顺应汽车产业电动化、智能化、网联化发展趋势,重点围绕新能源整车、智能网联汽车、动力电池、氢燃料电池汽车等各领域发展现状、技术趋势以及产业链自主化情况开展研究,明确优势零部件及“卡脖子”环节。
1. 新能源整车领域
我国新能源汽车产业规模稳居全球首位,产量全球占比超过60%,整体上构建了“三纵三横”的技术体系,在车辆纯电平台化和模块化设计、整车批量化生产工艺、质量及成本控制等方面与国际领先水平差距逐渐缩小,整车企业密集发布全新高端智能化电动平台和车型,如吉利SEA浩瀚架构、比亚迪e3.0平台、蔚来全新NT2.0平台等;在续驶里程、动力性、能耗等方面已处于世界领先水平,纯电动乘用车平均续驶里程提高到400km以上,百公里电耗降至约12kW·h。未来重点围绕分布式驱动、新一代中央集中式电子电气架构、集成化电驱动总成系统、高性能纯电动乘用800V高压平台、大功率智能充电、一体化压铸以及轻量化技术等加速在新能源汽车上应用。
新能源汽车产业链方面,整车控制器VCU、驱动电动机、电动机控制器、轮毂电动机、电驱动系统、减速器等技术基本与国外水平同步,大部分已经接近国际先进水平;但高集成机电耦合装置核心零部件、高转速轴承、热泵空调、车身轻量化技术、液冷充电技术等与国外仍有一定差距;尤其电动机扭矩矢量控制技术、电子电气架构与软件算法、电动机控制器主控芯片、耐电晕绝缘材料、中央计算芯片、功率半导体器件以及辅助工具软件、检测和研发装备等仍为当前我国技术的薄弱环节,存在较严重“卡脖子”风险。
2. 智能网联汽车
我国智能网联核心产业逐步从培育期进入市场化阶段,多领域、多学科推动技术进步和示范应用,新技术、新产品和新业态加速创新发展。汽车智能化产品比例持续提升,L2级别自动驾驶技术成熟应用并进入市场普及期,中高级智能网联汽车商用探索取得新进展,L4级别自动驾驶技术不断突破并区域性示范;5G、C-V2X直连通信等车联网渗透率和量产车型数量显著增长,车联网产业链日渐成熟。未来高级别自动驾驶车型有望逐步进入市场,“单车智能+网联赋能”的车路协同成为智能网联车发展路径;基于域控制器、中央计算平台的电子电气架构成为趋势,数字化底盘线控系统和智能滑板底盘给汽车设计制造将带来革命性变化。
智能网联汽车产业链方面,车载机器视觉系统、超声波雷达、车载计算单元、语音识别算法、车联网终端、智能交通信号机、交通电子标志等属于领跑节点已达到或赶超国外同类产品;中高端CMOS图像传感器、毫米波射频芯片MMIC、车载混合固态雷达、ASIC芯片、MEMS陀螺仪、车载以太网关、车载微内核操作系统、DCU域控制器、线控制动、线控转向等技术、产品仍依赖进口,存在严重“卡脖子”风险;车载操作系统方面QNX、安卓等依然为主流产品,自主车载操作系统市场占有率依然较低;基础元器件方面,国内汽车芯片市场基本被国外芯片企业垄断。
3. 动力电池领域
我国已成为全球产业规模最大、产业链条最完整的动力电池大国,电池产能和产量占全球超过70%、配套超过60%的市场份额,基本实现各细分领域和关键环节的全覆盖。技术创新引领全球动力电池产业发展,以长续航、高安全、全气候、长寿命和低成本为导向,围绕正负极材料、隔膜、电解液以及封装结构、极限制造、新体系电池等不断创新。重点加快磷酸铁锂和三元材料的技术迭代,电池系统朝着高度集成技术方向发展,如CTP、CTC电池底盘一体化技术。聚焦下一代新体系电池,大力发展钠离子电池、固态电池以及相应的新型正负极材料等。
动力电池产业链整体处于国际领先水平。电芯及系统、正极材料(三元材料、磷酸铁锂材料)、负极材料(天然石墨、人造石墨、硅碳材料)、隔膜(基膜、湿法隔膜、涂覆隔膜)、电解液、铝塑膜、锂电装备总成,以及固态电池、钠离子电池等均处于国内领先水平。但面临原材料短缺问题,锂、镍、钴等关键资源进口依赖度超过80%;在超薄复合涂覆隔膜、耐高温阻燃电解液、固态电解质等关键材料以及电池管理系统用采集/通信/控制类功能芯片、电池制造装备用搅拌器/涂布头/光纤激光器等环节,研发制造处于相对薄弱状态。
4. 氢燃料电池汽车
我国氢燃料电池汽车保有量居全球第三(仅次于韩国和美国),截至2022年底,燃料电池汽车保有量达12 682辆,但产业仍处于初期示范和商业模式探索阶段。自主开发的燃料电池在功率等级、低温冷启动、寿命等各项关键技术指标基本达到国际先进水平,系统额定功率提高到150kW以上,冷启动温度达-30℃,寿命提升到30 000h。将持续推动燃料电池系统和电堆的额定输出功率提升,不断向大功率、长寿命、低成本方向突破,持续增强系统集成程度,向体积更小、效率更高、输出性能更稳定的方向发展。
氢燃料电池汽车产业链方面,电堆及系统的一级零部件供应已基本实现全部国产化,核心材料、关键部件和设备等国产化不断提升。燃料电池膜电极、双极板、空压机、氢气循环泵、增湿器、电子水泵、Ⅲ型储氢瓶等核心零部件以国产化供应为主,部分核心技术指标与国外仍有差距,规模化生产的一致性和可靠性还有待验证;质子交换膜、催化剂、气体扩散层等关键材料以及氢气流量计、电磁阀、70MPa Ⅳ型储氢瓶等仍主要依赖进口,多处于实验室或小批量试生产阶段,底层碳纸、碳纤维原材料存在严重“卡脖子”问题。
小结
通过对我国新能源汽车产业总体发展情况进行梳理总结,并对新能源汽车整车、智能网联汽车、动力电池、氢燃料电池汽车各领域技术趋势及产业链各环节进行研究分析,明确我国新能源汽车产业链发展情况及未来攻克重点,并提出做优做强产业链的相关建议,结论如下:
1)我国新能源汽车产业规模和质量快速提升,产业体系持续完善、自主企业竞争力大幅增强,引领全球汽车电动化转型,融合变革成为新能源汽车发展的新特征。
2)我国新能源汽车技术创新显著提升,在动力电池、电动机电控、车联网和智能网联、氢燃料等方面均取得长足进步,顺应产业电动化、智能化、网联化趋势,持续加速技术迭代、产品创新和产业升级;但同时也面临部分关键部件、核心材料、基础元器件“卡脖子”,产业链安全稳定面临挑战。
3)围绕构建自主可控、安全高效的新能源汽车产业链,重点从保障关键资源供应、提升产业基础能力、培育龙头骨干企业、加强国际合作以及推动全产业链绿色低碳等方面提升我国新能源汽车竞争力,助力汽车强国建设。