湖南省新能源汽车产业发展路径研究.pdf

0引言新能源汽车是指完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,?现如今市场上最常见的新能源汽车主要包括充电式纯电动汽车、燃油电力混合动力汽车、燃料电池汽车和其他新能源汽车。目前我国正在大力发展的新能源汽车主要包括两类，纯电动汽车和混合动力电动汽车1。当前，全球新能源汽车产业发展驶入快车道，市场销量大幅增长，产业集中度不断提升，产业集群格局初步形成，正加快转入智能网联技术融合应用发展方向。1全球新能源汽车产业发展现状及态势全球新能源汽车产业迎来爆发，未来仍将保持高速增长。2022 年全球新车总销量 8105 万辆，其中新能源汽车（主要包括纯电动汽车、增程式电动汽车、燃料电池汽车）销售量约 1065 万辆，同比增长 63.6%，市场占比首次超 10%，标志着新能源汽车正式迎来爆发期。据中汽协统计，2022 年国内新能源汽车销量达 688.7 万辆，同比增长 93.4%，市场占有率达 25.6%。据权威机构 LMC?Automotive 预测，未来十年全球新能源汽车市场占比将继续保持高速增长，到 2035 年将达到 50%。湖南省新能源汽车产业发展路径研究石海林姚婷黄晓林周海球摘要：发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。湖南省正大力培育壮大新能源汽车产业，着力打造具有全国影响力的新能源汽车产业高地。本文深入分析了湖南省新能源汽车产业发展现状，剖析了产业关键核心技术，提出聚焦“电芯轻智”四个关键赛道、增强产业核心竞争力、塑造发展新优势的对策建议。关键词：新能源汽车；产业发展；路径研究；智能网联中图分类号：F49文献标志码：A文章编号：1671-4792（2023）04-38-07作者简介：石海林（1987）,男，硕士，湖南省科学技术信息研究所副研究员，研究方向：产业竞争情报；姚婷（1989）,女，硕士，湖南省科学技术信息研究所助理研究员，研究方向：产业竞争情报；黄晓林（1987），男，硕士，湖南省科学技术信息研究所助理研究员，研究方向：产业竞争情报；周海球（1987）,男，硕士，湖南省科学技术信息研究所高级工程师，研究方向：产业竞争情报。（湖南长沙410001）2023年第4期38中国是新能源汽车产业集聚高地，四大区域产业集群初步形成。2022 年我国新能源汽车产量 705.8 万辆，占全球新能源汽车产量 66.3%，同比增长 96.9%，连续 8年保持全球第一。国内已形成以上海为龙头的长三角产业集群，以广深为龙头的大湾区产业集群，以北京为龙头的京津冀产业集群，以西安、重庆、成都为龙头的西三角产业集群等四大新能源汽车产业集群2。以武汉、合肥、长沙为龙头的长江中游产业集群正加速壮大，有望发展成我国第五大新能源汽车产业集群。头部企业占据大部分市场，后排企业面临淘汰风险。全球新能源汽车销量前 5名企业占全球 52.8%市场份额，其中比亚迪在全球新能源汽车市场占有率为 18.4%、特斯拉为 13.0%、大众汽车为 8.2%、上汽集团为 7.2%、吉利-沃尔沃为 6.0%。国内方面，2022 年国内新能源汽车厂商销量前 10 名企业占全国市场 71.0%，排名依次为：比亚迪（市场份额 31.7%）、上汽通用五菱（7.8%）、特斯拉中国（7.8%）、吉利（5.4%）、广汽埃安（4.8%）、奇瑞（3.9%）、长安（3.7%）、哪吒（2.6%）、理想（2.3%）、长城（2.2%）。头部企业占据大部分市场，未来行业集中度将进一步提高，技术含量低、效益差的企业将被加速淘汰。汽车行业上半场电动化正酣，下半场智能网联即将开启。面向“碳中和”目标，绿色低碳和电动化转型是汽车产业的主要路径。随着续航里程和充电便利性问题逐渐得到解决，新能源汽车下一步竞争将聚焦智能网联，电子电气架构、芯片、算法和软件系统等智能化技术变革是未来发展趋势。2新能源汽车产业发展的关键核心技术新能源汽车技术的核心是电驱、电控和电池技术3，电动化、网联化和智能化已成为汽车产业最新的发展潮流和趋势4。新能源汽车核心技术主要集中在动力电池、电机系统、电控系统及智能网联等“三电一智”领域。