第1篇 純電動汽車

第1章 概述

1.1 純電動汽車產業發展的背景

1.1.1 國內外產業發展背景

1.國外政策

新能源汽車產業在全球工業體系中占據舉足輕重的地位，是全球各工業強國搶占未來高端制造業的重點領域。其中以純電動汽車尤為明顯，市場快速增長，具有巨大潛能。因此世界各國均高度重視發展新能源汽車產業。為引領產業發展，美國、德國、日本等全球主要汽車生產國都制定了發展戰略，相繼出臺純電動汽車的相關政策與路線圖，加大科技創新力度，推動前沿技術開發，引領產業發展。

盡管受到各國的追趕，日本目前仍然是世界汽車強國，其汽車出口總量仍穩居世界第一。日本政府早在2010年就發布了《下一代汽車戰略》，其在新能源汽車方面的計劃是，以產業競爭為第一目標，最先實現新能源汽車產業化。到2021年，日本的混合動力汽車技術保持領先，產量居全球領先位置。然而，日本的純電動汽車產量并不高，僅有豐田一家公司排在全球純電動汽車銷售的前20位。有分析認為，日本車企認為純電動汽車目前的盈利率并不高，而且日本的火力發電的比例居高不下，核電發展放緩，政府并不急于推進純電動汽車產業的發展。

美國政府早期大力推進氫燃料電動汽車失敗，2008年后在促進電動汽車推廣方面制定了有關的政策，例如2008年的H.R.6323法案、2009年的振興與再投資法案、2010年的44億美元能源法案以及5個交通要道城市電動汽車補貼政策、2013年的電動汽車普及藍圖等。美國政府的政策聚焦于限制能耗、減少排放，并對新能源基礎設施建設給予資金支持，并沒有非常明確地對純電動汽車的發展規模、技術路線等進行規劃。

德國作為全球汽車產業的領先國之一，非常重視新能源汽車產業的發展，制定了一系列政策以加快新能源汽車的推廣應用。2009年發布《國家電動交通發展計劃》，計劃耗資5億歐元，到2020年電動汽車保有量達到100萬輛（事實證明只完成了不到30萬輛）。2011年發布《電動汽車使用特權法》，提出建設3～4個國家級大規模示范項目。2014年發布《電動汽車法》，給予電動汽車停車費優惠或者免交、設立專用停車位、允許電動汽車在防噪聲或防廢氣排放路段通行等道路交通特權。2015年發布《電動汽車應用優惠政策法規》，為低排放車輛提供包括優惠或免費停車、共乘車道（HOV車道）及交通限制區使用特權等。2016年通過《充電基礎設施條例》，明確規定充電接口標準以及充電設施安裝、運行最低要求。2017年對條例進行了修訂，明確公共充電樁將建立統一的支付平臺。其后，德國促進電動汽車發展的策略基本上體現在銷售端的補貼以及支持充電設施建設這兩個領域。

從整個歐盟的范圍來看，歐盟以推動低碳化為新能源汽車產業發展的主驅動力。先后于2009年發布了《歐盟交通道路電動化路線圖》、2010年發布了《歐洲2020發展綱要》以及“發展世界領先的電動車技術遠景規劃”等政策，力求實現節能減排目標；2018年12月，歐盟各國政府代表以及歐洲議會就減排方案達成了一致，定下37.5%的減排目標。同時，還確定了到2025年使汽車和貨車二氧化碳排放量削減15%的臨時目標。為了達到低碳化的目標，到2025年，歐盟要求所有在售新車中，15%為電動或插電式混合動力汽車（低于50g/km二氧化碳）；到2030年，這一比例將達到30%。

2.國外產業發展現狀

在各國政府的支持下，純電動汽車的市場呈現了爆炸式的增長。2010～2018年，全球純電動及混合動力汽車的銷量從2010年的4800輛增加到了2018年的200萬輛。日本、美國、歐盟等都在積極發展電動汽車產業，其產品在全球電動汽車市場中位居前列。

日本是全球范圍內最早開始發展電動汽車產業且相關技術發展速度最快的少數幾個國家之一，也是世界上首個實現混合動力汽車量產的國家，在實現混合動力系統的低燃耗、低排放和改進行駛性能方面穩居世界領先地位。2018年電動汽車占日本國內新車銷量的比例為17.7%，同比增長1.5%。日本在新能源汽車方面的計劃是，以產業競爭為第一目標，最先實現新能源汽車的產業化。

