- 中國新能源汽車大數據研究報告(2023)
- 王震坡等
- 4227字
- 2024-04-25 19:57:48
1.2 2022年我國新能源汽車技術演進特征
1.2.1 新能源乘用車技術進步
電池技術進步疊加用戶消費升級,帶動新能源汽車續駛里程均值逐年增長。新能源乘用車續駛里程均值從2020年的300.3km增長到2022年的336.9km。純電動乘用車領域,滿足代步需求的200km以下續駛里程車型接入占比基本維持穩定,2021年和2022年市場占比基本在15%以上;高續駛里程的純電車型快速放量,2022年續駛里程在500km以上的純電車型數量占比達到41.7%,相較于2021年擴大17個百分點。
磷酸鐵鋰電池成本及安全優勢凸顯,電池系統集成化不斷創新,磷酸鐵鋰電池裝機量占比持續擴大。動力蓄電池系統逐漸由內部結構創新集成轉變為外部與整車層級部件創新集成和深度融合,系統性創新進一步實現整車層面結構件數量減少,從而減輕整車質量,增加車輛續駛里程。此外,由于磷酸鐵鋰電池成本、安全等方面優勢逐漸凸顯,近年來磷酸鐵鋰電池市場裝機量快速上升,市場占比逐年提升,2022年磷酸鐵鋰電池裝機電量占比達到63.9%,相較于2020年和2021年分別擴大27.4個百分點和12.7個百分點,占據市場絕對主導地位。
消費升級帶動乘用車產品向大型化、高續駛里程趨勢邁進,新能源乘用車整備質量均值呈現增長趨勢。2022年純電動乘用車、插電式混合動力乘用車整備質量均值分別為1409.6kg和1962.4kg,相較于2021年分別增長2.3%和6.0%。新能源汽車市場用戶消費升級趨勢明顯,推動中高端價位高續駛里程乘用車型市場占比快速增長。
1.2.2 新能源汽車節能減排成效
相較于燃油汽車,新能源汽車在全生命周期具有明顯的節能減排效果。本文以純電動汽車為研究對象,結合新能源汽車運行數據綜合分析車輛節能與減排成效。車輛節能成效方面,本文重點對比分類型純電動汽車歷年耗電量情況,而車輛減排成效方面,本文重點對比全國純電動汽車的污染物減排情況。
整車實際能耗方面,分類型車輛能耗水平變化有所差異。2022年純電動乘用車和物流車能耗水平相較于2021年有所增長(圖1-13),主要由于純電動乘用車車型大型化趨勢,整備質量有所提高,而物流車領域由于中重型貨車市場增長較快,整車能耗水平呈現增長趨勢。2022年純電動公交客車能耗均值65.4kW·h/100km,相較于2021年有所下降。

圖1-13 不同類型純電動汽車歷年能耗均值情況
A級轎車、SUV電耗水平整體保持穩定。純電動乘用車分車型級別來看,2022年A級轎車和SUV能耗均值分別為16.1kW·h/100km和18.8kW·h/100km,相較于2021年基本保持平穩。其他級別車型領域,A00+A0級轎車和B級及以上轎車,2022年車輛電耗水平相較于2021年有所提高。

圖1-14 不同級別純電動乘用車歷年能耗均值情況
汽車保有量的快速增長,使交通相關空氣污染(Traffic-Related Air Pollution,TRAP)成為城市化進程普遍存在的問題,并持續成為社會關注熱點。而汽車電動化作為減緩汽車污染物排放的重要技術路徑,在NOx、CO、CO2以及PM2.5等污染物減排方面做出了突出貢獻。本文初步統計了2022年全國各城市純電動汽車TRAP減少量結果,見表1-2,一線城市、新一線城市純電動汽車TRAP減少量排在前列,污染物減排效果顯著。
表1-2 2022年TOP10城市純電動汽車TRAP減少量前十城市

