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中国汽车产业发展特征、趋势、路径初探(上篇)

张志恒 火石创造 2024-04-11

声明:本文为火石创造原创文章,欢迎个人转发分享,网站、公众号等转载需经授权。


电动化与智能网联化是当前汽车产业两大重要发展趋势。本文以新能源汽车与智能网联汽车为侧重点,从中国汽车工业的整体发展特征、汽车产业的生态特征、区域产业优化发展的建议三方面着手,对当前我国汽车产业发展的特征、趋势、路径进行初步的探讨。文章分上下两篇,主要从我国汽车产业的政策形势、市场态势、技术趋势这三个维度对我国汽车产业的整体特征进行分析。


一、

取势:中国汽车产业发展的整体特征


汽车产业是建设制造强国的重要支撑,更是国民经济的重要支柱。我国当前汽车产业发展的规模水平较高,但存在着关键核心技术掌握不足、创新体系仍需完善、国际品牌建设滞缓、汽车保有量较大等实际情况带来的环境、能源等问题,在这样的背景下,我国汽车产业呈现出以新能源汽车与智能网联汽车为重点的政策形势,进入质量型发展的市场态势,围绕电动化技术与智能网联技术展开的技术趋势。


(一)政策形势:汽车工业发展的顶层设计完善,智能网联与新能源为政策重点


在汽车产业的顶层设计上,国家先后出台了《汽车产业中长期发展规划》、《智能汽车创新发展战略》和《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》。其中《汽车产业中长期发展规划》提出我国汽车产业发展的一个总目标、六个细分目标、六项重点任务和八项重点工程,其中一个总目标即建设汽车强国,总目标可以被进一步细化为六个细分目标,分别是关键技术取得重大突破、全产业链实现安全可控、中国品牌汽车全面发展、新型产业生态基本形成、国际发展能力明显提升、绿色发展水平大幅度提高;为支撑汽车产业目标的实现提出了相应的重点任务与重点工程。其中在重点任务中明确提出我国新能源汽车产业发展的重点领域包括新能源汽车、智能网联汽车、节能汽车三个重点领域,重点工程也提出了新能源汽车研发和推广应用工程、智能网联汽车推进工程。


《智能创新汽车发展战略》明确了智能汽车已经是全球汽车产业发展的战略方向,对于我国具有重要的战略意义,同时进一步提出了中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系等方面的目标,以及在智能汽车在技术创新体系、产业生态体系、基础设施体系、法规标准体系、产品监管体系等方面的主要任务。《新能源汽车产业发展规划》围绕新能源汽车产业发展部署了提高技术创新能力、构建新型产业生态、推动产业融合发展、完善基础设施体系、深化开放合作的5项战略任务。


具体目标上,《新能源汽车产业发展规划》提出,到2025年纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量20%左右,高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。《智能网联汽车发展战略》提出,到2025年中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、路网设施、法规标准、产品监管和信息安全体系全面形成,新车基本实现智能化,高级别智能汽车实现规模化应用。《汽车产业的中长期发展规划》中提出,到2025年新能源汽车骨干企业在全球的影响力和市场份额进一步提升,智能网联汽车进入世界先进行列。


总体来看,我国汽车产业将紧紧围绕新能源汽车与智能网联汽车两个重要发展方向展开,电动化、智能网联化将成为我国汽车产业未来较长一段时间的发展主题,发展目标既体现出规模的要求,同时也包含对技术高度的期望。


(二)市场态势:规模速度型向质量效益型转变,新能源汽车细分领域表现突出


1.销量规模大幅增长概率较低且自主品牌能力不高 


市场规模方面,我国汽车销量连续多年均处于世界首位,具备较高的汽车市场规模,但通过近年来我国汽车销量的规模变化与增速变化可以发现我国汽车产业当前的市场规模增速放缓,甚至近年来汽车销量规模出现了负增长。根据当前市场规模趋势,可初步判断出未来几年汽车市场出现销量规模大幅度增长的几率不大。