美國是全球主要的電動汽車市場，以技術創新結合新型商業模式，著力推進本國純電動汽車技術發展。2018年全美共銷售新能源乘用車36.13萬輛，同比增長80.82%。美國電動汽車發展以特斯拉、通用、福特和克萊斯勒等汽車公司為主導，利用各汽車公司雄厚的技術開發力量和先進制造條件，通過汽車、機電、電子、控制和材料等行業的分工合作，研發電動汽車關鍵技術。

隨著歐盟監管機構敦促汽車制造商增加電動汽車生產，以減少造成氣候變化的二氧化碳排放量以及巴黎和倫敦等城市的氮氧化物污染，歐洲汽車市場正在加速推進電動化。21世紀后，電動汽車行業在歐洲迅速發展。在一些純電動汽車起步較晚的國家，如荷蘭、挪威等，電動汽車發展迅猛，電動汽車保有量持續增加；據歐洲汽車制造商協會（ACEA）數據顯示，2014年歐盟28個成員國加上歐洲自由貿易聯盟國家電動汽車銷量達到9.8萬輛，同比增長50.3%。而德國、英國、法國、西班牙、意大利等國家，純電動汽車已經占據汽車市場的主導地位。2018年，整個歐洲銷售純電動和插電式混合動力乘用車及輕型商用車共計40.8萬輛，同比增長33%，其中純電動汽車市場份額達到65%。值得一提的是，2020、2021兩年，歐洲純電動汽車保有量增長迅速，德國等主要國家的電動汽車產銷量每年正以100%的速率增加。

從國外電動汽車發展歷程來看，各國政府在產業化方面除經濟扶持、政策優惠和法規強制外，還通過示范運營、加強基礎設施建設、優惠租賃、政府采購、節能環保宣傳等手段保證生產、研發、銷售等各環節協調發展。同時，各國扶持電動汽車產業的政策都根據不同經濟階段的實際需求而動態調整，使產業發展順利由政府推動過渡到市場推動。

3.國內政策

我國將新能源汽車產業列為七大戰略性新興產業之一，這是應對日益突出的能源安全和環境污染問題、推動傳統汽車產業轉型升級的重要舉措，也是改寫中國傳統汽車產業在國際上的弱勢地位，實現“彎道超車”的重要保障。我國高度重視新能源汽車的發展。為了促進新能源汽車快速、健康、可持續發展，國家2013年發布了《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》，2014年發布了《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》等重大政策，指出要加快新能源汽車的推廣應用，有效緩解能源和環境壓力，促進汽車產業轉型升級。在發展規劃及行動方案上，我國于2012年頒布《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》，2015年發布實施了制造強國戰略第一個十年行動綱領《中國制造2025》，將新能源汽車列入重點發展領域，推動供給側結構性改革，確保新能源汽車健康發展，推動汽車產業的能源變革和轉型升級。

2017年我國發布了《汽車產業中長期發展規劃》以及《促進汽車動力電池產業發展行動方案》等政策，以加快提升中國汽車動力電池產業發展能力和水平，促進新能源汽車產業提質增效、增強核心競爭力、實現高質量發展。2017年9月27日，工業和信息化部等五部委發布《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》，采用雙積分政策，對汽車行業車企提出了燃油消耗值更嚴格的標準要求，促使部分傳統燃油車銷量占比過大的企業進行轉型，同時更加大力推動車企的新能源汽車布局發展。2018年2月，財政部發布實施了《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，進一步提高純電動汽車比能量門檻要求。2018年2月12日至2018年6月11日為過渡期，期間上牌的新能源乘用車、新能源客車按照2017年補貼標準的0.7倍執行，新能源貨車和專用車按0.4倍補貼，燃料電池汽車補貼標準不變。在電池回收方面，工業和信息化部等七部委于2018年聯合發布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》以及《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》，明確動力電池生產企業產品的設計要求、生產要求和回收責任等，旨在加強新能源汽車動力蓄電池回收利用管理，規范行業發展。2019年工業和信息化部辦公廳和國家開發銀行辦公廳發布了《關于加快推進工業節能與綠色發展的通知》，為服務國家生態文明建設戰略，推動工業高質量發展，充分借助綠色金融措施，大力支持工業節能降耗、降本增效，重點支持退役新能源汽車動力蓄電池梯級利用和再利用，推動新能源汽車產業健康綠色發展。2019年工業和信息化部決定自2019年6月21日起廢止《汽車動力蓄電池行業規范條件》（工業和信息化部公告2015年第22號），第一到第四批符合規范條件企業目錄同時廢止，旨在促進中國動力電池的發展與時俱進，突破優質動力電池的缺乏制約新能源汽車產業發展的瓶頸。