注:典型城市車輛年行駛里程統計結果及TRAP減排空間分布詳見https://github.com/EVDataScience/EV-TRAP-emission-reduction。
新能源汽車運行端碳減排成效方面,截至2022年12月31日,國家監管平臺已累計接入新能源汽車1207.3萬輛,車輛運行端累計實現碳減排1.47億t。分年度來看,2019年以來,新能源汽車年度碳減排貢獻明顯提升,2021年和2022年新能源汽車碳減排量分別為3693.9萬t和6144.2萬t,為道路交通領域降低碳排放做出了突出貢獻。
1.2.3 新能源汽車故障與安全
伴隨著新能源汽車市場呈爆發式增長,我國新能源汽車產業正邁向市場化驅動的新發展階段,更需要在車輛產品質量安全水平上下功夫,加強產品功能安全。根據國家監管平臺故障報警數據顯示,從接入平臺6個月以內的車輛來看,2022年百車故障數為1236個/百輛車,同比有所下降(1240個/百輛車)。不同車輛類型來看,私家車的故障數量為900個/百輛車,明顯低于其他車輛類型。從車輛應用周期來看,物流車、公交客車等營運車輛的應用周期故障密度較高,分別為46.6個/萬km和43.7個/萬km;乘用車應用周期內的故障密度相較于商用車較低,基本保持在20個/萬km以下。
分故障類型來看,動力蓄電池故障占比較高。從接入平臺6個月以內的車輛來看,新能源乘用車和商用車的動力蓄電池故障占比分別為71.1%、61.5%;車輛應用周期內,新能源乘用車和商用車的動力蓄電池故障占比分別為51.7%、54.4%(圖1-15)。從整個產業安全角度,加強動力蓄電池失控報警和安全防護能力,成為提升新能源汽車產業安全水平的重要命題。

圖1-15 2022年接入平臺不同時長車輛的動力蓄電池故障數量占比情況
注:車輛應用周期故障表示接入國家監管平臺超過6個月的車輛在使用周期內的故障密度(每萬km的車輛故障數量),通常用來衡量車輛磨損故障。
從安全事故數量統計來看,新能源汽車產品質量穩步提升。不同年份生產的新能源汽車的累計著火事故率呈現逐年下降趨勢。我國新能源汽車安全體系建設有了很大提升,行業整體水平取得較大進步。整車及零部件企業對安全體系重視程度明顯增強,組織管理能力進一步提升;基于新能源汽車的產品安全和質量管理更規范,企業車輛運行數據監管更加系統,安全風險防控措施更加完善,問題和事故的應急和應對更有針對性等。
雖然新能源汽車行業整體著火事故率呈現逐年下降趨勢,但新能源汽車安全事故的結構性差異較大,部分安全問題凸顯。乘用車安全事故占比明顯高于專用車、客車,并且乘用車安全事故的占比呈現整體擴大趨勢,從2019年的68.18%擴大至2022年的85.71%;不同車輛狀態下,靜置狀態下車輛發生著火事故的情況多發,2022年占比達到42.34%,而充電狀態下,車輛著火事故的比例呈現擴大趨勢,從2019年的23.87%擴大至2022年的30.18%。不同電池類型配套的車輛事故方面,三元鋰電池配套的車輛歷年事故占比均在70%以上。近年來,伴隨磷酸鐵鋰電池裝機量的快速增長,配套磷酸鐵鋰電池的新能源汽車著火事故占比有所擴大。
新能源汽車保有量的快速增長,進一步突顯新能源汽車安全體系建設的重要性。當前,我國新能源汽車產業正邁向市場化驅動的新發展階段。新能源汽車市場滲透率從2015年的1.3%上升至2022年的25.6%。伴隨著新能源汽車保有量快速增長,新能源汽車安全問題面臨新形勢、新挑戰?;谛履茉雌嚨陌踩w系尚缺乏系統的規劃和建設,涉及新能源三電系統的安全技術設計規范及測試驗證工作有待進一步完善。此外,企業監管平臺整體效能、售后服務端主動排查機制、事故應急響應機制等需要進一步完善和持續提升。
頂層戰略層面高度重視新能源汽車安全體系建設,強調提升新能源汽車安全水平,健全保障體系。2020年11月2日,國務院辦公廳發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》明確提出,到2025年,我國新能源汽車安全水平全面提升。具體包括提升電池管理、充電連接、結構設計等安全技術水平,健全安全保障體系,打造網絡安全保障體系等重點任務。在落實行業管理方面,2019—2020年,工業和信息化部裝備工業發展中心組織開展新能源汽車安全隱患排查工作;2021年9月9日,工業和信息化部裝備工業一司發布《關于組織開展2021年度道路機動車輛生產企業及產品監督檢查工作的通知》,開展新能源汽車安全體系檢查,抽取樣車送檢測機構檢測;2022年3月29日,工業和信息化部辦公廳等五部門發布《關于進一步加強新能源汽車企業安全體系建設的指導意見》(簡稱《指導意見》)?!吨笇б庖姟纷鳛楸U闲履茉雌嚢踩闹笇跃V領文件,強調全面保障企業安全保障能力,要求企業建立從產品研發設計、生產制造到事故響應處理、網絡安全的全方位安全管理制度,在產品設計、供應商管理、生產質量管控、動力蓄電池安全方面提出指導意見。為落實指導意見要求,行業管理部門委托開展新能源汽車企業安全體系建設工作,梳理新形勢下的核心問題,研究對應管理思路建議、支撐政策落地見效,旨在加快構建系統、科學、規范的新能源汽車安全管理體系。
1.2.4 新能源汽車運行評價
新能源汽車運行評價體系旨在針對新能源汽車全產業鏈企業及消費者關注焦點,建立公正、公平和公開的評價體系,以大數據維度計算車型評價結果,推動新能源汽車技術發展進步,提升消費者實際用車體驗。本節基于國家監管平臺新能源汽車運行大數據,從車輛里程可信度、能耗穩定性、快充效率等方面綜合評價新能源汽車技術水平。
里程可信度方面,相較于公交客車和物流車,純電動乘用車整體里程可信度平均值較高。里程可信度是車輛公告續駛里程與實際續駛里程的一致性程度。里程可信度越接近1,表示車輛實際可行駛總里程的可信度越高。相較于純電動商用車,純電動乘用車在全國不同地區的里程可信度平均值明顯高于純電動商用車的里程可信度。純電動乘用車領域,華南地區里程可信度為0.83,明顯高于其他地區;純電動公交客車和純電動物流車領域,長江以南地區純電動汽車里程可信度表現同樣突出(圖1-16)。

