4月11日,在智能電動汽車發(fā)展高層論壇(2026)上,清華大學(xué)教授歐陽明高發(fā)表了題為《中國汽車純電驅(qū)動技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略回顧與展望》的主旨演講。
歐陽明高教授系統(tǒng)回顧我國純電驅(qū)動戰(zhàn)略發(fā)展歷程,總結(jié)動力電池、安全體系、快充技術(shù)等核心突破,解析產(chǎn)業(yè)從高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵特征,并圍繞電動化、智能化、低碳化三大方向,展望技術(shù)體系競爭與車能融合終局格局,為中國新能源汽車高質(zhì)量發(fā)展與全球化布局提供指引。
01
回顧發(fā)展歷程
新能源汽車發(fā)展至今,關(guān)鍵在于2009年確立了純電驅(qū)動的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,開啟了中國汽車換道超車的新局面。這此之前,全球大致沿混合動力、燃料電池、純電三條技術(shù)路線發(fā)展。2009年北戴河電動汽車戰(zhàn)略研討會形成了純電驅(qū)動技術(shù)轉(zhuǎn)型思路,同年9月新能源汽車被確立為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2012年3月,科技部發(fā)布電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃,提出實(shí)施純電驅(qū)動技術(shù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型;2012年6月,國務(wù)院發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,再次確認(rèn)該戰(zhàn)略。
與國外相比,豐田采用發(fā)動機(jī)優(yōu)先戰(zhàn)略,全球主要汽車企業(yè)多沿此路徑發(fā)展,而我國選擇了動力電池優(yōu)先戰(zhàn)略,這是本質(zhì)區(qū)別。隨后,國家實(shí)施了“十城千輛”新能源汽車大規(guī)模示范工程,驗證了戰(zhàn)略可行性。2014年,習(xí)近平主席提出發(fā)展新能源汽車是我國由汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路。此后,國家政策加快推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)化,尤其向家用車領(lǐng)域拓展。
技術(shù)經(jīng)歷十年發(fā)展,實(shí)現(xiàn)厚積薄發(fā)。動力電池取得革命性突破,我國長期處于全球動力電池及儲能電池領(lǐng)先地位。安全始終主導(dǎo)動力電池發(fā)展,其中有三個重要節(jié)點(diǎn)。
第一個節(jié)點(diǎn),約在2014年前后,原先以磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于公交車,隨后國外企業(yè)大規(guī)模推廣三元電池用于公交車,出于安全風(fēng)險考慮,工信部及時暫停三元電池在公交車上的應(yīng)用,這一決策對產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要影響。
第二個節(jié)點(diǎn),2020年比亞迪推出磷酸鐵鋰刀片電池,結(jié)束了磷酸鐵鋰電池難以應(yīng)用于乘用車的局面。其具備成本低、壽命長、安全性高等優(yōu)勢,通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新提升系統(tǒng)比能量,當(dāng)前已可支持約1000公里續(xù)航的純電動車。
第三個節(jié)點(diǎn),即將實(shí)施的動力電池“不燃燒、不爆炸”安全標(biāo)準(zhǔn),在現(xiàn)有技術(shù)體系下具備實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。
隨著政策與技術(shù)協(xié)同發(fā)力,市場逐步發(fā)展。總體來看,2010—2014年為產(chǎn)品導(dǎo)入期,2015—2020年為產(chǎn)業(yè)成長期,2021—2025年為市場爆發(fā)期。
