新能源汽車智能化發展機遇與挑戰

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摘要：由于能源與環境的壓力，近些年來中國在新能源汽車產業的發展中取得了巨大的成就。中國發展新能源汽車有著得天獨厚的條件，伴隨著大規模技術設施的投入使用，中國內部市場正在從化石燃料向清潔燃料轉型。新能源汽車對于我國汽車行業的發展而言既是機遇也是挑戰，是一個實現彎道超車的重要機會。本文在對新能源汽車產業發展的簡略概述的基礎上，對新能源汽車智能化發展趨勢及相關問題進行扼要分析。

關鍵詞：新能源汽車；產業現狀；智能化

1新能源汽車產業發展現狀

新能源汽車（NEV）是指完全或主要依靠新能源驅動的汽車，包括純電動汽車（BEV），燃料電池電動汽車（FCEV）和插電式混合動力（包括增程）電動汽車（PHEV）結合了常規車輛的內燃機和電動車輛的電動機[1]。新能源汽車在全球范圍內的推廣，為世界各國提供了減少溫室氣體排放的機會。據相關數據統計全世界與能源有關的溫室氣體的排放中有23%來源于交通運輸產生的尾氣。其實很早人們就已經意識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略性新興產業，而迄今為止新能源汽車也一直是人們關注的重點。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重的影響。

1.1新能源汽車國際化發展進程

上世紀90年代受經濟危機的影響，原油價格持續走高。受制于價格因素，新能源汽車開始慢慢發展起來。對于利用率更高的電能，新能源汽車還加上了綠色環保、節能減排的標簽，在21世紀以來一直被世界各國作為重要的戰略新興產業來發展。通過二十多年的發展，全球的新能源汽車產業進入快速發展期。各國政府以及全球各大車企從保守觀望轉向積極主動的戰略性投入研發。2019年全球新能源汽車總銷量達到了228.4萬輛，同比增長了4.5%，累計銷量已經達到了770萬，全球新能源汽車市場開始穩步增長。伴隨著主要國家及地區對于新能源汽車的政策、技術、補貼等重要因素匯集，為全球新能源汽車產業加速發展創造了有利的條件。

1.2中國新能源汽車發展態勢

2019年以來我國新能源汽車發展進入降速調整階段。根據中國汽車工業協會統計，2019年我國新能源汽車銷量達120.6萬輛，占全球市場總銷量的53%，產業規模連續五年位居世界第一。我國目前技術方面，在整車能耗、電池系統能量密度、續航里程等指標繼續穩步提升，在智能化技術方面得到廣泛應用。目前隨著我國新能源汽車政策法規等進一步完善，以及充電基礎設施建設加快推進，新能源汽車市場環境正在不斷優化。但在2019年，我國新能源汽車市場首次出現了同比下滑的情況，全年產銷同比下降了2.3%和4.0%。下半年市場出現了加速下滑的趨勢。同時在2019年末，肺炎疫情又進一步加重了產業的困境。

1.3中國新能源汽車發展存在的問題

新能源汽車對于中國而言既是機遇又是挑戰。相較于傳統燃油汽車，新能源汽車確實給中國提供了一個可能的彎道超車的機會。中國汽車工業起步較晚，直到1956年第一批解放牌卡車下線才標志中國國產汽車的開端，而早在1914年福特就已經通過流水線對T型車進行批量生產。同時燃油車技術也受制于人，比如在2017年廣汽傳祺GS8就曾因愛信變速箱供應不足而下調了5月到9月的汽車產量。在國際新能源署（IEA）的《2018全球電動汽車展望》中提到，國內電動汽車行業已經形成了一套完整的產業鏈，包括了上游原材料供應、中游的動力電池、整車控制器、整車設計制造，以及下游的充電設施基礎建設。對于這條完整的產業鏈而言，其中優勢最為突出的便是市場規模以及動力電池。對于中國新能源汽車技術水平的儲備以及發展態勢而言還不具備彎道超車的能力。我國驅動電機的技術水平總體與國際水平相同步，但是產業鏈卻不是強項，關鍵的材料、零部件、元器件和基礎研究還相對落后。其中電機、電控的核心部件高速軸承、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管芯片），國內的發展還是相對落后的。參考中國電子科技集團《我國IGBT的產業現狀和發展》指出國產新能源汽車的IGBT產品有98%依靠進口。如今IGBT的發展已經達到7.5代了，而中國還停留在第3代。縱使上海微電子開發的用于28nm制程生產的193nmArF光刻機將于2021年投入使用，但和國外IBM已經突破的2nm制程工藝相差甚遠。同時我國在燃料電池方面的發展也只是小規模的使用在較為大型的公共交通工具上，無法將設備小型化，主要產業同樣集中在日本、美國、德國、加拿大、韓國，我國還處于薄弱領域。國內膜電極僅有部分企業可以小批量生產，但產品質量同國外相比差距較大。質子交換膜、催化劑、碳紙、密封件等關鍵部件仍依賴進口。

2新能源汽車智能化發展進程

新能源汽車智能化發展指的是汽車通過提升整車安全性、可靠性的同時具有先進的底層操作系統、電子電器設備架構和信息網絡平臺對于智能化網聯化特征的汽車的概括。新能源汽車的智能化發展必將成為全球汽車產業必爭的高地，也是我國目前汽車產業由基礎向高端轉型的必經之路，是我國實現彎道超車最為重要的階段。

