陳靜純

摘 要：“雙碳”目標(biāo)下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢迅猛。在新一代科技革命的大背景下，本文闡述了新能源汽車發(fā)展的必然性，分析了新能源汽車行業(yè)發(fā)展趨勢和特點，針對新能源汽車在芯片和動力電池供應(yīng)、充電、售后服務(wù)等方面面臨的挑戰(zhàn)，提出新能源汽車要通過加大技術(shù)研發(fā)，做好配套建設(shè)，完善行業(yè)規(guī)范，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：雙碳 新能源汽車 芯片 電池

1 “雙碳”目標(biāo)下發(fā)展新能源汽車的必然性

2020年9月，中國在第75屆聯(lián)合國大會上發(fā)言，明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)，即中國二氧化碳排放量爭取在2030年之前達到頂峰值，并要力爭在2060年之前實現(xiàn)碳中和這一目標(biāo)。2021年10月，《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》正式發(fā)布。

據(jù)公安部數(shù)據(jù)，2020年全國機動車保有量達3.72億輛，其中汽車2.81億輛，預(yù)計到2030年汽車保有量達3.8億輛，汽車整體使用能量和碳排放還將增長50%以上。隨著我國汽車保有量的不斷提升，汽車行業(yè)碳減排是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要手段，發(fā)展新能源汽車是實現(xiàn)汽車雙碳目標(biāo)的必由之路。

2020年10月，中國汽車工程學(xué)會指出，我國汽車產(chǎn)業(yè)將于2028年提前實現(xiàn)“碳達峰”目標(biāo)。在新一代科技革命大背景下，以光伏、風(fēng)電為主要代表的清潔能源將逐步取代傳統(tǒng)能源，電網(wǎng)、電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)將快速發(fā)展。

2 新能源汽車發(fā)展趨勢和特點

2.1 新能源汽車發(fā)展趨勢

截止2021年底，我國新能源汽車保有量為784萬輛，同比增速59.34%，其中，純電動車占新能源汽車總量的81.63%，達到640萬輛。2022年9月23日，中國新能源汽車發(fā)展高層論壇在武漢召開，會上指出，十年來，我國新能源汽車技術(shù)不斷進步，產(chǎn)銷量一直保持超高速增長。2021年中國新能源汽車銷量同比增長160%，市場滲透率達到13.4%；2022年1-8月，新能源汽車產(chǎn)銷同比增長超100%，市場滲透率達到22.9%。新能源汽車已經(jīng)正在從市場培育期邁進市場化的發(fā)展階段，正在從政策和市場雙驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動為主的新的發(fā)展階段。

2.2 新能源汽車發(fā)展的特點

新能源汽車發(fā)展呈現(xiàn)幾個特點：1、汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生一場顛覆性的科技變革，是電動化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化的高度融合。新能源汽車正從典型的機械產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為機械產(chǎn)品基礎(chǔ)上的電力電子產(chǎn)品、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品、電子信息高科技的數(shù)字產(chǎn)品?！半妱踊?、網(wǎng)聯(lián)化、智能化”成為主流發(fā)展趨勢。2、新能源汽車競爭的背后實質(zhì)是礦產(chǎn)、電池、芯片等原材料和智能化的競爭，變革中涌現(xiàn)出一批有競爭力的供應(yīng)鏈企業(yè)，中國企業(yè)正積極參與全球供應(yīng)鏈布局。3、受地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和限行限購補貼政策的影響，一線城市接入量遠遠高于其他城市。

綜上所述，在以市場為主的新發(fā)展階段下，近年來新能源汽車迎來了快速發(fā)展的窗口期，各企業(yè)在原料供應(yīng)鏈、核心技術(shù)等變革中重新洗牌。銷量市場以中國南方氣候相對溫暖的一線城市為主，其他城市也呈現(xiàn)快速增長趨勢。

3 新能源汽車面臨的挑戰(zhàn)

