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CIBF 2024 | 赵立金:新能源汽车发展现状及新趋势

发布时间:2024-05-07 来源:中国汽车工程学会

4月27日,中国汽车工程学会赵立金副秘书长受邀出席第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会(CIBF2024)先进电池前沿技术研讨会开幕式主会场,并作《新能源汽车发展现状及新趋势》的主题报告,介绍了现阶段新能源汽车的发展情况及未来发展趋势。

中国汽车工程学会副秘书长 赵立金

 

以下内容根据现场速记整理:

尊敬的成院士、欧阳院士、孙院士,各位领导、专家,首先非常高兴有机会参加这次研讨会。上午三位院士、科学家从电池基础研究、前沿技术方面跟大家做了分享,接下来围绕新能源汽车当前发展的最新情况、形势,尤其从整车角度对电池提出的新需求,我跟大家做一个分享。

 

01新能源汽车发展总体情况

 

对于新能源汽车,尤其是这几天正在举办的北京车展,作为全球规格层次最高的车展盛会之一,国际上很多大企业的CEO、专家、企业代表以及国内的传统车企、新势力车企都参与其中。整个车展的首发新车达110多款,大部分都是新能源汽车,占比80%以上,而且现场展示的新能源汽车达278款,所以关于新能源汽车引领未来产业发展方向,行业已经高度关注,而且受到了全球的高度重视。

第一方面,关于全球市场情况。去年全球新能源汽车销量为1418万台,市场渗透率为16%,去年我国的新能源渗透率为31%,基本上是全球的2倍,所以推动全球汽车的电动化转型还有很长的路要走。2019年,我们联合很多全球的大企业集团,设定了2035年全球新能源汽车渗透率至少要达到50%以上的目标,所以未来全球汽车电动化转型还有很长的路。对于中国,去年中国新能源汽车销量在全球基本上占了2/3,市场份额非常高。展望2024年,预计中国市场份额还会提升,因为除中国外,其他国家新能源汽车销量合计500万台左右,但分布在几十个国家,很多国家就是几万台甚至几十万台,在当前全球经济受到很大压力的情况下,更需要持续性的政策扶持和支持,但目前很多国家的补贴政策在退出或者退坡。中国也遇到过这种情况,在2013-2018年几十万辆规模时,需要政策更强有力的支撑,所以对于其他国家的电动化转型,可能会进入一个深度调整期,预计至少需要2-3年。

去年,我国新能源汽车销量完成950万台;2024年,根据学会在过去几年做的预测模型测算出来的数据,预计我国新能源汽车销量将逼近1100万台。分为几部分:一是乘用车。近期很多新闻报道,4月份新能源汽车零售份额可能突破50%,但这只是半个月的销量,全年来说乘用车达到40%以上的渗透率没什么问题。二是商用车。电动化转型压力很大,目前商用车的新能源渗透率仅11%,未来还要持续突破,围绕商用车电动化转型,我们目前也在联合行业开展相关工作,包括下一步我国商用车电动化转型国家支持政策的相关研究,希望通过一系列政策的推动加速商用车转型。在汽车出口量中,新能源汽车的渗透率比较低,占20%多。所以综合各方面数据,推算出2024年新能源汽车销量预计达到1100万辆。

对于2023年、2024年,大家能够明显感受到插电式混合动力车型的爆发式增长,已成为新能源汽车增长的新动能。去年插混与纯电动销量的比值是3:7,往年是2:8,今年预计会达到4:6的结构。今年插混11.7%的市场渗透率还会继续增长,纯电的份额可能稍微有所下降。这也是当前要从各类车型上去推动电动化,可能中大型车或者在低温或更苛刻环境下还不适合使用纯电,我们率先推动插电式车型,所以预计今年插电与纯电的比值至少达到4:6。

新能源汽车行业现在非常卷,很多企业要加大投入,盈利和现金流就受到很大压力。目前在新能源汽车业务上赚钱的车企不多,很多处于爬坡阶段。在这个过程中,会加速企业的兼并重组,很多企业可能进入淘汰环节。对于未来新能源汽车的发展,这也是一个必经的过程。因为在传统内燃机时代,经过很长时间的投入、研发成本分摊之后才进入盈利阶段,新能源汽车还需要几年的爬坡,来分担前期大量的研发投入,才能实现最终的市场化、商业化的发展。

关于出口,目前新能源汽车出口在汽车出口量中的占比不高,去年为24.5%,今年一季度略微有所下降。所以对于未来新能源汽车出口,如果按照我国的新能源渗透率,还有很大的比例可以提升。但是目前新能源汽车出口受到政策和贸易壁垒的影响,当然也有企业在做突破,包括本地化投资建厂、应对动力电池法规的本土化工艺等。