在充電設施方面，國家能源局于2018年出臺的《2018年能源工作指導意見》指出，統一電動汽車充電設施標準，優化電動汽車充電設施建設布局，建設適度超前、車樁匹配、高效兼容的充電基礎設施體系。

在新能源汽車的稅收方面，國務院關稅稅則委員會于2018年5月發布《關于降低汽車整車及零部件進口關稅的公告》，自2018年7月1日起，降低汽車整車及零部件進口關稅，新能源汽車獲得同等待遇。

除此之外，西安、上海、昆明等各地方也陸續出臺純電動汽車的相關補貼政策。例如，西安期望在2019年底前將出租車與公交車全部替換為新能源汽車；昆明規定新增網約車必須是純電動汽車等。2019年，北京市經信委公示2019年北京市擬撥付第一批新能源汽車財政補助資金，補助資金共涉及2498輛汽車，擬撥付資金5217.625萬元。南京市于2018年發布了《南京市打造新能源汽車產業地標行動計劃》，目標為提高全市新能源汽車整車產量、主營業務收入。湖南省于2019年1月發布了《湖南省推進運輸結構調整三年行動計劃實施方案》，加大新能源城市配送車輛推廣應用力度，到2020年，湖南省城市建成區新增和更新輕型物流配送車輛中，新能源車輛和達到國VI排放標準的清潔能源車輛的比例超過50%，重點區域達到60%。廣西于2019年1月發布了《加快廣西新能源汽車推廣工作的通知》，在路權、停車、充電、上牌等方面給予新能源汽車優惠便利。

這一系列國家與地方政策引導我國成為全球最大的新能源汽車市場。

4.國內產業發展現狀

當前，我國已成為全球最大的電動汽車生產國，同時也是全球最大的電動汽車消費市場，產銷量領跑世界。2010～2020年，我國生產的電動汽車達到460萬輛左右，超過全球總產量的40%；2021年，我國市場銷售的電動汽車約占全球電動汽車銷量的一半。

整車制造方面，我國電動汽車產業呈高速發展的態勢，產銷規模持續增長，保有量逐年上升，質量和品牌也在快速提升。2021年，我國新能源汽車產銷分別完成354.5萬輛和352.1萬輛，其中，純電動汽車產銷分別完成294.2萬輛和291.6萬輛，同比分別增長1.7倍和1.6倍；插電式混合動力汽車產銷分別完成60.1萬輛和60.3萬輛，同比分別增長1.3倍和1.4倍。截至2021年底，我國純電動汽車保有量已達640萬輛。行業品牌方面，國產電動汽車品牌正快速發展，在2021年全球電動汽車企業銷量排行榜上，上汽集團和比亞迪分別以約11%和9%的份額位列第三和第四。同時，相關調查結果顯示，我國純電動汽車和插電式混合動力汽車的用戶滿意度均與燃油汽車持平，電動汽車已得到國內消費市場的廣泛認可。

