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展受到重點關注，該產業(yè)的發(fā)展時間節(jié)點呈現(xiàn)出提前的狀態(tài)。從信息化與智能化的角度來說，智能網聯(lián)汽車產業(yè)迅速發(fā)展，且隨著數字化技術的升級，汽車產業(yè)逐步向著智能制造的方向前進。

3.3 我國汽車產業(yè)現(xiàn)實情況的評估

(1)汽車節(jié)能技術的持續(xù)更新升級。就當前的情況來看，我國乘用車(新車)的平均油耗量呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢，汽油機的熱效率也達到了世界領先技術水平；在商用車領域，柴油機的熱效率提升至50%及以上，商用車的節(jié)能效果更加理想。發(fā)展至今，技術路線圖中有關于2020年前的規(guī)劃全部實現(xiàn)，汽車節(jié)能技術升級、節(jié)能與新能源汽車產業(yè)更好發(fā)展，逐步向著2025年的目標前進。

(2)新能源汽車整體技術的升級。從純電動汽車的角度來看，相關技術已然發(fā)展至世界領先水平，能耗量下降、智能化程度上升，相應汽車產品的市場競爭力明顯提高。從插電式混合動力汽車的角度來看，截止2025年底，我國的插電式混合動力汽車B狀態(tài)油耗量穩(wěn)定在4 L/100 km水平，達到預設目標。從氫燃料電池汽車的角度來看，其續(xù)駛里程、氫耗量(每百公里)的水平均達到2020年的預設目標，相關技術已然發(fā)展至世界領先水平，與國際市場保持同步。同時，在氫燃料電池汽車的核心技術方面也有了重大突破，實現(xiàn)了壓縮機、燃料電池電堆的國產化。

(3)智能聯(lián)網汽車技術的升級。節(jié)能與新能源汽車的智能化水平明顯上升，自動駕駛功能得到廣泛應用，部分高級別的自動駕駛汽車已然可以應用部分場景中。從車用無線通信技術的發(fā)展情況來看，我國的相應技術發(fā)展水平與國際領先水平基本保持一致；從大數據、云計算基礎平臺的搭建方面來看，我國的相應技術發(fā)展水平具有更強的先進性；從定位技術、導航技術的發(fā)展方面來看，我國的相應技術發(fā)展水平與國際領先水平基本保持一致，基于國家標準的體系架構以及基于團體標準的體系架構均完成搭建。

(4)創(chuàng)新支撐能力增強。自技術路線圖發(fā)布以來，我國汽車企業(yè)在技術創(chuàng)新研發(fā)方面投入的資金、人力呈現(xiàn)出明顯的增高趨勢；5年內，汽車產業(yè)的專利申請數量(年度)提升了一倍。綜合來看，我國汽車產業(yè)的技術創(chuàng)新能力及其支持保障能力均得到顯著提升。

(5)依然存在一些薄弱環(huán)節(jié)。誠然，我國的節(jié)能與新能源汽車產業(yè)在發(fā)展中取得了很好成效，但是依然存在著一些問題。技術路線圖中的內容指出，在基于汽車研發(fā)的模擬軟件平臺等方面存在短板[4]；關鍵材料的研制有待進一步升級；智能網聯(lián)汽車操作系統(tǒng)等大量關鍵部件依然依賴于進口，國內相關技術研發(fā)情況尚未達到產業(yè)化標準等等，這些也是我國節(jié)能與新能源汽車產業(yè)在當前與未來的主要發(fā)展方向。

3.4 9大技術方向的實現(xiàn)

技術路線圖使用了總體技術路線圖與重點領域技術路線圖相結合的方式，將技術路線圖1.0中的7項重點領域拓展至9項，具體包括：節(jié)能汽車、插電式及純電動混合動力汽車、氫燃料電池汽車、汽車動力電池、智能網聯(lián)汽車、汽車輕量化、新能源汽車電驅動總成系統(tǒng)、配套基礎設施、汽車智能制造及關鍵構件。其中，節(jié)能汽車包括混合動力、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電子電氣；插電式及純電動混合動力汽車包括動力電池、驅動電機、機電耦合技術、整車集成；燃料電池汽車包括燃料電池電堆、燃料電池系統(tǒng)、動力系統(tǒng)與整車集成、氫基礎設施；智能網聯(lián)汽車包括車輛關鍵技術、信息交互、基礎支撐。

