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CIBF 2024 | 趙立金:新能源汽車發展現狀及新趨勢

發布時間:2024-05-07 來源:中國汽車工程學會

4月27日,中國汽車工程學會趙立金副秘書長受邀出席第十六屆重慶國際電池技術交流會/展覽會(CIBF2024)先進電池前沿技術研討會開幕式主會場,并作《新能源汽車發展現狀及新趨勢》的主題報告,介紹了現階段新能源汽車的發展情況及未來發展趨勢。

中國汽車工程學會副秘書長 趙立金

 

以下內容根據現場速記整理:

尊敬的成院士、歐陽院士、孫院士,各位領導、專家,首先非常高興有機會參加這次研討會。上午三位院士、科學家從電池基礎研究、前沿技術方面跟大家做了分享,接下來圍繞新能源汽車當前發展的最新情況、形勢,尤其從整車角度對電池提出的新需求,我跟大家做一個分享。

 

01新能源汽車發展總體情況

 

對于新能源汽車,尤其是這幾天正在舉辦的北京車展,作為全球規格層次最高的車展盛會之一,國際上很多大企業的CEO、專家、企業代表以及國內的傳統車企、新勢力車企都參與其中。整個車展的首發新車達110多款,大部分都是新能源汽車,占比80%以上,而且現場展示的新能源汽車達278款,所以關于新能源汽車引領未來產業發展方向,行業已經高度關注,而且受到了全球的高度重視。

第一方面,關于全球市場情況。去年全球新能源汽車銷量為1418萬臺,市場滲透率為16%,去年我國的新能源滲透率為31%,基本上是全球的2倍,所以推動全球汽車的電動化轉型還有很長的路要走。2019年,我們聯合很多全球的大企業集團,設定了2035年全球新能源汽車滲透率至少要達到50%以上的目標,所以未來全球汽車電動化轉型還有很長的路。對于中國,去年中國新能源汽車銷量在全球基本上占了2/3,市場份額非常高。展望2024年,預計中國市場份額還會提升,因為除中國外,其他國家新能源汽車銷量合計500萬臺左右,但分布在幾十個國家,很多國家就是幾萬臺甚至幾十萬臺,在當前全球經濟受到很大壓力的情況下,更需要持續性的政策扶持和支持,但目前很多國家的補貼政策在退出或者退坡。中國也遇到過這種情況,在2013-2018年幾十萬輛規模時,需要政策更強有力的支撐,所以對于其他國家的電動化轉型,可能會進入一個深度調整期,預計至少需要2-3年。

去年,我國新能源汽車銷量完成950萬臺;2024年,根據學會在過去幾年做的預測模型測算出來的數據,預計我國新能源汽車銷量將逼近1100萬臺。分為幾部分:一是乘用車。近期很多新聞報道,4月份新能源汽車零售份額可能突破50%,但這只是半個月的銷量,全年來說乘用車達到40%以上的滲透率沒什么問題。二是商用車。電動化轉型壓力很大,目前商用車的新能源滲透率僅11%,未來還要持續突破,圍繞商用車電動化轉型,我們目前也在聯合行業開展相關工作,包括下一步我國商用車電動化轉型國家支持政策的相關研究,希望通過一系列政策的推動加速商用車轉型。在汽車出口量中,新能源汽車的滲透率比較低,占20%多。所以綜合各方面數據,推算出2024年新能源汽車銷量預計達到1100萬輛。

對于2023年、2024年,大家能夠明顯感受到插電式混合動力車型的爆發式增長,已成為新能源汽車增長的新動能。去年插混與純電動銷量的比值是3:7,往年是2:8,今年預計會達到4:6的結構。今年插混11.7%的市場滲透率還會繼續增長,純電的份額可能稍微有所下降。這也是當前要從各類車型上去推動電動化,可能中大型車或者在低溫或更苛刻環境下還不適合使用純電,我們率先推動插電式車型,所以預計今年插電與純電的比值至少達到4:6。

新能源汽車行業現在非常卷,很多企業要加大投入,盈利和現金流就受到很大壓力。目前在新能源汽車業務上賺錢的車企不多,很多處于爬坡階段。在這個過程中,會加速企業的兼并重組,很多企業可能進入淘汰環節。對于未來新能源汽車的發展,這也是一個必經的過程。因為在傳統內燃機時代,經過很長時間的投入、研發成本分攤之后才進入盈利階段,新能源汽車還需要幾年的爬坡,來分擔前期大量的研發投入,才能實現最終的市場化、商業化的發展。