關鍵零部件方面，在動力電池領域，我國生產規模和產品競爭力持續提升，位于世界前列。2021年，我國動力電池產量累計接近220GWh，同比累計增長1.6倍；裝機量超過150GWh，同比增長1.4倍。全球動力電池裝機量排行榜中，我國動力電池企業占據六席，分別為寧德時代、比亞迪、中創新航（中航鋰電）、國軒高科、遠景動力、蜂巢能源。其中，寧德時代電池裝機量達到96.7GWh，市場份額約占三成，位列全球第一。在電機及其驅動器產業領域，我國驅動電機市場規模穩定增長，隨著新能源汽車的快速發展，市場潛力巨大。研究顯示，2020年，我國新能源汽車驅動電機裝機量約為145萬臺，同比增長11%左右；市場規模超過200億元，同比增長接近5%。國內電機廠商已經能自主開發出滿足不同新能源汽車需求的產品，部分產品的主要性能指標如峰值功率、功率密度、效率等已接近或超過同等功率級別的國際先進水平。比亞迪、特斯拉、方正電機在2021年全國新能源汽車配套驅動電機裝機量榜單中位居前三甲。

在配套設施方面，我國電動汽車產業發展的配套保障能力不斷提高。截至2021年底，國內累計建成充電站7.5萬座，充電樁261.7萬個，換電站1298個。目前，我國已建成世界上數量最多、輻射面積最大、服務車輛最全的充電基礎設施體系。此外，在全國31個省、自治區、直轄市設立動力電池回收服務網點超過1萬個。

1.1.2 廣東省產業發展背景

1.廣東省政策

廣東省先后出臺了一系列支持政策，如2013年的《廣東省新能源汽車產業發展規劃（2013—2020）》，2016年的《廣東省電動汽車充電基礎設施規劃（2016—2020年）》，2017年的《廣東省節能減排“十三五”規劃》《廣東省戰略性新興產業發展“十三五”規劃》，2018年的《關于加快新能源汽車產業創新發展的意見》，2019年的《廣東省加快推進新能源汽車產業創新發展2019工作要點》《廣東省發展改革委關于進一步明確廣東省優先發展產業的通知》等，對新能源汽車產業鏈發展進行支持：①支持互聯網、電子信息等領域企業進入新能源汽車行業；②貫徹落實雙積分制度，支持技術改造投資；③加強關鍵核心技術研發和產業創新平臺建設、聯盟組建；④加快推進充電設施建設；⑤做大做強新能源汽車產業集群和產業基地，降低生產成本；⑥加快推廣和配套政策支持。到2020年，廣東省實現新能源汽車推廣應用累計超25萬輛，新能源公交車保有量占全部公交車比例超過75%，建成集中式充電站約1500座，基本實現充電設施在珠三角地區全覆蓋。

廣東省發展改革委設立廣東省新能源汽車推廣應用專項資金，重點對購車、充電樁等基礎設施給予補助。廣州、深圳、佛山、東莞、珠海、惠州、肇慶、江門等地市也出臺配套補貼政策，大多規定省、市、縣（區）三級財政按照中央財政補助標準1:1進行配套，各級財政車輛購置補貼額度不超過車價的70%。廣東省科技廳從“十二五”期間開始將新能源汽車產業列入重大專項，設立廣東省新能源汽車重大科技專項資金。自2018年起，每年就新能源汽車重大專項進行資助，撥付資金超過10億元人民幣，推動新一代動力總成系統研發、關鍵零部件與充電技術研究與產業化以及整車智能制造生產線開發，推動整車制造技術研發及產業化、新型動力系統及動力總成研發、關鍵零部件研發和電池與材料研發，支持新能源汽車電池與動力系統研制、整車技術集成應用及關鍵零部件研發。

在省內各地市層面，廣州、深圳、東莞、珠海、惠州、中山、汕頭等市已出臺宏觀政策，著力構建當地新能源汽車產業鏈、組織關鍵技術攻關、搭建技術創新載體、促進技術成果轉移轉化。如深圳致力于建設成為國內領先的新能源汽車產業基地，廣州著力建設完整的新能源汽車產業生態鏈，東莞重點打造整車與關鍵零部件增長極，珠海建設成為國內重要的新能源汽車關鍵零部件生產基地。廣州、深圳、佛山、東莞、珠海、惠州、梅州、清遠、揭陽、江門、汕頭等市已出臺應用推廣政策，如2018年的《廣州市汽車產業2025戰略規劃》，2017年的《廣州市新能源汽車發展工作方案（2017—2020年）》，2015年的《深圳市新能源汽車推廣應用若干政策措施》《深圳市新能源汽車發展工作方案》，2017年的《東莞市新能源汽車產業發展“十三五”規劃》，2019年的《關于組織實施深圳市綠色低碳產業2019年第一批扶持計劃的通知》等，著力加快充換電基礎設施建設規劃和布局，推動公交等公共服務領域率先推廣應用新能源汽車，引導企業創新商業模式。