2.1新能源汽車智能化發展戰略方向

我國市場對于發展智能化網聯汽車有利也有弊。一方面我國汽車產業體系趨近完善，現在對于整車制造、模塊化平臺建設也有了很深的技術積累，產品品質也不斷提升，國內車企在不同領域的關鍵技術也在不斷突破，在基建方面，我國的路網建設能力、5G通訊能力、北斗導航衛星系統的建立都已處于世界前列，為智能化汽車發展提供了基礎保障。另一方面我國由于復雜的鄉村、城市道路交通情況，發展過快帶來的政策、法律法規交規不完善的空白區，以及國民素養的提升對于智能化網聯基礎的推進都有著不小的挑戰。伴隨著科技的發展，以及更多新技術的應用，信息網絡、傳感器、大數據平臺等技術逐漸完善成熟，當今世界已經走向智能化時代。相較于傳統的汽車產業已經落后于時代的發展，不能滿足于社會的需求。在這樣的背景下，新能源汽車也不斷向著智能化、網聯化發展。在2020年2月，國家發改委、工信部、科技部、等十一個部門聯合推出了《智能汽車創新發展戰略》，其中也明確指出智能汽車已成為全球汽車產業發展的戰略方向。

2.2新能源汽車智能化發展可行性的研究

新能源汽車是汽車向智能化轉型的最佳載體。未來汽車的智能化發展勢必將大幅度提升汽車對于路面交通情況的計算能力，相較于傳統的汽車的電子電氣系統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鏈白皮書2020指出電子架構的演進將成為推動新能源汽車智能化發展的關鍵動因。傳統燃油車以機械部件為主，電子系統相對簡單，大多應用ECU（電子控制器）分布式架構，ECU和功能幾乎一一對應，系統相對封閉；而在電氣化與駕駛輔助功能已實現初步應用的現階段，分布域架構將成為當前及未來幾年的主流技術選擇，實現功能導向的控制，ECU和ECU之間開始整合，出現域管理，用DCU和MDC（磁鼓控制器）取代ECU;長期來看，隨著高級自動駕駛的實現，對電子架構算力、帶寬均提出了更高要求，也就意味著只有整合域的中央計算平臺架構能夠滿足未來智能化汽車的要求，以此帶來芯片能力進一步提升，用一個集成電路實現對不同功能芯片的整合，更加依賴云端的存儲分析能力。相比較傳統的燃油汽車，新能源汽車所搭載的電機馬達對于系統指令有著更快更準確的響應速度和更精確的指令操作。同時傳統汽車所搭載的啟動電瓶多數為電壓12V的鉛酸電池，在未來的發展中并不太適合搭載眾多傳感儀器、電子電器設備，而新能源汽車本身的電力平臺反而更適合搭載和支撐起智能設備的荷載，更符合更順應汽車智能化發展的要求和方向。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，新能源汽車平均數量占比達到了75%。

2.3新能源汽車智能化發展所面臨的挑戰

新能源汽車智能化發展存在國家政策、法律法規等多方面的挑戰。在國家法律方面，一些傳統的政策法規的修訂已經跟不上新能源汽車技術水平的發展，有些并不適用于智能新能源汽車的發展。《中華人民共和國道路交通安全法》第二章第一節第十九條規定：“駕駛機動車，應當依法取得機動車駕駛證。”然而智能駕駛系統既不是自然人更不能依法取得機動車駕駛證，無法成為具有駕駛資格的主體，這一點就限制了目前國內的智能駕駛系統只能限制在L3級及以下的情況中。同樣，在《中華人民共和國道路交通安全法》第四章第五節第八十二條第八十五條規定禁止在高速公路以及城市快速路上進行道路試車試驗，也禁止在公路上檢測車輛的制動性能，這同樣在很大程度上限制了新能源汽車智能化發展。同時智能汽車的駕駛系統對于測繪以及高精度地圖的依賴與日俱增，但我國在《測繪法》《地圖管理條例》等法律法規要求公開使用的導航地圖不得標識重要的坡度、曲率等重要信息，同時對于一些重要的機關、禁區也是禁止帶有信息采集設備的汽車進入，這一點對于測繪和高精度地圖管理帶來了一定的挑戰。還有就是針對于智能網聯汽車對于網絡延遲、網絡安全等方面提出更高的要求。伴隨著智能化時代的發展，新能源汽車所采用的技術也也越來越復雜，被黑客攻擊的概率也會隨之提升，這使得汽車網絡安全的問題也慢慢被人們所重視起來，比如說車輛遠程啟動安全、自動駕駛安全、遠程控制車輛等技術。在未來不管是車輛生產商還是相關的法律法規，都應該不斷完善實施細則。

3結束語

汽車產業所國民經濟的重要支柱產業，新能源汽車作為智能化時代轉型的先鋒，作為先進科技的技術載體，對于新能源汽車的發展也一直是人們所重點關注的對象。新能源汽車的智能化推行是戰略的、是長久的，目前互聯網造車新勢力的入局也將為行業注入新的能量，繼蘋果公司宣布造車后各大手機廠商紛紛入局，這些企業的品牌策劃能力、對資本的運用、對前瞻性技術的敏感程度、創新的商業模式，都是傳統車企所不具備的。在中國汽車發展史上，這也將被記上濃濃的一筆。

參考文獻：

[1]盧晉夫.淺談新能源汽車能源控制智能化發展[J].南方農機，2019，50（07）：248，254.

[2]胡騰飛，劉曉光.汽車新能源技術及智能化發展趨勢研究[J].精品，2019（012）：204.

[3]萬鋼.新時代推進我國新能源汽車發展的新思考[J].汽車工程學報，2018.

作者：牛康廷 張偉燕 王若禹 唐凌峰 單位：鄭州工商學院