我国新能源汽车电子技术进展与投资热点研究

[《科技创新与应用》2017年第27期], 国研网 发布于 2017/9/21


随着汽车销量尤其是我国新能源汽车总体销量的稳步增长、汽车电子化的普及带动装配率的提高,我国汽车电子的市场规模呈现加速增长趋势。新能源汽车电子产业的快速发展,对技术研发提出了更高的要求。我国在车载信息服务、整车控制器开发以及电源管理系统方面都取得了一定进展,为产业发展提供了技术支持。

  摘要:随着汽车销量尤其是我国新能源汽车总体销量的稳步增长、汽车电子化的普及带动装配率的提高,我国汽车电子的市场规模呈现加速增长趋势。新能源汽车电子产业的快速发展,对技术研发提出了更高的要求。我国在车载信息服务、整车控制器开发以及电源管理系统方面都取得了一定进展,为产业发展提供了技术支持。

  关键词:新能源汽车电子,技术进展,投资热点

  随着汽车销量尤其是我国新能源汽车总体销量的稳步增长、汽车电子化的普及带动装配率的提高,我国汽车电子的市场规模呈现加速增长趋势。我国汽车电子市场规模从2007年的1216亿元增长到2015年的3979亿元,2016年已经突破5000亿元大关。

  1 国家地方系列政策出台助力新能源汽车推广

  近年来,《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》等一系列文件的出台积极推动了新能源汽车的发展。截至到2016年6月,国家共出台新能源汽车相关政策30项,其中推广政策出台7项,行业规范政策出台8项,充电基础设施政策出台4项,企业目录相关政策出台5项,行业管理相关政策出台6项。地方政府也纷纷推出鼓励新能源汽车的各项优惠政策,其中具有代表性的一线城市中,北京是2015年全国首个出台针对纯电动专用车补贴政策的城市。此外,上海、深圳等面临节能减排压力较大的城市,也积极加大在在财政补贴、牌照资源等方面的优惠力度。

  在国家和地方政策的推动下,我国新能源汽车呈现爆发式增长,2016年产量51.7万辆,销售50.7万辆,比2015年同期分别增长51.7%和53%。在我国新能源汽车爆发式增长的带动下,我国新能源汽车电子产业迅速发展。2015年我国汽车电子市场规模达657亿美元,同比增长13%。目前,我国已初步形成了长三角、珠三角、环渤海和东北等四大汽车电子产业集群。根据估算,2015年我国新能源汽车电子产业规模接近45亿元,2020年将达237亿元,复合增长率约39%。

  2 技术进展

  新能源汽车电子产业的快速发展,对技术研发提出了更高的要求。在我国汽车电子技术起步较晚的大背景下,我国企业积极与国外企业合作,在车联网终端、车辆通信等方面取得一定进步。在整车控制和集成领域,我国骨干的整车企业从系统到软件到硬件三个层级都具备了开发的能力,为新能源汽车电子产业的发展提供技术支撑。

  2.1 车载信息服务领域取得快速发展。

  当前,车联网是装备工业实现信息化的重要内容,车载信息系统服务同时作为智能交通的重要补充和新的亮点受到关注。近年来,我国政府陆续发布了涉及车联网的多项政策法规,交通部发布《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》;国务院发布《关于加强道路交通安全工作的意见》,要求重型载货汽车和半挂牵引车应在出厂前安装卫星定位装置,并接入道路货运车辆公共监管与服务平台等等,这些政策规范了商用车车辆的监控管理,也加快了商用车联网实施的步伐。与政策相对应,企业也积极加快车联网的布局。乐视与阿斯顿马丁的合作、上汽与阿里的合作已表明汽车智能化与车联网已成为当前汽车技术领域研发的重要方向。2015年4月,英特尔公司联合中交兴路和星航道,发布了首款基于英特尔Quark处理器的“端到端”商用车车联网终端。英特尔表示“端到端”主要强调数据在多个端之间的流动性,如从终端到云端,从物流企业到车主端再到云端。数据采集后传送到云端进行大数据分析后,再传回终端为司机提供信息服务,达到规避交通事故、提升驾驶效率等目的。该终端产品主要有运算、端处理和安全三大特性。2015年5月,凯迪拉克与安吉星联合,在国内首家推出车载4G LTE服务,为未来车联网技术与服务创新构建平台基础。汽车智能化与网联化的发展不仅给车主带来全新的驾乘体验,同时兼顾安全和绿色环保,通过车与路、车与车、车与人、车与城市之间实时联网,实现智能交通网络。

  2.2 新能源汽车整车控制器开发技术取得突破

  新能源汽车电控产品主要负责对关键零部件的控制以及能量的管理。从产品种类上看,主要包括车用动力电池控制系统,车用电机控制系统,燃料电池控制系统,混合动力耦合控制系统,电动车能量管理系统,代用燃料发动机电控系统等。