第一個階段以政策主導(dǎo),第二個階段為政策與市場雙輪驅(qū)動,第三個階段則是技術(shù)、市場與政策協(xié)同發(fā)力,實(shí)現(xiàn)同頻共振。2021年成為技術(shù)創(chuàng)新爆發(fā)節(jié)點(diǎn),以磷酸鐵鋰刀片電池為代表;同時,家用高性價比車型需求快速增長,增程與插電車型上升;疊加疫情期間補(bǔ)貼政策延續(xù),市場自2021年起進(jìn)入快速增長階段,銷量由2020年的136萬輛增長至2025年的1600萬輛。產(chǎn)業(yè)爆發(fā)可類比燃燒爆過程,政策為火花、市場為空氣、技術(shù)為燃料。
02
“十五五”技術(shù)方向
當(dāng)前由“卷價格”轉(zhuǎn)向“卷價值”,通常包括功能價值、情緒價值,同時還應(yīng)重視資產(chǎn)價值。隨著資產(chǎn)價值重要性提升,如8年16萬公里質(zhì)保是否延長,部分企業(yè)已推出終身質(zhì)保,甚至延伸至循環(huán)次數(shù)。家用車約五六百次滿充滿放即可滿足約25萬公里出行需求,而車用磷酸鐵鋰電池一般可循環(huán)約3000次,剩余循環(huán)次數(shù)可通過V2G實(shí)現(xiàn)價值轉(zhuǎn)化。隨著電力市場改革逐步完善,“十五五”末期有望全面到位,應(yīng)推動功能價值、情緒價值與資產(chǎn)價值協(xié)同耦合。
第二,從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展。當(dāng)前滲透已達(dá)50%,增速將趨緩,但保有量仍將大幅增長。“十五五”階段將總體呈現(xiàn)安全監(jiān)管趨嚴(yán)、技術(shù)門檻提升、輿論環(huán)境改善、用戶認(rèn)知提升、新舊動能轉(zhuǎn)換、純電驅(qū)動主導(dǎo)等特征。增程與插電占比已出現(xiàn)回落,純電占據(jù)主導(dǎo)且仍將提升。同時,市場進(jìn)入存量競爭階段,創(chuàng)新主導(dǎo)市場,跟隨策略失效,生產(chǎn)方式變革加快,產(chǎn)業(yè)分化重組提速,國內(nèi)內(nèi)卷趨緩,出海競爭加劇。
其內(nèi)在原因在于競爭由單項技術(shù)轉(zhuǎn)向技術(shù)體系。單項技術(shù)易于跟隨,而技術(shù)體系難以復(fù)制,需要與企業(yè)戰(zhàn)略定位和自身優(yōu)勢匹配,通過全技術(shù)鏈整合構(gòu)建技術(shù)壁壘,包括全過程安全、全氣候超充、全自動駕駛、全線控底盤(含分布式驅(qū)動與輪轂電機(jī))、全固態(tài)電池、全工況高效及全功能電動化。
1、全過程安全。覆蓋設(shè)計、制造、使用全過程,從材料、單體、系統(tǒng)、整車、充電等,實(shí)現(xiàn)全鏈條協(xié)同。安全不可片面歸因于電池類型,不能說三元電池就是不安全的。國外已有綜合安全評價體系(燃油車和電動車都包含在其中),部分應(yīng)用三元電池的車型在全榜單中仍名列前茅,這說明通過全過程管理可實(shí)現(xiàn)高安全與高比能兼顧。新電池安全法規(guī)已對熱、煙、電提出更高要求,但在超充條件下安全邊界更易被觸及,需要系統(tǒng)性優(yōu)化。
2、全氣候超充與快速補(bǔ)能。全氣候超充屬于系統(tǒng)工程,包括快充電池、無析鋰快充技術(shù)、低溫脈沖加熱、外部強(qiáng)制冷卻、高電壓平臺及車網(wǎng)融合充電站等。例如,無析鋰判定可通過負(fù)極電位傳感器實(shí)現(xiàn)快速檢測;外部強(qiáng)制冷卻通過車端與站端協(xié)同提升散熱效率;大功率充電需結(jié)合儲能系統(tǒng)或換電站電池緩沖,避免電網(wǎng)沖擊。
3、全工況高效。在高速工況下,風(fēng)阻占電動車能耗比重較高(約70%),低風(fēng)阻設(shè)計至關(guān)重要;電驅(qū)系統(tǒng)在弱磁區(qū)運(yùn)行會帶來銅損和鐵損上升,效率下降約3個百分點(diǎn);電池容量不足時,高倍率放電受限,易出現(xiàn)續(xù)航大幅衰減,大容量電池可有效緩解該問題。此外,在低溫工況下,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)電池與電機(jī)熱管理解耦,可提升加熱效率并降低噪聲。
