新能源汽车技术创新的新进展、新趋势与新挑战

2012年国家正式发布《十二五新能源汽车科技发展规划》和《节能与新能源汽车产业发展规划》，确立了“纯电驱动”技术转型战略。2014年5月习近平总书记在视察上汽时发出号召：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。为贯彻总书记指示，政府各部门推出了系列支持政策，开启了中国新能源汽车发展新阶段。

1、新能源汽车技术产业化新进展

“十二五”以来，我国新能源汽车核心技术取得重大突破。动力电池单体比能量五年间提升了近1倍，达到200瓦时/公斤，2016年6家电池企业进入全球前10强。纯电动大中型商用车和微小型乘用车率先发展带动中级家用轿车全面发展。普通纯电动乘用车产品平均续驶里程从150公里提升到300公里以上，纯电驱动商用车总体技术水平在全球处于领先地位、产品规模出口。插电式混合动力带动混合动力技术逐步成熟。比亚迪秦为代表的插电式电动车百公里加速时间达到5.9秒，综合油耗低至1.6L，达到国际先进水平。独创的同轴混联双电机动力系统，应用于12米插电式混合动力公交车，实现50%以上节油率。燃料电池-动力电池混合型动力系统技术启动中国燃料电池汽车商业化进程。2016年中国燃料电池商用车开始商业化，2017年将成为中国燃料电池汽车全方位商业化的元年。基于技术突破，新能源汽车市场快速发展。从2011到2016年，中国电动汽车年产量从不足5千辆发展到51万辆；保有量从1万辆提升到100万辆，均占全球50%，处于领先地位。2015年新能源汽车销量首次超过汽车总销量1.5%，2016年超过1.8%。总体看，中国新能源汽车发展已经出现不可逆转的拐点，产品导入期基本结束，正在进入产业成长期。

2、新能源汽车技术发展的新趋势

“十三五”《新能源汽车科技发展规划》确立的技术升级战略是：动力深度电气化、车身底盘轻量化、整车智能网联化，简称电动化、轻量化、智能化。“十三五”期间国家重点研发计划设立了《新能源汽车》重点专项。从基础研究、技术攻关、系统集成与应用示范全创新链推进新能源汽车创新发展。其中，纯电驱动轿车的下一个目标是大幅提高家用主流性价比车型技术竞争力：到2020年A级轿车百公里电耗降低到10kWh。产业化后，续驶300公里左右的小型纯电动轿车，取消补贴后购置+使用综合成本可以与燃油车竞争。纯电动乘用车产业化技术攻关重点是性价比提升技术与安全性技术，关键取决于电池技术。我们正在推进电池技术革命性突破，即到2020年将单体电池比能量提高到300~350瓦时/公斤，成本降低到1元/瓦时以下。根据新能源汽车重点专项研发进展，面向比能量300瓦时以上的动力电池技术路线已经确立，核心难点硅碳复合负极材料已基本突破，并应用在18650型电池上。另一核心技术：电池热失控主动安全防控技术也取得突破，解决了装备高比能量动力电池的电动大客车安全性难题。

从十到十五年的中长期技术趋势看，电动化、轻量化、智能化“三化”必须跟另外“三化”结合。动力电动化结合能源低碳化，车辆智能化结合交通网联化，材料轻量化结合制造生态化。例如纯电动汽车的碳排放取决于电能的来源，如果来源于可再生能量则碳排放接近零。与此同时，电动汽车的储能功能是解决可再生能源发电间歇性的根本出路，新能源汽车大规模应用可以推动能源生产与消费的革命。现在我国每年弃风、弃水、弃光浪费的1500亿度电，可供近1亿辆电动轿车每年的用电需求。为此，要发展V2G技术，车可以给电网回馈电，电网可以给车充电，车子可以和房子相互供电，形成智能能源交通一体化系统。在这方面，以比亚迪为代表的我国企业已经开展了大量探索性工作。根据《节能与新能源汽车技术路线图》，2030年中国新能源汽车销量将达到汽车总销量的40%，保有量达到8000万辆。到时动力电动化与能源低碳化将实现大规模融合。

3、新能源汽车技术路线的新挑战

电动汽车的发展曾经几起几落，技术路线多元探索。锂离子电池后来居上，技术超出预期，全球纯电驱动汽车市场发展已不可逆转，老牌技术强国正在进入转型期，国际汽车企业在加快纯电驱动战略转型，也在加速中国市场的布局。国际车企采取了全新的电动汽车竞争战略，车辆续驶里程不断增长（500公里）、电池包总容量不断扩大（100千瓦时）、充电时间不断缩短（号称10分钟充电跑500公里）、充电的功率不断提高（快充目标350千瓦，充电电压1千伏）、技术门槛不断提高（安全性挑战全方位倍增）。德国企业发起“面向高功率电动汽车的模块化动力系统平台”联合项目。旨在进一步巩固德国汽车工业在电动汽车领域的全球市场地位。我国新能源汽车技术面临着全球性竞争带来的技术门槛不断提高，尤其是安全性技术门槛大幅提高的严峻挑战。为应对挑战，提出以下三点建议：

（1）评估大功率直流快充的安全性技术门槛：350千瓦大功率直流快充将大幅提高电动汽车高压总线电压至1000伏，充电电流到350安，对整车电气安全、电池安全、充电安全、以及电网安全等带来重大技术挑战。大幅提高相关技术门槛，对产业格局也会造成重大冲击。必须对相关安全性技术进行充分评估，开展技术经济可行性研究。充分考虑中国的国情，制定科学合理的充电技术路线。

（2）研究中外电动汽车新一轮竞争态势：当自主品牌新能源汽车聚焦补贴政策时，合资企业正在聚焦基础设施标准等，准备在后补贴时代展开真正意义的市场竞争。为此，必须未雨绸缪，研究中外电动汽车新一轮竞争态势、提出对政策建议，保障汽车强国战略目标实现。

（3）制定充电技术与基础设施中长期发展规划：建议当前阶段，要重点完善现有主流交直流单向充电技术体系。随着电池技术提升与电动汽车续驶里程增加，建议将直流快充充电装置额定电压提升到750伏。中长期看，要大力发展与可再生能源和智能电网相结合的双向充电技术。大胆探索技术，慎重制定标准，稳妥推进设施建设。