赵立金-新能源汽车发展现状及趋势

中国汽车工程学会ChinaSocletyofAutomotiveEngineerz中国汽车工程学会ChinaSocletyofAutomotiveEngineerzCIBF2024先进电池前沿技术研讨会2ConfereneontheFrontierTechnologyofAdvancedBatt2先进电池前沿技术研讨会先进电池前沿技术研讨会全球新能源汽车持续增长，中国市场份额创新高ChlnnSoclotyofAutomoflvoEnginoorB■2023年，全球新能源汽车销量1418万辆，同比增长34%,总体维持稳定增长态势，新能源渗透率达到16.0%;2020年中国新能源汽车销量占全球的41.8%,2021年提升至51.4%,2022年达到62.2%,2023年达到63.6%,三年内增长21.8个百分点，成为引领全球汽车产业电动化转型重要力量；2024年，全球新能源汽车将继续稳定增长，中国占比仍将提升，部分国家受政策不连续影响进入调整期(预计2-3年)。2018201920202022数据来源：Marklines(乘用车+轻型商用车),IEA(保有量)全球主要国家新能源汽车销量及占比■荷兰■美国I德国■法国20005020202021我国新能源汽车进入全面市场化拓展期ACbinaSoclolyofAutomoflvoEngino075汽车销量完成209万辆，市场渗透率微降至31.1%;■2024年，预计我国新能源汽车将逼近1100万辆销量。中国新能源汽车销量及渗透率31.6%31.1%中国新能源汽车市场结构0.1%0.0%29.5%0.0%22.0%4.5%4.7%2022年2023年数据来源：中汽协(批发量口径)△扫描全能王插混车型成为增长新动能，市场份额持续提升中国汽车工程学会■基于我国电驱动技术取得的突破，传统车企纷纷推出自主混动技术，发布插电式混合动力车型；新能源汽车市场结构21.6%21.6%29.5%78.3%70.4%2018201920202021202220232024.1-322.0%20182019新能源汽车市场渗透率4.4%2.3%20202021202222.2%市场竞争加剧，价格战与盈利难加速市场淘汰赛CHINAChInaSoclotyolAutomoflvoEnglne016■近两年，新能源新品投放逐年增加，2023年多达104款；全新车型开发周期由48个月缩短至18个月，产品迭代速度加快；经历2023年激烈价格战后，2024年初多家车企宣布降价或限时优惠，价格战再度升级，价格战与盈利难将加速市场淘汰赛|重塑竞争格局。乘用车分能源类型新车投放数量(款)202020212022数据来源、乘联会l2024年新能源车型降价情况(万元分类品牌车系历史最煲价2024最低价降幅降价比比亚迪埃安感吒21.3%比亚迪睾PLUSDM-i20.0%宋PLUSDM-i理想理想L7理想L8吉利银河L76新能源汽车出口及国际化发展仍有巨大潜力中国汽车工程学会■2023年，我国新能源汽车出口120.3万辆，占汽车出口总量的24.5%;2024年1-3月，新能源汽车出口30.7万辆，占汽车出口总量的23.2%。中国汽车出口量及增长率汽车出口量(万辆NEV出口量(万辆一汽车2023年新能源汽车出口量TOP10国家(万辆)O491.0491.0720,3132.4以色列，5.3,3%西班牙，9.7,6%澳大利亚，8.9,5%数据来源：中汽协(企业报送)数据来源：海关总买&乘联会整理，包含纯电动(含低速电动车)、插电混动及非插电混动动力电池产业迈入稳链提质发展阶段2023年，我国动力电池装机量387.7GWh;2024年1-3月装机量85.2GWh,同比增长29%;■2023年，全球动力电池装机量705.5GWh,中国企业占据前十名的6席，全球市场份额之和达到64%。