關于出口,目前新能源汽車出口在汽車出口量中的占比不高,去年為24.5%,今年一季度略微有所下降。所以對于未來新能源汽車出口,如果按照我國的新能源滲透率,還有很大的比例可以提升。但是目前新能源汽車出口受到政策和貿易壁壘的影響,當然也有企業在做突破,包括本地化投資建廠、應對動力電池法規的本土化工藝等。

伴隨著新能源汽車的發展,動力電池一直是“新三樣”中非常重要的一環,但是為應對未來新能源汽車的發展,從動力電池產業鏈的韌性和覆蓋度以及新技術創新方向,還需要不斷突破。后面會講到圍繞技術創新,我們還有很長的路要走,要開發一款完全適應各類應用場景,尤其是商用車多場景的電池,還需要我們去做突破。乘用車現在面臨的壓力也很大,大功率充電技術即將落地,低溫區域即將推廣應用,電池的革新、未來的方向和路徑到底在哪里,還需要我們深度分析。

關于半固態電池,這兩年已經實現量產,進入即將規?;陌l展階段。半固態電池是我國從液態走向固態電池必經的過渡階段,我們有這方面的優勢,可以將它更好地發揮出來。目前,半固態電池無論從成本、規?;?、安全技術方面,我個人覺得還需要做很多方面的突破。前段時間,和相關行業機構圍繞半固態電池的安全性做了一個測試,在這個體系下,能量密度越高的電池一旦發生熱失控、熱擴散,基本上越難控制,以前把三元、磷酸鐵鋰電池包投到水中就可以,半固態電池測試時投到水中還在燒,這種情況到底怎么解決?

 

02產業發展新趨勢與新需求

對于下一步發展的新趨勢和新需求,在這里跟大家做一下分享和匯報。

汽車產業迎來產業變革和產業生態重塑的關鍵節點。以前經常說電動化就是“三電”系統技術的變革,但現在電動化已經從“三電”系統:電池、電機、電控,覆蓋到整個底盤的所有環節,包括制動、轉向、懸架、車燈等等都在電動化。近期人工智能、大數據技術的應用,對整個研發、設計、生產、制造、銷售、供應鏈以及后端服務環節,都會產生顛覆性的變化。這一顛覆性的變化,其實也是支撐未來新能源汽車實現盈利的主要方式。因為新的產品、新的汽車、新的技術變革,需要從研發、設計、制造整個環節做到更加的智能、數字化的迭代變革,才能用新的生產力工具來支撐新的產品不斷盈利。以前傳統燃油車10萬臺的產能就能覆蓋研發成本,而新能源汽車可能需要20萬臺、30萬臺的產能,才能覆蓋之前的巨大投入。

目前乘用車已經進入全面市場化發展的階段,國家還有購置稅補貼的支持。對于商用車來說,一定是下一階段國家支持電動化轉型的投入重點。目前新能源商用車滲透率才11%,而且商用車的動力系統、應用場景多種多樣,不同的應用場景在做多種嘗試,包括純電重卡、換電重卡、長途牽引車等。我們對未來商用車的技術路徑做了系統研究,去年在學會年會上發布了商用車碳中和技術路線圖,預測到2030年、2040年,新能源商用車滲透率分別達到30%和75%。

關于出口,行業一直在提如何更好推進國際化的戰略。過去主要是產品出口,未來需要全產業鏈出海來實現,包括軟性和硬性共同出海,否則只是產品出口,未來的可持續發展會受到很大影響。

簡單分享了產業發展的趨勢情況,下面重點分享我梳理的9個需要持續關注或者動力電池產業需要關注的創新方向,也是從新能源整車的角度對電池提出的新發展需求。

需求一:全固態電池已成為新一代動力電池發展重要方向。下一代動力電池創新方向的顛覆性技術就是全固態電池,技術突破之后可能產業化應用還有很長的路要走,但是通過前期研發投入去掌握主動權,是我們必須要做的。所以全固態電池無論在日韓、歐美以及我國,都必須加大創新投入,能夠創造出六大核心性能指標都滿足的車用電池,實現更高技術的突破。全固態電池技術的創新、材料的創新、裝備的創新,未來在很長一段時間內都是企業、政府部門重點投入創新的方向,也希望產學研各方能夠聯合起來,在保持現有優勢的情況下去攻關、儲備下一代技術,實現技術突破。

需求二:仍需高度重視安全問題,構建系統性防護體系。從磷酸鐵鋰到三元材料電池,安全性技術在持續迭代,沒有止境。新能源汽車動力電池安全是保障新能源汽車安全運行的核心要素,需要從系統層面,包括設計、制造、使用以及消防應急安全進行全方位考慮。半固態電池已經上車應用,但是安全性到底做到什么水平值得我們思考。全固態電池也不是百分之百的安全,面臨鋰枝晶生長的問題、短路的問題、氣體釋放的問題,一旦發生熱失控、熱擴散怎么處理?所以對于安全性問題,從材料、電池生產以及整車研發,都要持續關注。安全性技術還有時效問題,在早期研發階段安全沒什么問題,但是經過五年、八年的使用或者更長行駛里程以后,關鍵材料會不會失效,需要進一步考慮。