动力电池是新能源汽车的“绿色心脏”，核心技术包括电池材料（正极材料、负极材料、电解液、电池隔膜等）、结构创新技术（无模组动力电池包、电池车身一体化等）、电池电芯（4680 大圆柱电池、刀片电池等）、配套技术（高压快冲技术等）。当前磷酸铁锂、三元材料电池仍是动力电池主流类型，但由于存在安全隐患、成本较高、能量密度不够、使用寿命不长等问题，固态电池、钠离子电池、无钴电池将是重点创新方向。电机系统是电动汽车驱动的关键执行结构，关键部件为电机、功率变换器、调节器、检测传感器等，其中电机承担了汽车运动相关的所有功能。目前，国内主流驱动电机有交流异步电机、永磁直流同步电机、开关磁阻电机等三种形式。永磁同步电机因具备比较优异的综合性能，是当前新能源汽车应用主流，未来驱动电机系统将向湖南省新能源汽车产业发展路径研究39科技广场234永磁化、数字化和集成化方向发展。电控系统是车辆电子控制系统软件及硬件的总称，是新能源汽车的“大脑”，主要包括能量管理、再生制动控制、电机驱动控制、电动助力转向控制以及动力总成控制系统等。电控系统核心的部件有三个：逆变器、驱动器和控制器，而逆变器的核心模块 IGBT（绝缘栅双极型晶体管），成本占到电控系统的 40%50%。电机驱动控制技术是新能源汽车制造和生产中不可缺少的关键技术，该技术的应用，不仅关系到新能源汽车的能源消耗量和平稳性，还影响着其安全性和舒适性5。智能网联汽车是指搭载先进车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车内网、车外网、车际网的无缝链接，“高效、安全、舒适、节能”行驶的新一代汽车。智能网联汽车的核心技术主要包括：5G 通信、人工智能、传感器技术、图像处理与识别、大数据分析以及云服务等6。车载操作系统、车载人工智能芯片、车联网技术、导航定位系统与高精地图等技术将成为智能网联汽车的主要核心竞争力，在未来人-车-路协同交通系统中发挥核心作用。3湖南新能源汽车产业发展的优势与不足当前，湖南省新能源汽车正处于高速发展阶段。2022 年，湖南省新能源汽车产值规模超 850 亿元，产量居全国第 8，达 49.6 万辆，比上年增长 248.8%，占全国同期产量 7%。新能源汽车领域拥有长沙比亚迪、北汽株洲、中车电动、天际汽车等 12 家整车生产企业，高新技术企业 186 家，形成了整车、电机电控、动力电池及电池材料全产业链条。此外，湖南省在纯电动商用车、氢动力重卡、电动环卫车等新能源专用车方面也具有一定优势。3.1基础与优势（1）动力电池材料产业全国领先。湖南省聚集了约 150 家储能材料企业，已形成了具有全国影响力的动力电池材料产业链，正极材料产业规模、技术水平、研发能力均居全国领先。2022 年，湖南省动力电池及材料产业实现营收 1300 亿元，是宁德时代、韩国三星、日本松下等龙头企业最大的原材料供应地。中锂新材的湿法隔膜年产达 10 亿平方米，居全国第二；中伟新能源的前驱体材料出口额居全国第一，邦普循环的电池回收处理规模和资源循环产能居亚洲首位。（2）车载芯片产业发展势头迅猛。近年来，湖南省落户了湖南三安、比亚迪半导体、泰科天润等一批重点项目，加速了车载芯片产业发展。湖南三安光电碳化硅功率半导体年出货突破 1 亿颗；长沙比亚迪半导体具备微控制芯片、集成电路芯片、传感器、功率器件等研发制造能力，年生产量 50 万片；长城银河数字信号处理芯片、启泰传感微机电系统芯片等优势明显；中车时代电气 IGBT 和 FRD（快速恢复二极管）达40到国际一流水平。同时，湖南兴芯微电子、毂梁微电子等一批芯片企业正快速发展壮大。（3）车身设计创新能力突出。湖南省拥有国内唯一围绕汽车车身先进设计制造技术开展全链条研究的国家重点实验室湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，在汽车结构设计与优化、车用新材料与应用、汽车零部件制造工艺与设备、车辆安全与人体损伤、电驱智能控制系统与网联等方向取得多项科研成果，获国家科技进步二等奖、国家自然科学二等奖，并成功孵化了湖大艾盛、同心实业、晓光汽车等一批行业知名度较高的企业。