  目前国内部分整车企业或零部件企业通过自主研发,技术引进以及与国内大学、科研院所联合开发,掌握了混合动力汽车串联、并联以及混联控制技术,电动汽车以及燃料电池电控技术,产品已初步实现产业化,应用在新能源汽车的试点中,控制器的生产厂商主要有一汽、上汽、东风、奇瑞、天津清源等整车厂和万向电动车、上海电驱动等零部件厂商。目前,我国已基本掌握新能源汽车整车控制器开发技术,拥有自主研发并生产新能源汽车电控产品的能力,部分产品进入小批量生产阶段;产品研发水平和产业化实力与国外比较成熟的企业相比仍有较大差距,控制器基础硬件、开发工具等依赖进口;国产电控产品目前主要应用在小规模试生产产品中,大部分企业推出量产新能源汽车时更倾向于选择国外知名控制器硬件供应商。

  2.3 电源管理系统取得阶段性进展

  电池管理系统(BMS)是新能源汽车电子关键技术之一,在新能源汽车中负责对动力电池进行评价、管理和保护的功能。目前国内研发主要集中在部分高校、科研院所和企业的研发中心,BMS系统功能较为完备,能与示范车型相配套,但目前仍处于试验或小批量生产阶段,与达到产业化程度仍有差距。国内BMS系统主要由企业与高等院校联合开发、生产。同济大学配合国内多家动力电池研发单位研发了新能源轿车集中控制式电池管理系统,同济大学与上汽集团等联合开发的电池管理系统已在上海世博会的燃料电池汽车系统中应用;北京航空航天大学研制开发的锂离子动力电池的均衡充电及管理系统在一汽、东风电动、重庆长安、天津清源等企业得到应用,申报并获多项发明专利。

  3 技术投资热点

  当前,我国新能源汽车市场保持高速增长,行业投资规模迅速扩大。未来,在国家政策和市场需求的带动下,新能源汽车产业链的下述环节将成为投资热点。

  3.1 动力电池

  随着扶持政策陆续出台,新能源汽车产业化进程加速,动力电池市场需求持续扩大。根据工信部发布的《中国制造2025》规划系列解读,节能与新能源汽车产业发展战略目标中提及到2020年,动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平,在国内市场占有率80%。2016年6月,国家动力电池创新中心成立,这是首个国家制造业创新中心。此外,2016年,国轩高科、吉利、天津力神、三星SDI、天能集团陆续投资动力电池新建项目。新能源汽车产业的关键点在于动力电池的生产和电池技术的创新,未来,动力电池制造商将围绕电池安全、续航能力、充电速率、环境适应性以及成本等方面积极提升竞争力。

  3.2 核心器件

  随着新能源汽车渗透率的大幅提升,功率半导体、传感器等作为新能源汽车的核心器件,将迎来新的爆发机遇。比如近几年随着市场的刺激以及国家政策的扶持,国内逐渐出现了一批IGBT方面的公司并取得了令人欣喜的成绩,例如中车时代电气、比亚迪微电子、华微电子。功率半导体占到新能源汽车中半导体用量的50%,而IGBT是用于新能源汽车的主要功率半导体。新能源汽车动力总成系统电气化,使每辆汽车半导体元器件用量大幅提升,国内相关厂商将从中获得发展机遇。

  3.3 充电桩

  根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》要求,2020年充电桩与汽车之间的比例要达到1:1,而目前的车桩比例仅为4:1,这表明未来充电桩市场具有巨大发展空间。4月6日和29日,国家电网启动了两批充电桩招标,2016年充电桩招标总金额将达50亿元,远高于往年。国家电网也明确了2016年将进一步加快推进国家公路快充网络和城市充电网络建设,在“两纵两横一环”高速公路城际快充网络的基础之上,建设“七纵四横两网格”高速公路快速充电网络。充电设施是新能源汽车发展的一大短板,也是新能源汽车产业链投资的热点,2016年将是充电设备产业高速发展的一年。

  3.4 服务运营

  对于投资者来说,整车制造需要更长的时间投入、更深的技术积累以及更高的资金要求。在此背景下,避开如整车制造等门槛较高的产业前端,着眼于服务运营、电池回收、检测评估、物流租赁等产业后端,完善新能源汽车行业的整体生态圈将成为投资热点。比如新能源汽车单位耗能价格低的特点,使其在物流租赁领域拥有广阔的应用前景,一辆4立方米的电动汽车一个月较传统燃油车节约1800元,而且车越大节约越多。

  3.5 无人驾驶

  不少国家已认识到无人驾驶汽车所拥有的广阔市场前景,无人驾驶符合汽车智能化和互联网化的趋势,是互联网浪潮下汽车行业变革的重大机遇,目前世界顶尖级互联网公司和汽车厂商公司,都在积极切入这个领域。国内一汽、上汽、北汽、奇瑞、长安等整车企业以及小米、乐视、百度等互联网企业也均开展了相关研究和试验。当前国内无人驾驶产业正处于萌芽期,部分细分市场仍为空白。2016年有望成为无人驾驶投资元年,预计到2020年无人驾驶将初步实现商业化,并于2025年实现量产,行业将迎来5-10年的中长期投资机会。

  参考文献:

  [1]国际新能源汽车网[EB/OL].http://newenergy.in-en.com/html/newenergy-2272646.shtml,2016-06-14,2017-06-11.

  [2]赵艳,刘学文.5号令你读懂了吗?中国交通通信信息中心冯泉博士解读5号令[J].交通世界(运输车辆),2014,7.

  [3]文清.积极加入车管网实行车辆动态监督[J].汽车与安全,2015,3.

  [4]张颖.车联网技术发展前景广阔[J].汽车与配件,2014,51.

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