电动乘用车发展的新阶段、新挑战与新路径

中国新能源汽车产业化历程 2008年北京奥运会首次开展新能源汽车科技示范工程； 国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》明确提出：“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战…汉电动学堂 中国新能源汽车产业化历程 2014年总书记指示：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。 中国新能源汽车产业化历程 电动化加速发展市场因素 口2021年电动汽车销量爆发：超出预期，符合逻辑 口全球电动汽车销量增长109%，中大陆责献了近一半的销量口3个重要的市场原因： 1.消费吸引力高 2.车型不断丰富 口电动汽车具有动力响应快、外观新颖前卫、智能化水平高的特点，吸引了大量的年轻、女性、中高端消费者 口市场呈现“两头挤”格局，低价的入门级微型车和较高价格的中大型车销量最高口从高端和经济型电动车两头挤向中间性价比车型市场 口领先的电动汽车“造车新势力品牌”粘性显著提高，对标国际领先车企口传统车企销量稳健，性价比高占领多数市场 电动化加速发展技术因素 电动化加速发展政策因素 石油安全与双碳战略相关政策将加速电动化转型和新能源转型如果电动汽车保持正常高速增长，预计2025年乘用车碳排放有望达到峰值到2030年后，考虑V2G对电力系统的整体作用，电动汽车开始逐渐成为负碳排放的单元 *计算依据： 1.乘用车油耗和电耗态考《节能与新能源技术路线图2.0》预测数据，分别为6.176L/100km和12.2kWh/100km；2.根据《中国汽车低碳行动计划报告2021》，汽油生产碳排放因子和汽油燃烧转换系数分别为4872电回学堂9.根据生态环境部《企业温室气体排放核算方法与报告指南发电设施-2022年修订版》。全国电网碳排放因子为581克cO2/KWh 新能源汽车市场前景预测与展望 新能源汽车市场前景预测与展望 1.电动乘用车的发展与展望 2.材料涨价与电池技术创新 3.竞争加剧与底盘技术创新 4.充电困难与能源技术创新 电动化带动动力电池需求超出预期 随全球电动化进入高速发展阶段，带动中国动力电池行业飞速发展2023年规划产能大于1TWh，2025年产能近3TWh，国内电池年需求/出货量预计1.2TWh（乐观估计） 动力电池材料涨价挑战 碳酸锂价格上涨原因分析： 1、需求增长驱动：2021年全球电动汽车销量进入陡悄增长期，带动锂需求量快速上升 2、需求放大效应：预期不断走高，产业链各企业提升需求预期，扩大产能、增加储备：3、供给延迟影响：典型矿石生产碳酸锂产能释放周期为3-5年，卤水提锂产能释放周期为6-8年：4、疫情冲击供给：2020年以来，锂资源生产活动、交通其是海运运力等方面受到疫情影响； 基本判断：本轮价格上涨与2016-2018年的锂资源价格上涨原因基本相同，而相比前一轮波动，由于需求及预期增长更加强劲，加之疫情影响，使得价格波动幅度更大 动力电池材料涨价挑战 1、需求将会回归基本面：然电动汽车销量增长驱动力将长期存在，但恐慌性库存储备等因泰带来的需求放大则是签时性因素，随着碳酸锂供应能力的提升，将逐步回归基本需求面; 2、供应侧-原始矿产供给：当前以澳大利亚为代表的锂矿石开采产能已经提速，预期将在1-2年内达到需求侧水平：长期石锂资源储量充足且可开采量持续增加（右上图）： 3、供应侧-回收资源供给：预计2030年之后电池材料回收将形成规模：2050年前后，原始矿产资源和回收资源的供给量将达到相当水平：史长期来看，回收密源将速步壳个替代原始盗源需求（右下钢）。 政策建议：锂资源供需平衡2-3年后有可能恢复正常。但考虑到全球觉易环境恶化，还有俄乌战争带来的锁价炒作，为应对供应安全，政府部门应当出台相关政策，来取有力措施、打击雷积居奇、抑制短期大幅波动。