自主品牌方面,一汽、比亚迪、吉利、长安、长城等自主品牌车企近两年迅速崛起,但综合来看,我国当前汽车产业的自主品牌的实力仍显不足,我国自主品牌的汽车市场份额近五年的数据显示均不足一半,约占40%左右;而德系、日系、美系、韩系、欧系的汽车品牌在我国汽车市场中占据较大的比例,尤其是在豪华车领域,国外汽车品牌当前仍占据主导地位。

 

图1 我国汽车的销量(万辆)与增速(%)变化

数据来源:中国汽车工业协会


2.新能源汽车市场具备先发优势且处于新的调整阶段


历经多年的培育与发展,我国新能源汽车产业已具备一定的先发优势,这种先发优势主要表现在市场规模与自主品牌实力上。新能源汽车产业历经谋划阶段、导入阶段、发展阶段,到2019年,我国新能源汽车销量达120.6万辆,占全球总销量的53%。2015年以来我国新能源汽车产销量、保有量连续五年居世界首位, 2016年、2017年、2018年的新能源汽车销量增长率均在50%以上。除了规模方面,我国新能源汽车自主品牌的实力也有所提升,比亚迪等传统车企在新能源汽车领域的表现优异,而蔚来、小鹏、理想等造车新势力在新能源汽车市场的细分领域也有着不俗的表现,被市场资本所青睐。


值得强调的是,受政策与市场等多方面因素的影响,自2019年以来我国新能源汽车产业进入关键的调整期,当前是我国新能源汽车产业由补贴政策向积分政策过渡的重要时间节点,汽车供给侧改革的力度将会在未来的一定时间内进一步加强,新形势下的市场活力将会被进一步激发。


3.发达地区引领智能网联汽车推广且市场渗透加快


智能网联汽车推广应用当前以经济发达地区与汽车产业基础良好地区为先导。根据国家级智能网联汽车测试示范区的区域分布可以发现,当前智能网联汽车测试示范区集中在了长三角、粤港澳大湾区、成渝地区、京冀地区、长江中游地区等科技水平较高、经济水平相对发达、汽车工业基础良好的区域。在这样的测试格局下既能够依托综合实力较强的地区所具备的综合实力为智能网联汽车产业的发展提供保障,同时也能够使得智能网联汽车的测试能够在较为丰富的气候环境条件下展开,为我国智能网联汽车的测试数据的多样性与全面性的能力提升提供一定的保障,提升我国智能网联汽车路测数据的建设水平。


结合《智能汽车创新发展战略》中提及的智能汽车发展目标,可知未来智能网联汽车在整个汽车产业的渗透趋势将会表现规模扩大与等级提升两个方面:其一是智能网联汽车的市场渗透率将会有较高的增长,其二是高等级的智能网联汽车的比例将会进一步的提升。


表1 国家级智能网联汽车测试示范区

数据来源:根据互联网公开资料整理


(三)技术趋势:电动化技术为当前的发展趋势,智能网联将决定后半场的胜利


新能源汽车在一定程度上对汽车发展的能源供给问题提出解决方案,而智能网联汽车则是围绕提升交通安全与效率提出新的解决方案。本研究技术部分将重点围绕新能源汽车、智能网联汽车的核心关键技术展开简要分析。


1. 动力电池续航能力提升与种类的创新将成关键词


动力电池续航能力是新能源汽车性能的重要指标,当前我国已经在能量密度、电极材料等方向进行了长足的优化。通过对新能源汽车推广应用推荐车型目录的数据统计,可发现新能源汽车的动力电池当前的密度平均值已经从2017年的第一季度的106.7Wh/kg提升到2019年第四季度的147.9Wh/kg。新能源汽车的电极材料方面,磷酸铁锂电池与三元电池是新能源汽车当前主要的两个类别,其中磷酸铁锂电池较三元电池的能量密度较低,故三元电池多用于乘用车,而磷酸铁锂电池则多用于对能量密度要求不是特别高的商用车上。同时随着磷酸铁锂电池在CTP、刀片结构等技术创新后能量密度有望提升,随着热管理技术的进步,磷酸铁锂的动力电池技术将会因为磷酸铁锂电池的成本优势而不断进步与普及,磷酸铁锂电池的市场份额将会得到一定程度的提升。

 