4、全固態(tài)電池。近兩年技術(shù)進(jìn)展加快,中國專利占比達(dá)44%;同時,硫化物電解質(zhì)產(chǎn)能快速提升(國產(chǎn)產(chǎn)能超過2萬噸)、成本顯著下降(從2000萬元/噸下降到100萬元/噸)。但全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)仍面臨一系列科學(xué)難題,包含界面問題、化學(xué)穩(wěn)定性、空氣穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性、循環(huán)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等。其發(fā)展路徑從固態(tài)電解質(zhì)、硅碳負(fù)極到更高容量體系(高容量富鋰錳基和鋰金屬負(fù)極),逐步推進(jìn)。“十五五”末期全固態(tài)電池有望實(shí)現(xiàn)約300Wh/kg,但產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍需審慎推進(jìn)。
03
終局展望
新能源汽車發(fā)展取決于新能源體系變革。在“雙碳”戰(zhàn)略推動下,至2035年風(fēng)電光伏裝機(jī)規(guī)模目標(biāo)約36億千瓦,對應(yīng)發(fā)電量約5.5萬億至6萬億度,占總發(fā)電量比例將超過50%,疊加水電后可再生能源占比進(jìn)一步提升,新能源汽車屬性將更加明確。
技術(shù)路線方面:
一是電動化路徑趨于清晰,由多技術(shù)路線并行轉(zhuǎn)向純電主導(dǎo),乘用車純電占比持續(xù)提升;
二是智能化路徑仍處L2至L4演進(jìn)階段,存在縱向整合與橫向整合兩種模式;
三是能源低碳化路徑包括“儲能+閃充”與“儲能+換電”兩類模式,未來可能融合,家用車形成慢充+V2G與長途快充并存的體系,商用車和運(yùn)營類車輛則更適合換電模式。
技術(shù)變革將推動生產(chǎn)關(guān)系重構(gòu),目前已出現(xiàn)的模式包括:
第一種,電動化主導(dǎo)的垂直整合模式:以全面電動化為核心+智能化賦能電動化+通過市場全球化實(shí)現(xiàn)巨大規(guī)模和成本優(yōu)勢;已基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合,關(guān)鍵在于構(gòu)建價值鏈,逐步實(shí)現(xiàn)三鏈融合;
第二種,自主品牌雙輪驅(qū)動模式:燃油車+電動車、國內(nèi)+國際市場;具備深厚汽車底蘊(yùn)和豐富市場經(jīng)驗,關(guān)鍵在于在雙輪驅(qū)動中協(xié)調(diào)好兩個輪子的定位(今后幾年燃油車向大電池HEV、新能源向純電動發(fā)展是大概率事件);
第三種,新勢力互聯(lián)網(wǎng)造車模式:互聯(lián)網(wǎng)思維模式+智能終端營銷模式+用戶生態(tài)模式,電動化作為智能化的入口,未來有可能從汽車制造業(yè)轉(zhuǎn)型出行服務(wù)業(yè),并向具身智能(無人車、無人機(jī)、人形機(jī)器人等)橫向拓展;
第四種,價值鏈導(dǎo)向的橫向整合模式:實(shí)施汽車產(chǎn)業(yè)價值鏈重構(gòu),以智能化和品牌營銷為核心形成非車企領(lǐng)導(dǎo)的跨車企品牌聯(lián)盟。是否會有換電+車能融合為核心的橫向整合式,實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)價值最大化。
第五種,國企自主+合資改革與轉(zhuǎn)型模式:改革體制機(jī)制增強(qiáng)市場競爭力。發(fā)揮汽車國企整體優(yōu)勢,增強(qiáng)跨領(lǐng)域國企協(xié)同效應(yīng)。發(fā)揮國資優(yōu)勢開展兼并重組,把國資的正規(guī)軍壓艙石功能與創(chuàng)業(yè)游擊隊的魚功能有效整合。
終局判斷,純電驅(qū)動優(yōu)勢將持續(xù)強(qiáng)化,其在綠電利用效率、能源成本、控制響應(yīng)及智能駕駛適配方面具有顯著優(yōu)勢,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑為電動化、智能化與低碳化協(xié)同推進(jìn)。
預(yù)計到2030年我國新能源乘用車占比超過70%,2035年超過80%,2040年達(dá)到85%以上。到2030年我國純電車型和插電/增程車型的比例達(dá)到7:3,2035年達(dá)到8:2,2040年達(dá)到9:1。到2030年我國新能源商用車市占率達(dá)到50%以上,2035年到60%以上,2040年到70%以上。到2030年我國新能源汽車總保有量達(dá)1億-1.5億,2035年達(dá)2億-3億,2040年則達(dá)3億-3.8億。到2030年我國綠電消費(fèi)比例將超過50%,2035年達(dá)65%—70%,2040年達(dá)75%-80%。
責(zé)任編輯: 張磊