（4）智能网联汽车先发优势明显。湖南省在全国率先启动建设国家智能网联汽车（长沙）测试区，是国内模拟场景类型最多、综合性能领先、测试服务配套最全的测试区。长沙是国内唯一获得四块智能网联领域国家级牌照的城市，集聚智能网联领域算法、芯片、大数据、通信、导航等上下游企业 360 余家，实现年产值逾 200 亿元。场景建设方面，湘江新区已启动建设全国首个智能网联汽车创新应用示范区；创新主体方面，百度 Apollo 在株洲支持建设湖南省首个智能交通示范区，希迪智驾是唯一跻身福布斯独角兽的湘企。3.2短板与不足（1）龙头领军企业偏少，零部件配套能力不足。当前，湖南省新能源汽车龙头企业仅长沙比亚迪 1 家，天际汽车、中车电动、恒润汽车等企业规模较小，技术创新和产业整合能力与蔚来、理想等一线品牌差距较大。同时，湖南省汽车整车企业本地配套率普遍不足 30%，如广汽三菱为 30%、上汽大众为 25%、长沙福田为 9%，低于上海、北京、广东、湖北、重庆等省市水平。动力电池、驱动电机、电控、三小电（电空调、电刹车和电助力）等新能源汽车关键零部件配套率偏低，产业链合作网络尚未形成。（2）高能级创新平台缺乏，整体研发创新能力不足。湖南省新能源汽车领域国家级技术创新平台仅 1 家。企业技术创新研发机构相对较少，吉利、比亚迪、上汽大众虽然在湖南布局了生产基地，但未布局区域研发中心，整体研发创新能力不足。湖南省整车企业研发投入强度仅 1.6%，低于我国车企 3%5%的平均水平。新能源汽车领域获国家级科技奖励仅 2 项，自主研发成果不多。（3）产业创新生态亟待优化，下游配套设施不足。科技成果转化方面，由于缺乏自主品牌企业及孵化土壤，“省内开花省外结果”现象突出，如湖南大学相继成立湖南大学重庆研究院、湖南大学苏州高等研究院，大部分成果在上汽、广汽、吉利、长安等省外企业转化，对省内企业支撑不足。产业链配套方面，湖南省现有公共充电桩仅 4.1万个，远低于湖北（9.6 万）、安徽（7.8 万）和河南（6.5 万）等中部省份；已建加氢站仅 2座，占全国比例不足 1%。湖南省新能源汽车产业发展路径研究41科技广场2344湖南省新能源汽车产业发展对策建议4.1聚焦“电芯轻智”，打好关键核心技术攻坚战围绕汽车产业电动化、智能化、网联化趋势，瞄准“三电一智”重点领域及湖南省汽车轻量化优势，聚焦“电”（动力电池及材料）、“芯”（汽车芯片）、“轻”（整车轻量化）、“智”（智能网联）等环节，塑造全省新能源汽车产业发展新优势。动力电池方面，重点攻关新型正负极和隔膜等电池关键材料，高能量高功率长寿命锂离子电池、半固态和全固态电池技术、低成本钠离子电池技术、高集成化电池管理系统技术、电池无模组技术和电池底盘一体化等轻量化动力电池封装技术。汽车芯片方面，重点攻关 SiC 汽车芯片生产工艺与装备、车规级 16 位以上主控芯片、车规级 IGBT 功率芯片、车载传感器芯片、电池管理和电机控制模拟芯片、自动驾驶和智能座舱芯片。整车轻量化方面，重点攻关整车结构优化设计、轻量化压铸、动力电池系统轻量化、零部件集成化模具制造和成型工艺、车身复杂结构激光切割与焊接、高性能中薄规格汽车钢板、轻量化用碳纤维材料。智能网联方面，重点攻关 L4 级自动驾驶、多模态传感器融合、车联网安全信息检验与诊断、通信数据可靠性传输、车路协同边缘计算、车规级高性能单片机和高算力 AI 芯片等关键技术。4.2着眼“头部”“本土”，引培创新配套企业引进创新型头部企业总部。支持比亚迪、广汽三菱、福田汽车等新能源整车头部企业及核心零部件企业在湘落户全国性、区域性总部和研发中心，提升全省新能源汽车产销规模、研发水平、配套能力和行业创新水平；培育壮大本土创新企业。梳理全省现有汽车产业产能，借鉴长安汽车等国内企业转型路径，推动企业兼并重组，激活现有产能，促进传统汽车生产基地向新能源汽车方向转型，培育“链主式”龙头企业；大力培育引进配套企业。在全省传统乘用车零部件领域开展数字化、网络化、智能化升级，培育一批本地配套企业，引进一批动力电池、电机、电控等核心零部件企业，做大做强湖南省汽车制造配套产业园，提升新能源汽车零部件配套水平。