图2 新能源汽车动力电池能量平均密度(Wh/kg)变化

数据来源:《中国新能源汽车产业发展报告(2020)》


动力电池种类创新方面,随着固态电池,燃料电池、硅基锂离子电池等新型电池技术进一步研究与商业化摸索,将推动动力电池的水平进一步提升。


2. 驱动电机与电机控制器的技术强调自主化集成化


当前我国的驱动电机国内整体自主供给水平较高,但电机控制器的发展较为滞后,需发力实现自主化的突破。电机控制器发展滞后的主要表现在电机控制器的核心零部件IGBT功率半导体进口依赖度较高,IGBT的市场份额主要被英飞凌、三菱、富士电机等国外企业所占有,以比亚迪、中车时代为代表的国内车用IGBT厂商虽已实现重要突破,但当前整体上对国外的依赖度仍较高。2018年我国IGBT领域进口依存度约90%左右,存在着“卡脖子”的风险,如何提升IGBT的自主研发与生产能力,对于提升我国新能源汽车产业链的稳定性有着重要的意义。


动力总成集成化或将成重要趋势。驱动电机、电机控制器、减速器的集成能够在一定程度上实现成本的下降,同时也能够使得汽车的动力系统更为紧凑,重量与体积变小,更方便新能源汽车内部结构的布局。当前以比亚迪为代表的国内新能源汽车企业已取得一定程度的突破。


3. 智能网联汽车各板块技术发展迅速但仍然不成熟


汽车将从交通运输工具逐渐变为智能终端。这种转变将使得汽车产业的发展重心向智能网联领域发生转移。概括来讲,智能网联汽车的关键技术主要涉及的板块包括智能网联汽车的感知系统、决策系统、执行系统、V2X(车联网技术)。


感知系统服务于智能网联汽车的信息获取。车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达、高精地图为智能网联汽车提供先验信息,保障着智能网联汽车的感知信息获取。高级别的智能网联汽车需要厘米级别的高精度定位,星基技术与地基技术的一体化发展、通信与导航一体化将成为未来汽车高精定位的主要发展趋势。


决策系统是基于信息进行处理来进行智能网联汽车的行为决策,主要包括智能车载智能计算平台、汽车操作系统、车用芯片、算法。汽车操作系统方面,当前国外已经具备了基于Windows CE、QNX、Linux、Android的车规版操作系统,同时百度、阿里、华为等国内互联网巨头也在智能网联汽车的操作系统上发力。车用芯片方面,由于智能网联汽车需要对大量的数据进行处理,对车用芯片的处理能力提出较高的要求,车载专用AI芯片将会成为智能网联汽车所需芯片的主力军。


执行系统将会由线控技术所主导,我国线控系统仍处于萌芽阶段,智能网联汽车尤其是高级别的自动驾驶汽车需要控制系统的快速反应、并方便电控,故而线控技术成为无人驾驶汽车的主流选择。当前我国汽车线控技术距离国际先进水平仍存在较大的差距,国内有关机构与企业正在加快汽车线控技术研发与产业化的进程。


V2X技术路径选择中C-V2X将成为我国技术的首选。V2X主要包含C-V2X与DSRC两种技术路径,简单来讲,C-V2X为基于蜂窝网络通信的技术,DSRC则是在Wi-Fi技术的基础上改进而来,基于我国当前5G技术的优势,5G-V2X(基于5G网络的C-V2X技术)或将成为我国未来V2X技术的重点方向。

 

二、

上篇小结


汽车产业正在从单一制造业向多产业融合转变,在这样的变局之下,新能源汽车与智能网联汽车将构成汽车产业未来发展的主干道,我国汽车产业也将在这样的背景下,完成由规模速度型向质量效益型转变。

 

参考资料

1. 《中国新能源汽车产业发展报告(2020)》

2. 《中国智能网联汽车研究报告(2019)》

3. 《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》

4. 《汽车产业中长期发展规划》

5. 《智能汽车创新发展战略》

6. 澎湃新闻,《销量不及对手“零头”,但蔚来市值已超戴姆勒、小鹏逆袭本田》

7. 火石创造,《从汽车大国到汽车强国,一场依托新能源汽车的持久战》



END

     作者 | 张志恒



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