3.1 動力電池和芯片仍是重要制約因素

電動車時代，從上游應(yīng)用端看，動力電池、原材料、芯片、操作系統(tǒng)、燃料電池、光電材料等依然制約新能源汽車的快速發(fā)展。新能源汽車供應(yīng)鏈的制約因素有以下三點：1、新冠疫情爆發(fā)，工廠停廠，生產(chǎn)力大幅下降。2、制作芯片的原材料價格像硅、樹脂迎來大漲，電池原材料像碳酸鋰價格一年時間暴漲10倍。3、我國汽車芯片仍處于起步階段，研發(fā)程度不深，設(shè)備與人才儲備不足，與國際領(lǐng)先水平尚有差距。目前我國汽車芯片自給率不足10%。芯片的短缺對汽車產(chǎn)能影響非常巨大。截至2022年9月，廣汽集團因疫情和芯片短缺造成的產(chǎn)能損失超過17萬輛。2022年博世集團每個月因芯片短缺造成的產(chǎn)能損失都有30萬輛。

3.2 低溫下電池性能下降

從動力蓄電池歷年裝機量來看，自2018年以來，三元鋰電池一直作為市場主流電池，磷酸鐵鋰電池呈現(xiàn)回歸趨勢。低溫會影響純電動汽車的續(xù)航里程。因為在低溫下，電動汽車使用的鋰蓄電池中化學(xué)物質(zhì)的活性會降低，導(dǎo)致鋰電池的容量和電壓降低，而且低溫狀態(tài)下開暖風(fēng)也會增加電池的耗電量，從而降低車輛續(xù)航里程。根據(jù)國內(nèi)外近10年累計53款新能源汽車低溫衰減數(shù)據(jù)顯示，六成以上的新能源汽車在低溫環(huán)境下續(xù)航折損率已超過三成。這在很大程度上決定了我國在新能源汽車應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)“南熱北冷”的局面。

3.3 充電基礎(chǔ)設(shè)施仍未完善

截至2021年底，我國新能源汽車保有量已經(jīng)達到784萬輛，但是我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量僅為261.7萬臺，車樁比超過3：1，比例趨于合理。但是，部分私人充電樁車主面臨車位不足或充電電力負(fù)荷不足的問題，導(dǎo)致我國私人充電樁的安裝率偏低；公共充電樁仍面臨著充電時長過長、充電樁故障率高、車位被占用、布局不合理等問題，影響了消費者的充電體驗。

3.4 維修技術(shù)發(fā)生大變革

隨著我國新能源汽車的不斷普及，以及智能輔助駕駛、無人駕駛技術(shù)的推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)機械維修的需求不斷減少，“三電系統(tǒng)”的修理日趨成為重點，與智能輔助駕駛系統(tǒng)相配套的傳感器、雷達、攝相頭的維修和更換需求將日益增加，取代傳統(tǒng)的燃油汽車更換機油、火花塞等機械原件。車輛維修從傳統(tǒng)的機械維修轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)遠程診斷。據(jù)統(tǒng)計，特斯拉約90%的車輛故障可以通過遠程OTC軟件進行預(yù)診斷，車載系統(tǒng)或內(nèi)部控制器的固件升級。

4 進一步發(fā)展新能源汽車的對策

4.1 加大技術(shù)研發(fā)，掌握核心技術(shù)

伴隨著汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化的發(fā)展，軟件功能不斷升級，新能源汽車芯片計算力直接影響到汽車的智能化功能，例如：安全運行、智能駕駛等功能。1、國產(chǎn)芯片替代方案正在崛起。2022年，MobileyeQ5、高通驍龍、英偉達Orin等都選擇在中國首發(fā)。相關(guān)行業(yè)統(tǒng)計顯示，地平線的征程芯片也正在成為自主品牌域控制器的主流選擇，1-6月份地平線的出貨量排名第二，僅次于特斯拉。中國市場已經(jīng)成為全球智能芯片的角斗場。2、2022年以來，各汽車企業(yè)陸續(xù)開始投資芯片企業(yè)。芯片涉及到自動駕駛芯片、智能座艙芯片等多個領(lǐng)域，積極推動“聯(lián)合造芯”的戰(zhàn)略布局，才能加快車規(guī)級芯片關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化。國產(chǎn)芯片企業(yè)的崛起，正逐步減少對進口芯片的依賴。