需求三:“電池-底盤”一體化成為智能底盤系統創新重要方向。關于電池和底盤融合發展,從模塊化時代到大模塊CTP時代,到目前電池與底盤高度集成的CTC 3.0階段,動力電池設計圍繞底盤進行創新,和底盤進行深度融合。這不僅是電池的需求,也是整車開發的需要,把電池融入底盤協同開發過程,做一個重要的承載件、融合體,構建智能底盤生態。目前很多CTC架構都有應用,對于乘用車都是將電池布置在底盤平臺上,因為電池比較重,平鋪在底盤上是目前的最優方案。對于商用車,未來電池系統如何與整車牽引系統融合,還沒有成熟方案,能不能探索一條新的路徑?比如換電重卡在駕駛艙后面背那么重一個箱子,外觀又丑,只能是臨時性的舉措,未來的結構創新還需要持續關注。

需求四:大功率充電對電芯體系化設計及熱管理提出更高要求。目前大功率充電呼聲很高,是因為行業有實際需求,標準也即將實施。大功率充電已突破6C甚至8C,從整體設計研發到熱管理,是不是已經做好充分的準備?目前還需要我們再做一些技術的創新和突破。

需求五:車網互動V2G對動力電池提出了更高循環壽命要求。車網互動將電動汽車作為未來分布式儲能單元,可以更好支撐車網融合的交流和互動,也能為車主帶來收益。但車網互動一定是需要大規模使用的,而不是小規模的,這需要所有的車主達成共識。去年我們聯合國網能源研究院做了上千份的消費者調研問卷,發現影響電池壽命是電動汽車用戶參與車網互動的最大顧慮因素,占比接近50%,而且超過70%的車主僅接受電池壽命損耗在5%以內。在某工業園區V2G示范項目中,對電池壽命進行仿真發現,V2G場景下的電池壽命較無V2G場景衰減10%(北京地區),所以這對消費者來說是較大的痛點。

需求六:滿足純電商用車應用需求的動力電池仍需突破。對于商用車的電池應用,未來取決于燃料電池和動力電池之間的競爭和平衡。未來動力電池和燃料電池誰能率先取得技術突破,滿足更長續航里程的需求,就能得到大規模的應用。中長期來看,續航里程增加、補能效率提升、使用壽命延長是純電商用車技術重要需求,需要持續關注。

需求七:整車高效一體化熱管理系統對動力電池的影響。現在電池、電機以及整車一體化熱管理,對電池是很好的保護,包括提升電池低溫性能、提高電池系統效率、更好應對大功率充電高效冷卻難題、提高電池安全性等方面。

需求八:動力電池回收利用亟待進一步加強與持續創新。去年我們在多邊合作EVI機制上,聯合波斯頓咨詢做了全球動力電池產業鏈可持續發展評估報告,并已對外公布,從政策、市場、技術孵化、供應鏈等方面,評估未來中國動力電池、全球動力電池可持續發展到底應該怎么做?簡要分享兩個:一是動力電池回收。當新能源汽車保有量突破2000萬輛、3000萬輛時,動力電池回收需要更高度的重視,否則整個產業鏈可能都會受到影響。目前核心環節有四個參與主體,包括第三方企業、資源材料企業、電池生產企業、整車生產企業構筑的回收網絡?,F在還沒有實現回收網點的協同共建,行業層面需要圍繞回收網點共建和商業模式達成一致,政府層面需要在發布的政策標準體系下做更多的監管。

需求九:亟需建立穩定的動力電池原材料供應鏈。過去兩年,上游原材料價格過山車似的波動,對大部分企業造成了巨大的沖擊。對于如此大規模應用的產業,如果原材料環節不可控,不能實現平穩有序的增長或者在一定空間內波動的話,整個產業體系就沒有韌性,也不能實現可持續發展。無論是鋰礦、鎳礦還是鈷礦,受全球地緣政治的影響非常大。對國家來說,一方面要建立上游關鍵原材料資源保障體系,實行價格預警機制,還要加大礦產資源勘探開采力度,提高資源循環利用率,才能建立有韌性的動力電池產業鏈,才能支撐新能源汽車產業的發展。

對于動力電池如此關鍵的核心部件,我相信未來的技術創新和發展一定是在中國,包括現有技術的革新、下一代技術的革新以及材料領域的創新,Tier1企業把研發中心設在中國,由我們率先應用,并供應全球。

謝謝!

 

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