伴随着新能源汽车的发展,动力电池一直是“新三样”中非常重要的一环,但是为应对未来新能源汽车的发展,从动力电池产业链的韧性和覆盖度以及新技术创新方向,还需要不断突破。后面会讲到围绕技术创新,我们还有很长的路要走,要开发一款完全适应各类应用场景,尤其是商用车多场景的电池,还需要我们去做突破。乘用车现在面临的压力也很大,大功率充电技术即将落地,低温区域即将推广应用,电池的革新、未来的方向和路径到底在哪里,还需要我们深度分析。

关于半固态电池,这两年已经实现量产,进入即将规模化的发展阶段。半固态电池是我国从液态走向固态电池必经的过渡阶段,我们有这方面的优势,可以将它更好地发挥出来。目前,半固态电池无论从成本、规模化、安全技术方面,我个人觉得还需要做很多方面的突破。前段时间,和相关行业机构围绕半固态电池的安全性做了一个测试,在这个体系下,能量密度越高的电池一旦发生热失控、热扩散,基本上越难控制,以前把三元、磷酸铁锂电池包投到水中就可以,半固态电池测试时投到水中还在烧,这种情况到底怎么解决?

 

02产业发展新趋势与新需求

对于下一步发展的新趋势和新需求,在这里跟大家做一下分享和汇报。

汽车产业迎来产业变革和产业生态重塑的关键节点。以前经常说电动化就是“三电”系统技术的变革,但现在电动化已经从“三电”系统:电池、电机、电控,覆盖到整个底盘的所有环节,包括制动、转向、悬架、车灯等等都在电动化。近期人工智能、大数据技术的应用,对整个研发、设计、生产、制造、销售、供应链以及后端服务环节,都会产生颠覆性的变化。这一颠覆性的变化,其实也是支撑未来新能源汽车实现盈利的主要方式。因为新的产品、新的汽车、新的技术变革,需要从研发、设计、制造整个环节做到更加的智能、数字化的迭代变革,才能用新的生产力工具来支撑新的产品不断盈利。以前传统燃油车10万台的产能就能覆盖研发成本,而新能源汽车可能需要20万台、30万台的产能,才能覆盖之前的巨大投入

目前乘用车已经进入全面市场化发展的阶段,国家还有购置税补贴的支持。对于商用车来说,一定是下一阶段国家支持电动化转型的投入重点。目前新能源商用车渗透率才11%,而且商用车的动力系统、应用场景多种多样,不同的应用场景在做多种尝试,包括纯电重卡、换电重卡、长途牵引车等。我们对未来商用车的技术路径做了系统研究,去年在学会年会上发布了商用车碳中和技术路线图,预测到2030年、2040年,新能源商用车渗透率分别达到30%和75%。

关于出口,行业一直在提如何更好推进国际化的战略。过去主要是产品出口,未来需要全产业链出海来实现,包括软性和硬性共同出海,否则只是产品出口,未来的可持续发展会受到很大影响。

简单分享了产业发展的趋势情况,下面重点分享我梳理的9个需要持续关注或者动力电池产业需要关注的创新方向,也是从新能源整车的角度对电池提出的新发展需求。

需求一:全固态电池已成为新一代动力电池发展重要方向。下一代动力电池创新方向的颠覆性技术就是全固态电池,技术突破之后可能产业化应用还有很长的路要走,但是通过前期研发投入去掌握主动权,是我们必须要做的。所以全固态电池无论在日韩、欧美以及我国,都必须加大创新投入,能够创造出六大核心性能指标都满足的车用电池,实现更高技术的突破。全固态电池技术的创新、材料的创新、装备的创新,未来在很长一段时间内都是企业、政府部门重点投入创新的方向,也希望产学研各方能够联合起来,在保持现有优势的情况下去攻关、储备下一代技术,实现技术突破。

需求二:仍需高度重视安全问题,构建系统性防护体系。从磷酸铁锂到三元材料电池,安全性技术在持续迭代,没有止境。新能源汽车动力电池安全是保障新能源汽车安全运行的核心要素,需要从系统层面,包括设计、制造、使用以及消防应急安全进行全方位考虑。半固态电池已经上车应用,但是安全性到底做到什么水平值得我们思考。全固态电池也不是百分之百的安全,面临锂枝晶生长的问题、短路的问题、气体释放的问题,一旦发生热失控、热扩散怎么处理?所以对于安全性问题,从材料、电池生产以及整车研发,都要持续关注。安全性技术还有时效问题,在早期研发阶段安全没什么问题,但是经过五年、八年的使用或者更长行驶里程以后,关键材料会不会失效,需要进一步考虑。

