新能源汽车智能化发展机遇与挑战

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摘要：由于能源与环境的压力，近些年来中国在新能源汽车产业的发展中取得了巨大的成就。中国发展新能源汽车有着得天独厚的条件，伴随着大规模技术设施的投入使用，中国内部市场正在从化石燃料向清洁燃料转型。新能源汽车对于我国汽车行业的发展而言既是机遇也是挑战，是一个实现弯道超车的重要机会。本文在对新能源汽车产业发展的简略概述的基础上，对新能源汽车智能化发展趋势及相关问题进行扼要分析。

关键词：新能源汽车；产业现状；智能化

1新能源汽车产业发展现状

新能源汽车（NEV）是指完全或主要依靠新能源驱动的汽车，包括纯电动汽车（BEV），燃料电池电动汽车（FCEV）和插电式混合动力（包括增程）电动汽车（PHEV）结合了常规车辆的内燃机和电动车辆的电动机[1]。新能源汽车在全球范围内的推广，为世界各国提供了减少温室气体排放的机会。据相关数据统计全世界与能源有关的温室气体的排放中有23%来源于交通运输产生的尾气。其实很早人们就已经意识到需要利用新能源汽车来防治城市空气污染，并将其作为重要的战略性新兴产业，而迄今为止新能源汽车也一直是人们关注的重点。能源脱碳也是中国新能源汽车政策的主要刺激因素，以尽快减少温室气体排放，防止气候变化带来最严重的影响。

1.1新能源汽车国际化发展进程

上世纪90年代受经济危机的影响，原油价格持续走高。受制于价格因素，新能源汽车开始慢慢发展起来。对于利用率更高的电能，新能源汽车还加上了绿色环保、节能减排的标签，在21世纪以来一直被世界各国作为重要的战略新兴产业来发展。通过二十多年的发展，全球的新能源汽车产业进入快速发展期。各国政府以及全球各大车企从保守观望转向积极主动的战略性投入研发。2019年全球新能源汽车总销量达到了228.4万辆，同比增长了4.5%，累计销量已经达到了770万，全球新能源汽车市场开始稳步增长。伴随着主要国家及地区对于新能源汽车的政策、技术、补贴等重要因素汇集，为全球新能源汽车产业加速发展创造了有利的条件。

1.2中国新能源汽车发展态势

2019年以来我国新能源汽车发展进入降速调整阶段。根据中国汽车工业协会统计，2019年我国新能源汽车销量达120.6万辆，占全球市场总销量的53%，产业规模连续五年位居世界第一。我国目前技术方面，在整车能耗、电池系统能量密度、续航里程等指标继续稳步提升，在智能化技术方面得到广泛应用。目前随着我国新能源汽车政策法规等进一步完善，以及充电基础设施建设加快推进，新能源汽车市场环境正在不断优化。但在2019年，我国新能源汽车市场首次出现了同比下滑的情况，全年产销同比下降了2.3%和4.0%。下半年市场出现了加速下滑的趋势。同时在2019年末，肺炎疫情又进一步加重了产业的困境。

1.3中国新能源汽车发展存在的问题

新能源汽车对于中国而言既是机遇又是挑战。相较于传统燃油汽车，新能源汽车确实给中国提供了一个可能的弯道超车的机会。中国汽车工业起步较晚，直到1956年第一批解放牌卡车下线才标志中国国产汽车的开端，而早在1914年福特就已经通过流水线对T型车进行批量生产。同时燃油车技术也受制于人，比如在2017年广汽传祺GS8就曾因爱信变速箱供应不足而下调了5月到9月的汽车产量。在国际新能源署（IEA）的《2018全球电动汽车展望》中提到，国内电动汽车行业已经形成了一套完整的产业链，包括了上游原材料供应、中游的动力电池、整车控制器、整车设计制造，以及下游的充电设施基础建设。对于这条完整的产业链而言，其中优势最为突出的便是市场规模以及动力电池。对于中国新能源汽车技术水平的储备以及发展态势而言还不具备弯道超车的能力。我国驱动电机的技术水平总体与国际水平相同步，但是产业链却不是强项，关键的材料、零部件、元器件和基础研究还相对落后。其中电机、电控的核心部件高速轴承、IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片），国内的发展还是相对落后的。参考中国电子科技集团《我国IGBT的产业现状和发展》指出国产新能源汽车的IGBT产品有98%依靠进口。如今IGBT的发展已经达到7.5代了，而中国还停留在第3代。纵使上海微电子开发的用于28nm制程生产的193nmArF光刻机将于2021年投入使用，但和国外IBM已经突破的2nm制程工艺相差甚远。同时我国在燃料电池方面的发展也只是小规模的使用在较为大型的公共交通工具上，无法将设备小型化，主要产业同样集中在日本、美国、德国、加拿大、韩国，我国还处于薄弱领域。国内膜电极仅有部分企业可以小批量生产，但产品质量同国外相比差距较大。质子交换膜、催化剂、碳纸、密封件等关键部件仍依赖进口。

2新能源汽车智能化发展进程

新能源汽车智能化发展指的是汽车通过提升整车安全性、可靠性的同时具有先进的底层操作系统、电子电器设备架构和信息网络平台对于智能化网联化特征的汽车的概括。新能源汽车的智能化发展必将成为全球汽车产业必争的高地，也是我国目前汽车产业由基础向高端转型的必经之路，是我国实现弯道超车最为重要的阶段。

