淺談新能源汽車智能化發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

?？低?張偉燕 王若禹 唐凌峰

摘要：由于能源與環(huán)境的壓力，近些年來中國在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中取得了巨大的成就。中國發(fā)展新能源汽車有著得天獨(dú)厚的條件，伴隨著大規(guī)模技術(shù)設(shè)施的投入使用，中國內(nèi)部市場(chǎng)正在從化石燃料向清潔燃料轉(zhuǎn)型。新能源汽車對(duì)于我國汽車行業(yè)的發(fā)展而言既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)彎道超車的重要機(jī)會(huì)。本文在對(duì)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的簡略概述的基礎(chǔ)上，對(duì)新能源汽車智能化發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)問題進(jìn)行扼要分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀;智能化

中圖分類號(hào)：U46? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0189-02

1? 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車（NEV）是指完全或主要依靠新能源驅(qū)動(dòng)的汽車，包括純電動(dòng)汽車（BEV），燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）和插電式混合動(dòng)力（包括增程）電動(dòng)汽車（PHEV）結(jié)合了常規(guī)車輛的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)[1]。新能源汽車在全球范圍內(nèi)的推廣，為世界各國提供了減少溫室氣體排放的機(jī)會(huì)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界與能源有關(guān)的溫室氣體的排放中有23%來源于交通運(yùn)輸產(chǎn)生的尾氣。其實(shí)很早人們就已經(jīng)意識(shí)到需要利用新能源汽車來防治城市空氣污染，并將其作為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，而迄今為止新能源汽車也一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。能源脫碳也是中國新能源汽車政策的主要刺激因素，以盡快減少溫室氣體排放，防止氣候變化帶來最嚴(yán)重的影響。

1.1 新能源汽車國際化發(fā)展進(jìn)程

上世紀(jì)90年代受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，原油價(jià)格持續(xù)走高。受制于價(jià)格因素，新能源汽車開始慢慢發(fā)展起來。對(duì)于利用率更高的電能，新能源汽車還加上了綠色環(huán)保、節(jié)能減排的標(biāo)簽，在21世紀(jì)以來一直被世界各國作為重要的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。

通過二十多年的發(fā)展，全球的新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。各國政府以及全球各大車企從保守觀望轉(zhuǎn)向積極主動(dòng)的戰(zhàn)略性投入研發(fā)。2019年全球新能源汽車總銷量達(dá)到了228.4萬輛，同比增長了4.5%，累計(jì)銷量已經(jīng)達(dá)到了770萬，全球新能源汽車市場(chǎng)開始穩(wěn)步增長。伴隨著主要國家及地區(qū)對(duì)于新能源汽車的政策、技術(shù)、補(bǔ)貼等重要因素匯集，為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

1.2 中國新能源汽車發(fā)展態(tài)勢(shì)

2019年以來我國新能源汽車發(fā)展進(jìn)入降速調(diào)整階段。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019年我國新能源汽車銷量達(dá)120.6萬輛，占全球市場(chǎng)總銷量的53%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模連續(xù)五年位居世界第一。我國目前技術(shù)方面，在整車能耗、電池系統(tǒng)能量密度、續(xù)航里程等指標(biāo)繼續(xù)穩(wěn)步提升，在智能化技術(shù)方面得到廣泛應(yīng)用。

目前隨著我國新能源汽車政策法規(guī)等進(jìn)一步完善，以及充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進(jìn)，新能源汽車市場(chǎng)環(huán)境正在不斷優(yōu)化。但在2019年，我國新能源汽車市場(chǎng)首次出現(xiàn)了同比下滑的情況，全年產(chǎn)銷同比下降了2.3%和4.0%。下半年市場(chǎng)出現(xiàn)了加速下滑的趨勢(shì)。同時(shí)在2019年末，新冠肺炎疫情又進(jìn)一步加重了產(chǎn)業(yè)的困境。

1.3 中國新能源汽車發(fā)展存在的問題

新能源汽車對(duì)于中國而言既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，新能源汽車確實(shí)給中國提供了一個(gè)可能的彎道超車的機(jī)會(huì)。中國汽車工業(yè)起步較晚，直到1956年第一批解放牌卡車下線才標(biāo)志中國國產(chǎn)汽車的開端，而早在1914年福特就已經(jīng)通過流水線對(duì)T型車進(jìn)行批量生產(chǎn)。同時(shí)燃油車技術(shù)也受制于人，比如在2017年廣汽傳祺GS8就曾因愛信變速箱供應(yīng)不足而下調(diào)了5月到9月的汽車產(chǎn)量。

在國際新能源署（IEA）發(fā)布的《2018全球電動(dòng)汽車展望》中提到，國內(nèi)電動(dòng)汽車行業(yè)已經(jīng)形成了一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈，包括了上游原材料供應(yīng)、中游的動(dòng)力電池、整車控制器、整車設(shè)計(jì)制造，以及下游的充電設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)。對(duì)于這條完整的產(chǎn)業(yè)鏈而言，其中優(yōu)勢(shì)最為突出的便是市場(chǎng)規(guī)模以及動(dòng)力電池。