否则将会对电动汽车发展造成重大影响 电池材料回收产业迎来机遇 我国大量电池退役即将进入快速上升期，急需研发电池回收的节能减排技术 2025年中国需要回收和梯次利用的电池总量125GWh。电池材料生产与回收能耗排放较大。如811正极材料碳排放占电池生产碳排放80% 电池材料回收技术减排潜力评估 典型减排技术潜力评估（评估基准：NCM811方形电池） 电池回收再生：?物理回收减排超过50%：②湿法回收减排32%：③火法回收减排3.5%绿电比例提升：①2030电力结构背摄下碳排放降低12%：②2050电网深度脱碳背最下，碳排放降低75%：①100%绿电结合电能替代化石过程燃料，可以实现电池生产制造全生命周期近零排放 电池材料体系创新：增加比能量、开发新材料 开发新材料电池材料体系创新：增加比能量、 电池单体结构创新：减少附属重量和体积 电池系统结构创新：减少附属重量和体积 CTC技术通过减少工序与提高集成度，预计制造耗时将缩短约10%，续航里程可提力电动学堂 电池系统结构创新：减少附属重量和体积 整车技术竞争升级 新能源汽车的兴起引发了汽车产业的一场技术革命 一自主品牌厂八仙过海，彰显实力新造车势力来势凶猛，充满活力各合资企业蓄势待发，即将发力今后五年是一个窗口期，市场高速增长，竞争不断加剧，包括技术竞争、品牌竞争、供应链竞争等。整车企业在竞争中保持优势的关键之一是应对新一轮电动化底盘平台技术带来的整车设计制造技术变革、价值链重构和产业生态演化。 电动学堂 整车技术竞争升级 在车身设计、智能座舱、辅助驾驶等技术逐步成熟的情况下，电动底盘技术竞争升级。 电池系统与驱动系统集成化、底盘系统滑板化化成为电动乘用车新的竞争热点。 整车技术竞争升级 电动汽车底盘平台快速送代 从多年概念到现实一滑板底盘突破性创新 滑板底盘是集成化技术发展的高阶产物，是新势力造成向传统造车的新一轮挑战 口传统汽车厂商更多采用改进型技术路线：应对电动化技术升级，原有整车企业大多提出了电动平台概念，与滑板底盘的丰要区别在于是否使用可承载的车身 口新势力造车更多采用变苹性技术路线：一旦滑板底盘技术突破，新势力造车的进入门槛将更低，传统传动与驱动技术难点全部集中成为一个核心零部件，相当于手机的代工时代 当第一个依托滑板底盘实现降维打击与跨代际发展的企业出现，将促成行搜动学掌 从多年概念到现实一滑板底盘突破性创新 线控/悬架/转向 滑板底盘工艺 底盘技术创新：电池系统 底盘技术创新：驱动系统 滑板底盘电驱动技术 需求： 为了使于上装底盘驱动不能占据过多的纵向空间，需要控制部件高度特别需要简化电驱动系统高度 问题： 1、集中驱动？2、分布驱动？3、轮边/轮毂？ 驱动系统底盘技术创新： 滑板底盘电驱动技术举例：分布式驱动技术提高底盘动力性能 电动皮卡Rivian 奥迪e-tranS三个驱动电机二个前轮驱动桥两个较小的轮边电机 特斯拉 单电机-双电机-三电机续航里程增加动力性增加 量产级产品采用了轮边电机技术方案电动学堂 驱动系统底盘技术创新： 滑板底盘电驱动技术举例：轮毂电机滑板底盘将最终全面变革底盘的颠覆性技术 更长程：电池空间和容量增加20%，可以携带的电量更多： 更安全：电机回馈制动+EMB线控制动：制动响应从100ms缩短到10ms更高效：电动轮驱动效率提高10%以上，保证续驶单程1000km以上更费活：可以实行四轮驱动/两满驱动灵活切换，可实现四轮全轮转向更智能：滑移率智能检测与控制，底盘全线控，支持4级自动驾驶，车列融合控制 电动学堂 1.电动乘用车的发展与展望2.材料涨价与电池技术创新3.竞争加剧与底盘技术创新4.