中国动力电池装机量74.374.3数据来源：中国汽车动力电池产业创新联盟2023年全球动力电池装机量TOP10企业(GWh)欣旺达，10.5,欣旺达，10.5,1%国轩高科，17.1,2%三星SDI,32.6,5%其他，49.4,7%宁德时代，259.7,37%松下，44.9,6%比亚迪，111.4,16%数据来源：SNEResearch扫描全能王半固态电池实现量产，即将规模化应用中国汽车工程学会ChlnaSoclotyofAutomo1voEngIne0rE■作为液态电解质到固态电解质的过渡技术，半固态电池成为国内电池企业产品布局的重要一环，目前部分企业半固态电池已在相关车型上得到装车验证，并于2023年实现小批量生产，如赣锋锂业、卫蓝新能源、清陶能源等模化应用电池企业半固态电池产品布局企业电池类型能量密度产业化进程宁德时代凝聚态电池2023年4月推出凝聚态电池将在2024年推动车规级应用亿纬锂能半固态电池2022年12月发布50Ah软包半固态电池，循环寿命超过2000次赣锋锂业半固态电池2022年1月首批搭载50辆东风E702023年装车赛力斯SERES5已建成年产2GWh的第一代固液混合电池规模化生产线蜂巢能源半固态电池2020年12月，推出基于聚合物凝胶化技术的“果冻电池”2023年12月，推出二代“果冻电池”,已完成A样开发卫蓝新能源半固态电池2023年6月正式向蔚来交付150kWh半固态电池包消陶能源半固态电池整车企业半固态电池装车进程车企搭载车型电供应商装车进程东风汽车风神E70赣锋锂业2022年E70搭载第一代固态电池实现首批小规模交付搭载第二代固态电池车型预计2024年上半年量产东风岚图岚图追光孚能科技搭载半固态电池的岚图追光车型于2023年4月母产蔚来汽车ES6/ET7卫蓝新能源·搭载150kWh半固态电池的ES6、ET7于2023年量产2024年4月150kWh电池包将适配蔚来旗下所有车型赛力斯赣锋锂业2023年6月SERES5搭载瞻锋锂业第一代固态电池实现首批交付上汽集团智己L6湾陶能源2024年起半固态电池将率先在智己L6等新品上实现量产应用长安汽车/赣锋锂业备忘录，加快推进(半)固态电池研发合资项目及制造产业化项目汽车产业迎来产业变革和产业生态重塑的关键节点中国汽车工程学会产品内部结构、满足用户需求、服务设计(※场景设计)生产商用车场景复杂、需求多样，将成为未来全面电动化的重点15%,以充电技术路线为主，至2030年、2040年新能源市场渗透率分别提升至30%、75%左右商用车相关场景情况王卡f8卡人T功能举5货专月专月疑分景蚊量34大燥3碧运射中好复台旦、盐、快运、运密云UWr1二!长送十接(沉、链等广用自卸、中工程道、快R具电语、家中四程姣建土每莫、记重运举始市流、颈)尊农村多市政I环类肺公交、接致公交走运40%中国商用车市场结构预测数据来源；中汽学会预测12新能源汽车全产业链出海步伐加快中国汽车工程学会随着我国新能源汽车出海步伐不断加快，出海模式也从过去“产品出海”迈向“产业链出海”新阶段，包括整车、技术、品牌动力电池、充电桩等全产业链都在加速出海；而投资出海将长期伴随中国智能电动汽车产业的国际化征程，以“软出海”+“硬出海”的双向路径，共同构建智能电动汽车出海生态体系。中国智能电动汽车出海生态示意图介标准出海投资出海绿地投资投资出海绿地投资促进经济产业升级产业升级智能电动汽车生态出泻领短技术研发智能电动汽车生态出泻内务携手友产立能电动车尿准能电动车尿准供应服务公共换电站；公共快充站，1家用充电电边化专楼投供应服务公共换电站；公共快充站，1家用充电电边化专楼投车险服务组修绿多务：轿症单服务(车同互充缨电学的药压平合股权平合股权资料来源罗部件产品出海整车产品百员化电动序电动序限颐以正极三元正极口日化5G基理云计年V2XAI工业互I联网乘用车货车客车需求一：全固态电池已成为新一代动力电池发展重要方向能量密度能量密度能量密度目前液态动力电池的循环寿命可达2000-3000生产成本生产成本初始投资、生产要求均较高，仍需大幅降本温度适应性温度适应性安全性能安全性能全固态电池拥有较好的温度适应性，且电池性全固态电池采用高热稳定性固态电解质代替易燃传统电解液，本征安全程度显著高于液态动力电池，不易发生热失控和热扩散安全性能 资料来源.