圖1-16 2022年不同地區分類型純電動汽車的里程可信度平均值對比
小型純電動乘用車的里程可信度相對較高。對比2022年全國各地區純電動乘用車里程可信度平均值,A00+A0級轎車在各地區的里程可信度均值高于其他級別車型,B級及以上轎車里程可信度均值較低。分地區來看,東北地區純電動乘用車里程可信度略低于其他地區純電動乘用車里程可信度水平。而從不同級別車型的里程可信度差異來看,華東地區、華南地區、西南地區不同級別車型里程可信度差異相對較小(圖1-17)。

圖1-17 2022年各地區不同級別純電動乘用車里程可信度平均值對比
能耗穩定性方面,純電動乘用車的總體能耗穩定性好于純電動客車和純電動物流車。能耗穩定性指數主要用來衡量不同類型的車輛在不同環境下,能耗能否保持穩定,通常采用能耗標準差判定,能耗標準差越小,車輛能耗適應性越強,能耗穩定性越好。純電動乘用車能耗穩定性排行前十名企業的能耗穩定性在0.49~0.84之間;純電動客車能耗穩定性排行前十名企業的能耗穩定性在4.12~5.20之間;純電動物流車能耗穩定性排行前十名企業的能耗穩定性在1.51~2.12之間。純電動乘用車分不同級別車型來看,B級及以上純電動乘用車能耗穩定性較好;分地區來看,華南地區能耗穩定性明顯好于其他地區。
快充時長方面,B級及以上級別轎車快充效率較高,車輛對高壓系統關鍵零部件技術性能要求較高。伴隨著新能源汽車滲透率的快速提升,縮短充電時間成為提升品牌力和使用體驗的關鍵。未來幾年是整車企業品牌向上、服務升級、差異化競爭的窗口期,整車企業的競爭逐漸深化和多元化。相較于大電流方案,高壓快充技術在綜合效率、成本、技術提升難度等方面優勢相對明顯,有望成為快充主流技術方案。此外,高壓快充將帶動熱管理系統功率和復雜度的提升,驅動功率器件不斷升級,逐漸由SiC替代IGBT,帶動整車安全性要求升級,從而驅動相應部件如數字隔離芯片、薄膜電容、智能熔斷器的技術及配置升級。