充电困难与能源技术创新 充电困难 漫充普及率更不上市场增长速度长途出行临时补电速度太慢，排队时间长大量电动汽车无序充电带来城市供电负荷问题（到2030年，若继续采用无序充电，则峰值负荷抬升15~25%） 充电困难 电动汽车现有充电标准与需求不适应 日益丰富的充电需求 长里程车辆快速充电需求无感充电需求；出租、物流、网约等运营车辆特大城市公共充电需求高速公路途中补电需求 充电直流化需求 满足20kW以下充电系统需求简化车辆设计，降低总成本和故障率使于实现V2BV2H等双向功率传输满足慢、快、超快充电需求，减小汽车端开口尺寸未来直流配网及低压直流配电网 国际贸易统一需求 可靠的充电解决方案 充电创新：标准先行 ChaoJ是中国首创并主导的一套具有自主知识产权、兼顾过去、面向未来和世界的直流充电解决技术方案 解决现有问题 兼容各类标准 安全问题可靠性问频莱容性问题产业发展平稳升级问题 可直接匹配现有GB系统 可直接匹配现有CHAdeMO系统 可直接匹配现有CCS系统 满足新的应用 领国际 大功率快速充电小功率充电直流化电动汽车马电网互动即插即充、安全认证 与IEC国际标准同步推动中国企业走出去推动国际接口标准统一 立项国家标准GB/T20234.4（（连接组件）：GB/T27930（通信协议）：GB/T184871（充电系统）GB/T18487.1和27930已两轮征求意见，GB/20234.4已征求一轮意见，预计今年三事度形成报批 设ChaoJ充电站，预计2022年2季度建成投运。 第一阶段Chao小示范项目已完成：2019年先后在北京等8个城市建成投运大功率充电示范工程 充电创新：有序充电与车网互动 广义车网互动概念 V1G：单向有序充电，仅改变汽车充电时间/速率（例如中午吸收多余太阳能，负载平衡）：V2G：包含反向功率流，具有多种尺度调节，可以是供潜力局域微网，也可以是供电大电网：V2X：车与车之间供电，楼宇供电，负载紧急供电，家庭备用电源等； 实现V2G的前提是电动车在停止运行时要通过双向充电桩与电网联接，如果用换电模式：车载电池的储能功能难以发车网互动需要用户、企业、地方政府共同参与构建能源互联网平台，三方都有收益，还具有推动新能源发展的绿色效益 充电创新：有序充电与车网互动 广义车网互动概念 V1G：单向有序充电：仅改变汽车充电时间/速率（例如中午吸收多余太阳能，负载平衡）：V2G：包含反向功率流，具有多种尺度调节，可以是供潜力局域微网，也可以是供电大电网V2X：车与车之间供电，楼宇供电，负载累急供电，家庭备用电源等： 实现V2G的前提是电动车在停止运行时要通过双向充电桩与电网联接，如果用换电模式，车载电池的储能功能难以发择车网互动需要用户、企业、地方政府共同参与构建能源互联网平台，三方有收益，还员有推动新能源发展的绿色效益 充电创新：有序充电与车网互动 新能源汽车动力电池储能的能量潜力 2040年，中国电动汽车保有量达到3亿辆，每辆车平均电量大于65千瓦时，则车载储能容量超过200亿干瓦时，与中国每天消费总电量基本相当考虑出行需求，乘用车、中型卡车、物流车每日可态与电网调度的平均电量分别为104亿于互时4.3亿干瓦时、0.8亿干瓦时，日内可调度能量波动±10% 充电创新：有序充电与车网互动 新能源汽车动力电池储能的功率潜力 今年，北京市电动汽车保有量达到50万辆，如果乘用车停充补电采用15kW双向充电桩，新能源汽车对电网功率支撑的能力约700万千瓦，达到今年北京市电网最大负荷的四分之一。 2040年，中国电动汽车保有量达到3亿辆，乘用车停充补电采用15kW双向充电桩，根据日出行概率分布，新能源汽车对电网功率支撑的能力达到30亿干瓦左右，约为当年全国电网可再生能源电力的50%. 充电创新：有序充电与车网互动 充电创新：有序充电与车网互动 V2G与电化学储能电站结构演变路线图 考虑到V2G的发展推广速度，针对V2G的参与率设置不同的场票 2020-2035，V2G发展较为缓慢，此时电化学储能电站占据主要地位2030-2050，随着V2G发展提速，储能用于部分特殊情况下的补充 充电创新：有序充电与车网互动 电动汽车分布式负荷聚合方式 平台层：广城设备聚合分布式用户的“证券公司 运营层：持续激发市场