4.2 提高電池性能，降低電池成本

4.2.1 降低電池成本是關(guān)鍵。新能源汽車最主要的功能指標(biāo)是三電系統(tǒng)和動力電池。2022年，以普通品牌的新能源汽車電池1200-1500元/Kwh 的換電成本（包含材料費、運費、更換工時費等）來估算，按460公里的電池是58度，電池成本是6.9-8.7萬，售價在18萬左右。電池與售價占比38-48%，降低電池成本是降低汽車售價關(guān)鍵。隨著新能源電池技術(shù)的發(fā)展和電池量產(chǎn)，電池的生產(chǎn)成本會逐步下降。

4.2.2 解決電池性能下降是瓶頸。通過網(wǎng)友的實車體驗，新能源汽車在低溫和高速行駛下電池性能明顯下降。網(wǎng)友實測從電車充滿電到車輛無法行駛的狀態(tài)，時速在60-70公里約能達到續(xù)航里程90%左右，時速在120公里的高速只能達到續(xù)航里程的70%左右。里程焦慮直接影響到消費者購買意愿，在實際行駛中，還要考慮市區(qū)塞車、空調(diào)、導(dǎo)航還會削減續(xù)航里程。根據(jù)《2022-2028年中國三元電池行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究及投資規(guī)劃分析報告》指出，高鎳化、單晶化成為三元鋰電池的發(fā)展趨勢愈加明顯。三元鋰電池是指以錳酸鎳鈷或鋁酸鎳鈷為正極材料的鋰電池。三元鋰電池因體積更小、容量密度更高、耐低溫等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車。鎳的作用是提高電池能量密度和延長續(xù)航里程，鈷的作用是提高電池的穩(wěn)定性和導(dǎo)電率，從而改善電池的充/放電性能。此外，單晶化也成為行業(yè)重要趨勢之一，相較于多晶型三元正極材料，單晶型三元正極材料內(nèi)部沒有晶界，可有效的減少顆粒破碎等問題，還具備機械強度高，高壓實密度下不容易破碎，一次顆粒大，減少副反應(yīng)的發(fā)生等優(yōu)勢。要加大力度制定電池生產(chǎn)行業(yè)規(guī)范，加大對電池生產(chǎn)企業(yè)科研政策支持，在產(chǎn)品的設(shè)計能力、工藝性能、生產(chǎn)管理上爭取更大的提高。

4.2.3 用車習(xí)慣直接影響電池壽命。首先，影響新能源電池的使用壽命有兩大主要因素，充電循環(huán)次數(shù)及時間。以主流的續(xù)航400公里車型為例，單次充電可行駛400公里，按照至少1000次循環(huán)，則理論可用壽命為40萬公里。通常鋰電池只要保養(yǎng)得當(dāng)，使用10年沒有問題。其次，充放電平均功率、儲存及工作溫度、充放電深度等是影響電池壽命的次要因素。相對來說，快充會比慢充更加速電池的衰減；電池儲存及工作溫度在0度以下和40度以上，會加速電池老化和容易衰減；鋰電池在續(xù)航里程30%-70%左右開始充電，更有利于延長電池壽命。