2.廣東省產業發展現狀

廣東省是我國主要新能源汽車產業基地和最重要的新能源汽車市場，近5年來產銷量保持在全國第一的位置，其中，純電動汽車的產銷量占全國15%左右。

廣東省純電動汽車產業的發展具有以下三個特征：

產業布局基本完成。廣東省已形成以廣深整車生產為核心，珠三角相關地市關鍵零部件生產為支撐的產業區域發展格局。廣東省作為我國重要的汽車制造基地，在全球汽車制造業中具有一定的競爭力。一方面，廣州、深圳純電動汽車產業起步較早，目前已具備較為完善的產業鏈條，是廣東省主要的整車企業集聚地，技術創新水平居全國前列，汽車產量占全省超過90%。其中，廣汽埃安工廠已建成投產，產能達到30多萬輛并已完成產能倍增的規劃，廣汽豐田、東風日產等已經實現了新能源汽車量產。另一方面，珠海、惠州、東莞等地動力電池產業發展迅猛，逐步形成磷酸鐵鋰、三元鋰、鈦酸鋰等多品種并存的動力電池產業集群，其中惠州已集聚了比亞迪電池、億緯鋰能、億能電子、德賽電池等一批在國內有較強競爭力的動力電池生產企業；珠海、中山、佛山在高效電機和電驅動的研發、生產上具備優勢，大洋電機等龍頭企業在行業處于領先地位。近年來，江門、肇慶等地開始發展純電動汽車零部件、結構件、元器件、材料等相關配套產業，協同推動廣東省純電動汽車產業發展。

產業規模發展快但驅動創新不足。廣東省2021年實現新能源汽車產量同比增長超過150%，保持了穩健增長態勢，但整體創新能力仍有待加強：一是企業創新的動力和能力不足，廣東省內龍頭企業協同創新意識不強，產學研用相結合的創新體系仍亟待完善，產業鏈協同創新生態仍未形成；二是部分核心技術受制于人，在芯片、高壓電力電子器件、動力電池原材料等部分領域仍依賴進口，技術差距較大；三是基礎配套設施的研發與應用相對滯后且分布不均，相關標準體系尚未完全形成，生產充電維護、監控感知等配套設施的高水平企業不多。

創新體系與平臺建設成效顯著但不夠完善。廣東省已建有國家電動汽車試驗示范區、比亞迪汽車工程研究院、廣汽研究院、億緯新能源研究院、電動車輛國家工程實驗室、廣東省汽車工程重點實驗室和電動/混動R&D聯合研發中心等一批國家級和省級技術創新平臺，并成立了廣州中國科學院工業技術研究院電池創新聯盟、廣東省電動汽車研究會、廣東省新能源汽車產業協會等行業重要聯盟，集聚了一批高水平人才團隊，協作創新局面逐漸形成，創新體系建設取得一定成效。但在主動對接國家重大專項、省部院合作、引入外省優秀團隊等方面的工作仍有欠缺，粵港澳大灣區協同創新平臺建設仍不完善，相關發展規劃尚未將港澳資源納入廣東省創新整體。廣東省內在電池、電機與大數據測試等檢測評價平臺方面缺少大型的公共服務平臺。

1.2 廣東省純電動汽車技術創新路線圖編制的目的與范圍

廣東省是新能源汽車大省，產業規模位于國內前列，但仍存在產業大而不強、多項關鍵核心技術受制于其他國家的問題。面對全球汽車產業轉型調整的挑戰和機遇，廣東省應瞄準國內外前沿技術和最優產品，結合省內產業結構與技術基礎，明確新能源汽車技術的發展方向與節點，加快組織實施新能源汽車重大科技專項攻關，攻克一批關鍵核心技術，解決產業共性技術難題，確保省內新能源汽車產業和技術健康、快速發展，加速實現由國內領跑向國際領先轉變。因此，制定科學、清晰、合理的技術創新路線圖，具有關鍵性的指導意義與深遠價值。