技術路線圖提出，在新能源電驅動系統(tǒng)的未來發(fā)展中，插電式機電耦合總成、純電驅動總成、商用車動力總成等為需要重點研發(fā)的內容，汽車行業(yè)與企業(yè)要不斷推動相應關鍵性基礎部件的國產化，實現(xiàn)中國制造。截至2035年底，汽車(乘用車)電機的比功率將提升至7 kW/kg；汽車的電機控制器功率將提升至70 kW/L；純電驅動系統(tǒng)的比功率會將提升至3 kW/kg。配套基礎設施建設在促進我國汽車產業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，特別是充電基礎設施的配置直接與我國節(jié)能及新能源汽車的市場銷售量相關聯(lián)，通常來說，如果充電基礎設施的配置不健全，則出于對出行、駕駛便利程度的考量，人們選擇以電能為動力的節(jié)能及新能源汽車的意愿更低，相應汽車產品的市場銷量大幅下降，難以達到理想水平?；谶@樣的情況，技術路線圖中對配套基礎設施建設也提出了一定的建設要求。截至2035年底，節(jié)能及新能源汽車配套基礎設施(充電基礎設施)建設數量上升，保證滿足人們的現(xiàn)實需求，與節(jié)能及新能源汽車保有量保持匹配；慢充樁接口的數量穩(wěn)定在不低于1.5億端(包含公用樁以及自有樁)的水平下；公共快充端口的數量達到146萬端，能夠為至少1.5億輛車提供充電服務。輕量化也是降低汽車運行中能源消耗量的重要手段，在技術路線圖中指出，截至2035年底，燃油車輛的輕量化系數實現(xiàn)25%的下降；純電動車量的輕量化系數實現(xiàn)35%的下降。

3.5 發(fā)展思路及愿景

(1)動力電池的發(fā)展思路。在2020-2025年，動力電池的發(fā)展重點聚焦于鋰離子電池技術的優(yōu)化升級，保證可以在新能源汽車中得到大規(guī)模應用；新型鋰離子動力電池的研發(fā)與應用也是這一階段的主要工作，促使新能源汽車的使用年限延長。在2025-2035年，動力電池的發(fā)展重點聚焦于新型鋰離子動力電池的優(yōu)化升級，增加電池能量密度、降低電池生產成本，保證汽車產業(yè)中動力電池得到大規(guī)模應用。

(2)銷售目標的設定。技術路線圖中提出，截至2025年底，節(jié)能與新能源汽車的市場銷售增長達到40%～48%及以上；截至2030年底，節(jié)能與新能源汽車的市場銷售增長達到45%～51%；截至2035年底，節(jié)能與新能源汽車的市場銷售增長達到50%及以上。

(3)汽車技術發(fā)展愿景的提出。在技術路線圖中，主要從社會愿景與產業(yè)愿景2方面入手，對我國汽車技術發(fā)展愿景進行了闡述。從社會愿景的角度來說，更加強調能源環(huán)境的友好共生，出行更加智慧以及安全高效；促進汽車技術與數字經濟協(xié)同發(fā)展，積極建成更為健康、和諧的汽車社會。從產業(yè)愿景的角度來看，強調汽車產品的質量、核心環(huán)節(jié)的安全可控性得以提高，依托技術升級推動汽車產業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，積極構建我國汽車的新產業(yè)生態(tài)，促使汽車強國戰(zhàn)略得以全面落實。

4 結語

綜上所述，相比于技術路線圖1.0來說，技術路線圖2.0在多個方面均進行了調整，強調持續(xù)降低汽車產業(yè)碳排總量，并推動新能源汽車占比逐漸提升，因此設置了20%的市場滲透目標。同時，在技術路線圖2.0中，還提出了各類型新能源汽車發(fā)展的規(guī)劃、汽車產業(yè)變革及發(fā)展趨勢、我國汽車產業(yè)現(xiàn)實情況的評估、九大技術方向的實現(xiàn)、動力電池的發(fā)展思路、新能源汽車的銷售目標、汽車技術發(fā)展愿景，為推動我國汽車產業(yè)技術升級與可持續(xù)發(fā)展指明了方向。