4.3 合理規(guī)劃布局，解決充電問題

4.3.1 合理規(guī)劃充電樁和換電站，提高充換電服務(wù)體驗。近年來，隨著新能源汽車的普及，充電樁和交換電中心配備的比例大幅提升。中規(guī)院數(shù)據(jù)顯示，2021年廣州市中心城區(qū)公共充電樁密度為34.4個/平方公里，位居全國城市前三。除了充電站之外，廣州市也在推動換電模式的推廣。2022年將在廣州設(shè)立220座超級充換電中心，實現(xiàn)3km半徑覆蓋；2025年將擴充至1000座，實現(xiàn)1.5km半徑覆蓋，將廣州率先打造成為全球首個“超充之都”。2022年8月25日，深圳市發(fā)改委發(fā)布關(guān)于公開征求《深圳市新能源汽車充換電設(shè)施管理辦法（征求意見稿）》，通告中提出，各類建筑物配建停車場（庫）及社會公共停車場小汽車停車位的充電樁配置比例不應(yīng)低于30%，100%預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件。不難看出，一線城市在加快充換電設(shè)施的建設(shè)方面，從前期規(guī)劃設(shè)計到后期建設(shè)都走在前列。

4.3.2 發(fā)展無線充電技術(shù)，提供更靈活的充電方式。無線充電主要有磁感應(yīng)和磁共振兩種方式。近年來，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，無線充電技術(shù)日漸提升，一款無線充電系統(tǒng)正在研究測試，能夠給高功率（50-75kw）和低功率（7-22kw）的多款電動汽車進行充電，該系統(tǒng)設(shè)置了“雙功率”模式。2022年，沃爾沃汽車官方表示，他們正在測試無線充電技術(shù)，按照最大充電功率可達40kW，以測試車載電池容量為69kWh計算，將空電池充滿100%大概需要100分鐘左右。未來，將實現(xiàn)停車到指定的停車位，就能自動完成充電。無線充電技術(shù)不僅能兼容不同功率車輛的充電需求，為不同車型汽車提供充電服務(wù)，而且能最大限度地發(fā)揮充電樁的利用率，避免人和車或者充電樁觸碰的安全風(fēng)險，規(guī)避雨天漏電隱患。

4.4 完善維修體制，提高售后服務(wù)水平

4.4.1 健全售后政策標(biāo)準(zhǔn)體系，不斷完善服務(wù)細則。通過技術(shù)研發(fā)和售后案例的積累，企業(yè)要不斷總結(jié)“三電系統(tǒng)”等關(guān)鍵部件的故障模式及類型，制定新能源汽車動力蓄電池維修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制定衰減維護和置換條件，不斷完善保修、更換等細則，給消費者帶好更好的用車體驗。

4.4.2 加大維修人員人才儲備，提高維修技術(shù)。高校要加大汽車維修專業(yè)人才的培養(yǎng)，并與車企強強聯(lián)合，培養(yǎng)更多的集電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化專業(yè)技能人才，更好地適應(yīng)電動汽車維修的需求。

4.4.3 提高智能診斷技術(shù)，提高維修裝備的集成化。發(fā)展智能化故障診斷技術(shù)，提高診斷的準(zhǔn)確性，是新能源汽車維修的有效途徑。新能源汽車電氣構(gòu)造復(fù)雜性使汽車維護使用的絕緣工具、專用設(shè)備和工具種類眾多。隨著智能設(shè)備向集成化、自動化方向發(fā)展，將在維修領(lǐng)域整合各類檢測、維護工具及設(shè)備，提高維修的效率和便攜性。

5 結(jié)語

近年來，“雙碳”目標(biāo)的提出，汽車行業(yè)正經(jīng)歷一場顛覆性的科技革命，表面上看是芯片、電池的競爭，充電技術(shù)、維修模式的革新，實質(zhì)上是原材料的資源全球供應(yīng)鏈的競爭，是電氣化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化多個行業(yè)的技術(shù)融合的競爭。2022年以來，車企出臺了價格優(yōu)惠政策，政府通過規(guī)范立法、稅收減免、消費補貼等政策引導(dǎo)，消費者在權(quán)衡購買新能源汽車的利弊下做出消費決策?？傮w上來說，為降低碳排放，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，在探索的新能源的道路上企業(yè)、政府、消費者都在做出努力，各方都在這場汽車科技革命中不斷求索。

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