需求三:“电池-底盘”一体化成为智能底盘系统创新重要方向。关于电池和底盘融合发展,从模块化时代到大模块CTP时代,到目前电池与底盘高度集成的CTC 3.0阶段,动力电池设计围绕底盘进行创新,和底盘进行深度融合。这不仅是电池的需求,也是整车开发的需要,把电池融入底盘协同开发过程,做一个重要的承载件、融合体,构建智能底盘生态。目前很多CTC架构都有应用,对于乘用车都是将电池布置在底盘平台上,因为电池比较重,平铺在底盘上是目前的最优方案。对于商用车,未来电池系统如何与整车牵引系统融合,还没有成熟方案,能不能探索一条新的路径?比如换电重卡在驾驶舱后面背那么重一个箱子,外观又丑,只能是临时性的举措,未来的结构创新还需要持续关注。

需求四:大功率充电对电芯体系化设计及热管理提出更高要求。目前大功率充电呼声很高,是因为行业有实际需求,标准也即将实施。大功率充电已突破6C甚至8C,从整体设计研发到热管理,是不是已经做好充分的准备?目前还需要我们再做一些技术的创新和突破。

需求五:车网互动V2G对动力电池提出了更高循环寿命要求。车网互动将电动汽车作为未来分布式储能单元,可以更好支撑车网融合的交流和互动,也能为车主带来收益。但车网互动一定是需要大规模使用的,而不是小规模的,这需要所有的车主达成共识。去年我们联合国网能源研究院做了上千份的消费者调研问卷,发现影响电池寿命是电动汽车用户参与车网互动的最大顾虑因素,占比接近50%,而且超过70%的车主仅接受电池寿命损耗在5%以内。在某工业园区V2G示范项目中,对电池寿命进行仿真发现,V2G场景下的电池寿命较无V2G场景衰减10%(北京地区),所以这对消费者来说是较大的痛点。

需求六:满足纯电商用车应用需求的动力电池仍需突破。对于商用车的电池应用,未来取决于燃料电池和动力电池之间的竞争和平衡。未来动力电池和燃料电池谁能率先取得技术突破,满足更长续航里程的需求,就能得到大规模的应用。中长期来看,续航里程增加、补能效率提升、使用寿命延长是纯电商用车技术重要需求,需要持续关注。

需求七:整车高效一体化热管理系统对动力电池的影响。现在电池、电机以及整车一体化热管理,对电池是很好的保护,包括提升电池低温性能、提高电池系统效率、更好应对大功率充电高效冷却难题、提高电池安全性等方面。

需求八:动力电池回收利用亟待进一步加强与持续创新。去年我们在多边合作EVI机制上,联合波斯顿咨询做了全球动力电池产业链可持续发展评估报告,并已对外公布,从政策、市场、技术孵化、供应链等方面,评估未来中国动力电池、全球动力电池可持续发展到底应该怎么做?简要分享两个:一是动力电池回收。当新能源汽车保有量突破2000万辆、3000万辆时,动力电池回收需要更高度的重视,否则整个产业链可能都会受到影响。目前核心环节有四个参与主体,包括第三方企业、资源材料企业、电池生产企业、整车生产企业构筑的回收网络。现在还没有实现回收网点的协同共建,行业层面需要围绕回收网点共建和商业模式达成一致,政府层面需要在发布的政策标准体系下做更多的监管。

需求九:亟需建立稳定的动力电池原材料供应链。过去两年,上游原材料价格过山车似的波动,对大部分企业造成了巨大的冲击。对于如此大规模应用的产业,如果原材料环节不可控,不能实现平稳有序的增长或者在一定空间内波动的话,整个产业体系就没有韧性,也不能实现可持续发展。无论是锂矿、镍矿还是钴矿,受全球地缘政治的影响非常大。对国家来说,一方面要建立上游关键原材料资源保障体系,实行价格预警机制,还要加大矿产资源勘探开采力度,提高资源循环利用率,才能建立有韧性的动力电池产业链,才能支撑新能源汽车产业的发展。

对于动力电池如此关键的核心部件,我相信未来的技术创新和发展一定是在中国,包括现有技术的革新、下一代技术的革新以及材料领域的创新,Tier1企业把研发中心设在中国,由我们率先应用,并供应全球。

谢谢!

 

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