国汽战略院《汽车科技评论第二期：全固态电池上车还需要久?》ChInaSoclotyofAutomot/voEnglnoors新能源汽车安全事故时有发生，新能源汽车动力电池安全是保障新能源汽车安全运行的核心要素；动力电池安全成为系统集成考虑的重要因素，热电分离成为电池系统设计主流思路，以电池产热特性、热失控机理、防护和抑制方法为核心的研究成为近几年电池热安全领域的热点；建立“四级”安全防控体系：设计、制造、使用、维护保养、回收利用全生命周期建立“本征安全、主动安全、过程安全、消防安全”防控体系。新能源汽车安全问题不容忽视典型新能源汽车事故“本征-主动-过程-消防”四级安全防控体系·绝大多数企业已建立四级安全防控体系，从多个维度提高整车全生命周期安全性能第一级防护：提升材料、单体到系统本征安全全环节设计制造水平，满足车规要求第一级防护：提升材料、单体到系统第二级防护：电池管理、软件OTA远主动安全第二级防护：电池管理、软件OTA远第三级防护：充分利用大数据进行智过程安全能化过程监控和预警第三级防护：充分利用大数据进行智第四级防护：消防安全措施，提升热消防安全失控扩散时间第四级防护：消防安全措施，提升热电池系统结构创新+材料创新双重提高整车安全性能系统结构创新系统结构创新材料体系创新CS扫描全能王需求三：“电池-底盘”一体化成为智能底盘系统创新重要方向CINA|动力电池设计：标准化模块1.0时代、大模块CTP2.0时代、当前CTC3.0时代。CTC3.0使成组效率达90%以上，空间利用率达到70%以上，零件数量下降至400个左右，特斯拉、零跑等企业CTC技术方案已实现量产应用，电池与底盘集成化设计成为智能底盘系统创新重要方向，未来还将纳入电驱、电控等系统；■乘用车动力电池布置形式已基本统一，商用车动力电池布置形式仍需探索创新。动力电池技术发展路径国内外CTC技术方案对比①①CTM:传统电池包是由电芯组成模组再组成电池包，从下部与车身地板组装。②CTP:电池集成方案取消模组结构，由电芯直接组成电池包，电池包集成到车身地板上作为整车结构件的一部分。③CTC:直接将电芯集成在地板框架内部，将地板上下板作为电池壳体；电芯增加一个功能，作为整车结构件的一部分，CTC技术引领全球动力电池进入3.0时代3.0时代20的代望K豆x15%·a8开复契E3.KP15·Q5E2A15%20%●四题少15%-20%板整化组Dc隐汽车将电芯直接堆在车身上将模组堆在车身上特斯拉·电池壳盖板和地板合二为一，节省370个零部件·高度集成化设计，节省制造时间·CTC整体结构参与受力，车身扭转刚性更强零跑汽车·采用双骨架环形梁式结构，将电池骨架结构和车身结构合二为一·利用车身纵梁、横梁形成完整的密封结构，有效提高结构效率，解决气密难题·电池布置空间增加14.5%1ChInaBoclotyofAutomotlvoEnglno070三元电池充电倍率已突破6C(充电时间为8min)并实现商业化应用，未来在实现更高充电倍率同时，向更高能量密度和更优的高低温特性持续迭代；磷酸铁锂电池充电倍率已经达到了4C(12min),2024年实现商业化应用；动力电池要实现高倍率充电，需全面系统优化电芯内部离子传输路径、缩短离子传输距离，提升离子传输速度，做好热管理。Y2B02702M250240230220210200k200三元电池快充技术发展路线巨湾技研XFC极速充电电芯关键技术FA0m通就总通就总负极材料 造粒控刚昌向◆优选顾m尺寸渭足高倍串&高培构艳尼性要求,采用高电导高段足材料包图以及指系，忧化材抖拉径快建功电地,采用高电导高段足材料包图以及指系，忧化材抖拉径·漓足高倍串&高姑构国定性.