4.3建设高能级创新平台，提升研发创新水平聚焦“电芯轻智”建设高能级平台，鼓励建设一批技术创新中心、重点实验室等国家级、省级重大创新平台。动力电池领域，建议支持中伟新能源、科力远等牵头申报创建动力电池新材料国家技术创新中心；汽车芯片领域，支持湖南三安、长沙比亚迪等创建功率半导体省级以上创新平台；整车轻量化领域，发挥汽车车身先进设计制造国家重点实验室轻量化研发优势，支持湖南大学在湘设立新能源汽车新型研发机构；智能网联领域，支持希迪智驾、阿波罗智行等申报创建智能网联国家级创新平台。424.4优化产业创新生态，完善应用配套服务优化创新成果转化生态。鼓励整车企业、高校院所在省内新建研发机构，按研发机构实际设备、设施投入予以财政支持，对引进新能源汽车中试平台及产业化生产线，按项目投资额的一定比例予以支持；支持充电基础设施应用示范。落实科技成果转化和首台套认定奖励等支持政策，支持有利于新能源汽车推广应用的充电线、充电枪、超级充电桩等产品研发与应用示范；加强智能网联汽车场景建设。支持自动驾驶出租车、智慧公交、智慧物流、智慧环卫、无人矿卡等五大智能网联汽车典型应用场景的开发和示范应用；鼓励氢能源汽车示范应用。推动氢能源汽车在固定路线、长途运输、高载重等特殊场景示范，与纯电动汽车实现互补发展。4.5发展专用车特种车，开辟产业特色赛道做优特色新能源专用车。依托中车电动，研发电动公交客车、商用大巴车、校车、物流车、客货两用皮卡等新能源商用车；依托三一汽车，研发电动泵车、搅拌车、重卡、自卸车和氢动力重卡等新能源工程专用车；依托盈峰中联环境，研发电动市政车、清扫车、清洗车、垃圾车等新能源环卫专用车；开发适用于新能源专用车的电池储能系统、氢动力系统等关键配套产品。参考文献：1倪书存.中国新能源汽车产业发展问题研究J.科技与创新,2023(05):179-181.2火石创造产业研究院.2022年度中国新能源汽车产业发展洞察报告R/OL.（2023-02-23）2023-04-23.https:/ Research on the Development Path of the New Energy Vehicle Industry inHunan ProvinceShi Hailin Yao Ting Huang Xiaolin Zhou HaiqiuAbstract:The development of new energy vehicles is an essential way for China to move from a giant toa powerhouse in automobile industry.Hunan Province is working hard to foster its new energy vehicleindustry,aiming at building a new energy vehicle industry highland with national influence.This paper湖南省新能源汽车产业发展路径研究43科技广场234makes an in-depth analysis of the current development of the new energy vehicle industry in HunanProvince.Then it explores the core technologies of the industry,and proposes some countermeasures andsuggestions like focusing on these four key tracks of“battery,cell,lightweight and smart connectivity”,enhancing the core competitiveness of the industry and shaping new development advantages.Key words:New Energy Vehicles;Industrial Development;Path Research;Intelligent Connected Ve鄄hicles44