2.1新能源汽车智能化发展战略方向

我国市场对于发展智能化网联汽车有利也有弊。一方面我国汽车产业体系趋近完善，现在对于整车制造、模块化平台建设也有了很深的技术积累，产品品质也不断提升，国内车企在不同领域的关键技术也在不断突破，在基建方面，我国的路网建设能力、5G通讯能力、北斗导航卫星系统的建立都已处于世界前列，为智能化汽车发展提供了基础保障。另一方面我国由于复杂的乡村、城市道路交通情况，发展过快带来的政策、法律法规交规不完善的空白区，以及国民素养的提升对于智能化网联基础的推进都有着不小的挑战。伴随着科技的发展，以及更多新技术的应用，信息网络、传感器、大数据平台等技术逐渐完善成熟，当今世界已经走向智能化时代。相较于传统的汽车产业已经落后于时代的发展，不能满足于社会的需求。在这样的背景下，新能源汽车也不断向着智能化、网联化发展。在2020年2月，国家发改委、工信部、科技部、等十一个部门联合推出了《智能汽车创新发展战略》，其中也明确指出智能汽车已成为全球汽车产业发展的战略方向。

2.2新能源汽车智能化发展可行性的研究

新能源汽车是汽车向智能化转型的最佳载体。未来汽车的智能化发展势必将大幅度提升汽车对于路面交通情况的计算能力，相较于传统的汽车的电子电气系统是不能满足于未来的智能出行的需求的。中国新能源汽车供应链白皮书2020指出电子架构的演进将成为推动新能源汽车智能化发展的关键动因。传统燃油车以机械部件为主，电子系统相对简单，大多应用ECU（电子控制器）分布式架构，ECU和功能几乎一一对应，系统相对封闭；而在电气化与驾驶辅助功能已实现初步应用的现阶段，分布域架构将成为当前及未来几年的主流技术选择，实现功能导向的控制，ECU和ECU之间开始整合，出现域管理，用DCU和MDC（磁鼓控制器）取代ECU;长期来看，随着高级自动驾驶的实现，对电子架构算力、带宽均提出了更高要求，也就意味着只有整合域的中央计算平台架构能够满足未来智能化汽车的要求，以此带来芯片能力进一步提升，用一个集成电路实现对不同功能芯片的整合，更加依赖云端的存储分析能力。相比较传统的燃油汽车，新能源汽车所搭载的电机马达对于系统指令有着更快更准确的响应速度和更精确的指令操作。同时传统汽车所搭载的启动电瓶多数为电压12V的铅酸电池，在未来的发展中并不太适合搭载众多传感仪器、电子电器设备，而新能源汽车本身的电力平台反而更适合搭载和支撑起智能设备的荷载，更符合更顺应汽车智能化发展的要求和方向。截止到2021年3月，新能源汽车销量榜排名前五的基本都是智能汽车，新能源汽车平均数量占比达到了75%。

2.3新能源汽车智能化发展所面临的挑战

新能源汽车智能化发展存在国家政策、法律法规等多方面的挑战。在国家法律方面，一些传统的政策法规的修订已经跟不上新能源汽车技术水平的发展，有些并不适用于智能新能源汽车的发展。《中华人民共和国道路交通安全法》第二章第一节第十九条规定：“驾驶机动车，应当依法取得机动车驾驶证。”然而智能驾驶系统既不是自然人更不能依法取得机动车驾驶证，无法成为具有驾驶资格的主体，这一点就限制了目前国内的智能驾驶系统只能限制在L3级及以下的情况中。同样，在《中华人民共和国道路交通安全法》第四章第五节第八十二条第八十五条规定禁止在高速公路以及城市快速路上进行道路试车试验，也禁止在公路上检测车辆的制动性能，这同样在很大程度上限制了新能源汽车智能化发展。同时智能汽车的驾驶系统对于测绘以及高精度地图的依赖与日俱增，但我国在《测绘法》《地图管理条例》等法律法规要求公开使用的导航地图不得标识重要的坡度、曲率等重要信息，同时对于一些重要的机关、禁区也是禁止带有信息采集设备的汽车进入，这一点对于测绘和高精度地图管理带来了一定的挑战。还有就是针对于智能网联汽车对于网络延迟、网络安全等方面提出更高的要求。伴随着智能化时代的发展，新能源汽车所采用的技术也也越来越复杂，被黑客攻击的概率也会随之提升，这使得汽车网络安全的问题也慢慢被人们所重视起来，比如说车辆远程启动安全、自动驾驶安全、远程控制车辆等技术。在未来不管是车辆生产商还是相关的法律法规，都应该不断完善实施细则。

3结束语

汽车产业所国民经济的重要支柱产业，新能源汽车作为智能化时代转型的先锋，作为先进科技的技术载体，对于新能源汽车的发展也一直是人们所重点关注的对象。新能源汽车的智能化推行是战略的、是长久的，目前互联网造车新势力的入局也将为行业注入新的能量，继苹果公司宣布造车后各大手机厂商纷纷入局，这些企业的品牌策划能力、对资本的运用、对前瞻性技术的敏感程度、创新的商业模式，都是传统车企所不具备的。在中国汽车发展史上，这也将被记上浓浓的一笔。

参考文献：

[1]卢晋夫.浅谈新能源汽车能源控制智能化发展[J].南方农机，2019，50（07）：248，254.

[2]胡腾飞，刘晓光.汽车新能源技术及智能化发展趋势研究[J].精品，2019（012）：204.

[3]万钢.新时代推进我国新能源汽车发展的新思考[J].汽车工程学报，2018.

作者：牛康廷 张伟燕 王若禹 唐凌峰 单位：郑州工商学院