1.2.1 編制目的

1.研判前沿技術

本路線圖結合廣東省新能源汽車技術基礎和產業特征，分析國內外純電動和插電式混合動力汽車的技術現狀和產品現狀，對關鍵技術和核心部件的發展趨勢展開研判，有助于廣東省把握本領域技術發展的前沿，搶占核心關鍵技術制高點，持續提高廣東省新能源汽車產業的國際競爭力。

2.指明創新方向

本路線圖通過對前沿技術的研判，為廣東省內從事新能源汽車相關的企業、研究機構、高校等提供指引方向，引導社會資本、政府資金流向核心技術和產品的創新和研發，培養產業鏈中各核心產品和企業，使得創新資源進一步集聚，創新要素在粵港澳大灣區更好地流動，通過強化鼓勵創新的措施，夯實產業基礎，培育創新應用，提升用戶規模，打造產業的創新高地。

3.促進成果轉化

通過編制本路線圖，對技術和產業發展的目標進行分析，發現技術壁壘及其創新需求，再通過凝練創新需求并與市場需求、產業目標進行銜接，從而保證了創新需求及創新成果的轉化及應用。

4.引領產業發展

通過編制本路線圖，提出廣東省純電動和插電式混合動力汽車技術發展的總體目標與發展路徑，制定行動計劃，為本領域的關鍵技術創新、產業化發展路徑和技術發展優先級提供明確指引，整合廣東省電動汽車產業上下游的資源，建立完善的新能源汽車產業鏈，帶動產業上下游協同發展，打造國際級產業集群，促進產業快速、健康發展。

5.形成行動指南

通過編制本路線圖，為在廣東省進行新能源汽車相關產業投資的集體或個人提供一份相關技術創新和產業發展現狀和趨勢的概述，為政府相關部門科技計劃項目立項和重點領域資金投入提供科學依據，形成培育新能源汽車相關產業經濟增長點的項目投資指南。

6.提高科研產出

通過編制本路線圖，為政策決策、投資決策、合作決策和戰略技術決策等提供重要參考，旨在降低投資風險，提高科技投入產出效率。通過技術路線圖發展愿景，可以有效引導創新資源集聚，在不同時期和領域進行合理的投入，為加快產業技術進步、提高科研產出提供有力的保證。

7.提升管理水平

通過編制本路線圖，為頂層設計提供參考建議，完善部門協同和部省聯動，做好戰略部署和分階段實施，使政府、行業、企業、高校和科研院所等有關領導與專家在科技發展的管理理念上更注重市場和發展環境，在管理方法上掌握科學的戰略管理工具，構建產業健康發展的環境和基礎，建立橫向協同、縱向貫通的協調推進機制，把制度優勢和市場優勢轉化為技術與產業優勢。

8.優化發展環境

通過編制本路線圖，進一步完善廣東省新能源汽車產業在政策、標準、安全規范、管理機制等方面的制定和執行，推動產業合作、平臺互通、系統互聯，構建優勢互補、融合發展的產業新格局，加快形成產業發展新生態，不斷優化產業技術發展環境。

1.2.2 編制范圍

純電動汽車技術的研究范圍包括動力電池及管理系統技術、電機及驅動系統技術、整車控制技術、電輔助技術、充電及配套設施技術以及整車技術，如圖1-1所示。

近年來，混合動力汽車技術發展迅速。然而，混合動力汽車在電池、電機、控制器以及“小三電”等領域的技術都與純電動汽車類似。因此，本路線圖也將混合動力汽車技術歸入“純電動汽車”技術。由此，在圖1-1的基礎上，加入混合動力技術，并對各類技術進行分解，如圖1-2所示。其中，動力電池及管理系統技術包括動力電池電芯、主流動力電池、新體系動力電池、電池管理系統及動力電池梯次利用與回收技術；電機及驅動系統技術包括驅動電機、電機控制器及動力總成技術；整車控制技術包括整車控制器、整車通信網絡及整車軟件控制技術；電輔助技術包括電動空調、電動助力轉向、電動助力制動技術；充電及配套設施技術包括充電設備、車載充電器、充電安全、充電運營服務技術；整車技術包括輕量化和整車制造技術；混合動力技術包括整車節能控制、機電耦合集成和混合動力專用發動機技術。