长循环、热安全婴求化加PSo0隔膜电解液隔膜·多元治剂与混台迎盐定则配万+湿贫浓段切控+功能里阴闻子酒加剂·堤升电丹牢扣周子运垮效串·高孔图隔顶+孔径比控刎+纳来肉依材料包阻·改田隔以热稳定性，抑制收坞2020年2021年·多元治剂与混台迎盐定则配万+湿贫浓段切控+功能里阴闻子酒加剂·堤升电丹牢扣周子运垮效串·高孔图隔顶+孔径比控刎+纳来肉依材料包阻·改田隔以热稳定性，抑制收坞极速充电电芯极片设计·面巴良以及正负极压实控刎+吸片极速充电电芯极片设计·面巴良以及正负极压实控刎+吸片体系配方:多维导电网络+导电剂定向控制技术孔汉设计+焦泊体过流超力设计,降低离子传转迂白度、控制大倍岛欧电涩升·构建电子传沟高蔼道道、降任电子阻抗、降低温升日退电电池其饮道电电均快迎充电电均K10mRe3军：上只RXc2010年220年2021年2022年2023年2024年2025年一2010年中国汽车工程学会需求五：车网互动中国汽车工程学会V2G可有效发挥动力电池作为可控负荷或移动储能的灵活性调节能力，但充放电次数增加带来了电池寿命损耗问题；在某工业园区V2G示范项目中，对电池寿命进行仿真发现，V2G场景下的电池寿命较无V2G场景有所减少；为加快推动V2G示范应用，需加大技术攻关提升动力电池循环寿命，建立健全电池质保体系，探索可电动汽车参与V2G顾虑因索调研结果46.32%超过70%车主仅接受电池寿命损耗5%以内池使用寿命质保、电量未V2G放转卖影里程焦存在安V2G桩覆盖率低，不操作复杂，占用时间激励收益不高其他某工业园区示范项目的三元锂V2G寿命仿真结果城市预测结果(80%SOH)V2G放电电流质保要求年限/里程(万公里)十五万海口25.1258.23/15.034.93Y2G场欣无Y2G场景228113511cL71m(nar)Itu(jur)71m(nar)扫描全能王需求六：满足纯电商用车应用需求的动力电池仍需突破ChlnaSoclalyofAufomotlYoEnglno01B公共领域及中短途场景，在续航里程、补能效率及电池寿命方面暂未达到中长途场景的运输需求；中长期来看，续航里程增加(低电耗大电量)、补能效率提升(超充技术换电标准化)、使用寿命延长是BEV商用车技术重纯电动商用车发展现状续航里程：电池能量密度低，目前重卡装配电量续航里程：电池能量密度低，目前重卡装配电量在500kWh以下，续航仅100~200km,发展大电量、长续航重卡需大幅提升电池能密度补能效率：目前充电功率240kW~360kW,282kWh重卡充满电需1小时左右，500kWh重卡需2小时左右，难以支撑中长途场景高效补能的需求；另外，换电站在干线场景未实现规模化发展(车流不稳定、投资大)电池寿命：目前电池充放电循环次数在4000次，以282kWh重卡产品为例，车辆寿命约80万km,较柴油车无优势资料来源中国汽车但学会mL警线图1.0研究成果》纯电动商用车技术升级趋势综合效率在2030年提升至75%以上，中长期突破80%·百公里电耗在2030年下降10%,中长期下降15%以上电耗降低应用，充电倍率达到2C资成本、提升用户换电成本，助力换电站在干线公路的建设提升寿命提升锂、固态电池等200Wh/kg,中长期突破400Wh/kg在重卡车型的应用(1000kWh)命将有效提升，如固态电池的应用有望使重卡电池寿命突破10年▲需求七：整车高效一体化热管理系统对动力电池能量的精细化管理，降低高低温环境下整车能耗，提升乘员舱驾乘舒适性；率充电高效冷却的难题；4)提高电池安全性，延长电池寿命。整车一体化热管理系统架构第一代：分体式热管理。驱动电机冷却系统、动力电池冷却系统、空调系统等第二代：空调-电池一体化热管理。针对电池制冷采用与空调系统进行耦合，同时考虑到保证电池低温性能，引入电池加热技第三代；整车一体化热管理架构。新增阀结H众员贮姬Z致乃x力首能化篮冠示目随随卫车园确瑜益明赎结结合质淋预乐步员月车Ea