對(duì)于中國新能源汽車技術(shù)水平的儲(chǔ)備以及發(fā)展態(tài)勢(shì)而言還不具備彎道超車的能力。我國驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)水平總體與國際水平相同步，但是產(chǎn)業(yè)鏈卻不是強(qiáng)項(xiàng)，關(guān)鍵的材料、零部件、元器件和基礎(chǔ)研究還相對(duì)落后。其中電機(jī)、電控的核心部件高速軸承、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片），國內(nèi)的發(fā)展還是相對(duì)落后的。參考中國電子科技集團(tuán)《我國IGBT的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展》指出國產(chǎn)新能源汽車的IGBT產(chǎn)品有98%依靠進(jìn)口。如今IGBT的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到7.5代了，而中國還停留在第3代?？v使上海微電子開發(fā)的用于28nm制程生產(chǎn)的193nm ArF光刻機(jī)將于2021年投入使用，但和國外IBM已經(jīng)突破的2nm制程工藝相差甚遠(yuǎn)。

同時(shí)我國在燃料電池方面的發(fā)展也只是小規(guī)模的使用在較為大型的公共交通工具上，無法將設(shè)備小型化，主要產(chǎn)業(yè)同樣集中在日本、美國、德國、加拿大、韓國，我國還處于薄弱領(lǐng)域。國內(nèi)膜電極僅有部分企業(yè)可以小批量生產(chǎn)，但產(chǎn)品質(zhì)量同國外相比差距較大。質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、密封件等關(guān)鍵部件仍依賴進(jìn)口。

2? 新能源汽車智能化發(fā)展進(jìn)程

新能源汽車智能化發(fā)展指的是汽車通過提升整車安全性、可靠性的同時(shí)具有先進(jìn)的底層操作系統(tǒng)、電子電器設(shè)備架構(gòu)和信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)于智能化網(wǎng)聯(lián)化特征的汽車的概括。新能源汽車的智能化發(fā)展必將成為全球汽車產(chǎn)業(yè)必爭(zhēng)的高地，也是我國目前汽車產(chǎn)業(yè)由基礎(chǔ)向高端轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路，是我國實(shí)現(xiàn)彎道超車最為重要的階段。

2.1 新能源汽車智能化發(fā)展戰(zhàn)略方向

我國市場(chǎng)對(duì)于發(fā)展智能化網(wǎng)聯(lián)汽車有利也有弊。一方面我國汽車產(chǎn)業(yè)體系趨近完善，現(xiàn)在對(duì)于整車制造、模塊化平臺(tái)建設(shè)也有了很深的技術(shù)積累，產(chǎn)品品質(zhì)也不斷提升，國內(nèi)車企在不同領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)也在不斷突破，在基建方面，我國的路網(wǎng)建設(shè)能力、5G通訊能力、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的建立都已處于世界前列，為智能化汽車發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。另一方面我國由于復(fù)雜的鄉(xiāng)村、城市道路交通情況，發(fā)展過快帶來的政策、法律法規(guī)交規(guī)不完善的空白區(qū)，以及國民素養(yǎng)的提升對(duì)于智能化網(wǎng)聯(lián)基礎(chǔ)的推進(jìn)都有著不小的挑戰(zhàn)。

伴隨著科技的發(fā)展，以及更多新技術(shù)的應(yīng)用，信息網(wǎng)絡(luò)、傳感器、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等技術(shù)逐漸完善成熟，當(dāng)今世界已經(jīng)走向智能化時(shí)代。相較于傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)落后于時(shí)代的發(fā)展，不能滿足于社會(huì)的需求。

在這樣的背景下，新能源汽車也不斷向著智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展。在2020年2月，國家發(fā)改委、工信部、科技部、等十一個(gè)部門聯(lián)合推出了《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，其中也明確指出智能汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

2.2 新能源汽車智能化發(fā)展可行性的研究

新能源汽車是汽車向智能化轉(zhuǎn)型的最佳載體。未來汽車的智能化發(fā)展勢(shì)必將大幅度提升汽車對(duì)于路面交通情況的計(jì)算能力，相較于傳統(tǒng)的汽車的電子電氣系統(tǒng)是不能滿足于未來的智能出行的需求的。

中國新能源汽車供應(yīng)鏈白皮書2020指出電子架構(gòu)的演進(jìn)將成為推動(dòng)新能源汽車智能化發(fā)展的關(guān)鍵動(dòng)因。傳統(tǒng)燃油車以機(jī)械部件為主，電子系統(tǒng)相對(duì)簡單，大多應(yīng)用ECU（電子控制器）分布式架構(gòu)，ECU和功能幾乎一一對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)相對(duì)封閉;而在電氣化與駕駛輔助功能已實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用的現(xiàn)階段，分布域架構(gòu)將成為當(dāng)前及未來幾年的主流技術(shù)選擇，實(shí)現(xiàn)功能導(dǎo)向的控制，ECU和ECU之間開始整合，出現(xiàn)域管理，用DCU和MDC（磁鼓控制器）取代ECU;長期來看，隨著高級(jí)自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)，對(duì)電子架構(gòu)算力、帶寬均提出了更高要求，也就意味著只有整合域的中央計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)能夠滿足未來智能化汽車的要求，以此帶來芯片能力進(jìn)一步提升，用一個(gè)集成電路實(shí)現(xiàn)對(duì)不同功能芯片的整合，更加依賴云端的存儲(chǔ)分析能力。

相比較傳統(tǒng)的燃油汽車，新能源汽車所搭載的電機(jī)馬達(dá)對(duì)于系統(tǒng)指令有著更快更準(zhǔn)確的響應(yīng)速度和更精確的指令操作。同時(shí)傳統(tǒng)汽車所搭載的啟動(dòng)電瓶多數(shù)為電壓12V的鉛酸電池，在未來的發(fā)展中并不太適合搭載眾多傳感儀器、電子電器設(shè)備，而新能源汽車本身的電力平臺(tái)反而更適合搭載和支撐起智能設(shè)備的荷載，更符合更順應(yīng)汽車智能化發(fā)展的要求和方向。截止到2021年3月，新能源汽車銷量榜排名前五的基本都是智能汽車，新能源汽車平均數(shù)量占比達(dá)到了75%。

2.3 新能源汽車智能化發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)

新能源汽車智能化發(fā)展存在國家政策、法律法規(guī)等多方面的挑戰(zhàn)。在國家法律方面，一些傳統(tǒng)的政策法規(guī)的修訂已經(jīng)跟不上新能源汽車技術(shù)水平的發(fā)展，有些并不適用于智能新能源汽車的發(fā)展?！吨腥A人民共和國道路交通安全法》第二章第一節(jié)第十九條規(guī)定：“駕駛機(jī)動(dòng)車，應(yīng)當(dāng)依法取得機(jī)動(dòng)車駕駛證?！比欢悄荞{駛系統(tǒng)既不是自然人更不能依法取得機(jī)動(dòng)車駕駛證，無法成為具有駕駛資格的主體，這一點(diǎn)就限制了目前國內(nèi)的智能駕駛系統(tǒng)只能限制在L3級(jí)及以下的情況中。同樣，在《中華人民共和國道路交通安全法》第四章第五節(jié)第八十二條第八十五條規(guī)定禁止在高速公路以及城市快速路上進(jìn)行道路試車試驗(yàn)，也禁止在公路上檢測(cè)車輛的制動(dòng)性能，這同樣在很大程度上限制了新能源汽車智能化發(fā)展。同時(shí)智能汽車的駕駛系統(tǒng)對(duì)于測(cè)繪以及高精度地圖的依賴與日俱增，但我國在《測(cè)繪法》《地圖管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)要求公開使用的導(dǎo)航地圖不得標(biāo)識(shí)重要的坡度、曲率等重要信息，同時(shí)對(duì)于一些重要的機(jī)關(guān)、禁區(qū)也是禁止帶有信息采集設(shè)備的汽車進(jìn)入，這一點(diǎn)對(duì)于測(cè)繪和高精度地圖管理帶來了一定的挑戰(zhàn)。

還有就是針對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延遲、網(wǎng)絡(luò)安全等方面提出更高的要求。伴隨著智能化時(shí)代的發(fā)展，新能源汽車所采用的技術(shù)也也越來越復(fù)雜，被黑客攻擊的概率也會(huì)隨之提升，這使得汽車網(wǎng)絡(luò)安全的問題也慢慢被人們所重視起來，比如說車輛遠(yuǎn)程啟動(dòng)安全、自動(dòng)駕駛安全、遠(yuǎn)程控制車輛等技術(shù)。在未來不管是車輛生產(chǎn)商還是相關(guān)的法律法規(guī)，都應(yīng)該不斷完善實(shí)施細(xì)則。

3? 結(jié)束語

汽車產(chǎn)業(yè)所國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，新能源汽車作為智能化時(shí)代轉(zhuǎn)型的先鋒，作為先進(jìn)科技的技術(shù)載體，對(duì)于新能源汽車的發(fā)展也一直是人們所重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。新能源汽車的智能化推行是戰(zhàn)略的、是長久的，目前互聯(lián)網(wǎng)造車新勢(shì)力的入局也將為行業(yè)注入新的能量，繼蘋果公司宣布造車后各大手機(jī)廠商紛紛入局，這些企業(yè)的品牌策劃能力、對(duì)資本的運(yùn)用、對(duì)前瞻性技術(shù)的敏感程度、創(chuàng)新的商業(yè)模式，都是傳統(tǒng)車企所不具備的。在中國汽車發(fā)展史上，這也將被記上濃濃的一筆。

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