《中国新能源汽车革命-动力电动化、整车智能化、能源低碳化》课件

动力电动化：新能源汽车1.0——电动汽车时代整车智能化：新能源汽车2.0——智能化电动汽车时代能源低碳化：新能源汽车3.0——新能源智能化电动汽车时代一二三动力电动化：新能源汽车1.0——电动汽车时代一（一）我国电动汽车技术的发展油电混合动力汽车纯电动车氢能燃料电池汽车机电混合动力系统：内燃发动机+电池系统+电机系统+电控系统锂离子电池动力系统：电池系统+电机系统+电控系统氢燃料电池动力系统：燃料电池发动机+电池系统+电机系统+电控系统“十五”期间启动了863计划电动汽车重大科技专项，确立了“三纵三横”的研发布局我国新能源汽车打基础阶段三纵三横”“三纵”：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车“三横”：电池、电机、电控过渡战略转型战略优化现有的车用能源动力系统——发展节能汽车并行互动双重战略可持续发展的汽车能源动力开发新一代车用能源动力系统——发展新能源汽车《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》低能耗与新能源汽车“十一五”期间组织实施了863计划节能与新能源汽车重大项目我国新能源汽车从打基础到示范考核的过渡阶段，组织实施了科技示范工程中国新能源汽车发展展望：能源低碳化

能源低碳化革命将促进新能源技术全方位革命，今后将形成5个万亿级产业2008年奥运会，中国首次使用燃料电动车。丰田模式：发动机优先战略先进燃油车混合动力车燃料电池车燃料电池初期以乘用车为主中国模式：动力电池优先战略纯电插电以纯电动为突破口带动插电混动和燃料电池全面发展燃料电池初期以商用车为主《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向“十二五”期间电动汽车重点专项布局我国新能源汽车从示范推广阶段迈向产业化起步阶段，这一时期的核心任务是聚焦纯电驱动技术突破2014年5月24日，习近平总书记考察上海汽车集团股份有限公司时强调，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。“十三五”期间实现新能源汽车规模应用我国新能源汽车进入全面产业化阶段，并且实施了以纯电驱动为主导的技术升级战略“十三五”之后进入从纯电动到纯电动和插电“双轮驱动”的发展期2021—2024年，中国新能源汽车的市占率处于31%—50%之间。创新产品扩散曲线插电式混合动力汽车（PHEV）中国新能源汽车取得成功的关键技术电池系统电驱动系统 热管理系统

控制系统电动化底盘&轻量化车身系统智能充换&能源补给系统新型材料智能电池模组升级CTP技术CTC技术功率半导体SiC功率密度提升电机-控制二合一电驱动-车轴-电控三合一热泵空调热管理外部强制冷却低温脉冲极速加热智能座舱电子电气云-管-边-端协同（二）我国车用动力电池的发展放电过程充电过程中国动力电池发展历程2000—2030年：锂离子动力电池30年的创新周期动力化落地2000：混动汽车电池2010：纯电汽车电池新材料创新1990：锂离子电池2000：铁锂、三元第一个10年数字化增效2010：电池管理系统2020：AI大模型第二个10年新材料创新2020：半固态电池2030：全固态电池第三个10年（3）材料体系创新与全固态电池（2）人工智能革命与智能电池（1）电动汽车应用与安全电池电动汽车应用与安全电池T2T2T1T1T3T3Joule

2022Joule

2022Joule

2020Joule

2018Joule

2018NanoEnergy

2019NatureCom.

2019高比能量动力电池本征安全机理反应Ⅰ：负极与电解液反应生成还原性气体反应Ⅱ：还原性气体攻击正极晶格引发相变反应Ⅴ：正极固相反应CO2，固气液反应O2产生反应Ⅵ：反应正极氧和电解液反应产热触发反应Ⅶ：正负极固体物质之间的交换反应Ⅹ：正负极气体之间的串扰反应顺序蔓延热失控沿热流传递路线依次发生热流方向同步蔓延整体加热多节电池热蔓延在短时间内同步发生乱序蔓延烟气预热、远端电弧、火源使电池未按受热顺序蔓延动力电池系统热失控的三种特征模式：顺序、乱序和同步《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB

38031-2025)安全电池系统典型产品宁德时代高比能量高镍三元麒麟电池比亚迪高安全低成本磷酸铁锂刀片电池人工智能革命与安全电池动力电池仿真设计和设计自动化动力电池设备创新与智能制造动力电池的管理与调控技术材料体系创新与全固态电池全固态电池的电解质主要有氧化物、硫化物、聚合物目前全固态电池中应用较多的主流电解质以硫化物为主转化化学插层化学负极负极负极正极正极正极正极正极全固态电池正负极材料二整车智能化：

新能源汽车2.0——智能化电动汽车时代（一）智能驾驶技术发展现状L0L1—L2L3L4L5智能辅助驾驶倒车辅助车道偏离预警自适应巡航无自动化紧急制动定速巡航盲点检测有条件自动驾驶自动泊车拥堵辅助路口制动高度自动驾驶部分场景中：城市高速公路完全自动驾驶任何场景完全自动驾驶辅助驾驶自动驾驶脱脚脱手脱眼脱脑无人驾驶

汽车驾驶自动化等级划分1．模块化架构2．端到端架构（输入端到输出端）算法/算力/数据代替工程经验数据闭环体系搭建推动算法迭代加速摄像头毫米波雷达激光雷达感知预测规划转向系统加速踏板制动系统转向系统加速踏板制动系统摄像头毫米波雷达激光雷达端到端大模型技术原理：智能驾驶技术路线演化与系统方案传感器性能与技术趋势 主要优势典型局限场景摄像头激光雷达点云密度角度分辨率毫米波雷达高精度感知算法可穿透性环境适应性三维坐标精度高绝对测距准浓雾、沙尘天气低反射率物体阳光干扰视觉语义丰富成本低夜间无照明暴雨大雾透明障碍物全天候稳定测速精度高对静止目标误判很大金属结构多径干扰低反射率目标角分辨率不足技术原理：传感器的性能优势与局限性异常行为难避免复杂交互难处理强制换道失败边缘场景难理解冰雪路面闯红灯性能局限：智能辅助驾驶系统事故多发场景及其原因施工改道 拥堵加塞失败 方向盘猛打传感器在反应距离与准确度方面仍有较大改进空间为什么辅助驾驶系统容易出事故为了打造安全、舒适、可靠的平台，执行器的动作不能比驾驶员更激进汽车厂商产品责任的规避与平衡（二）高阶智能驾驶安全法规与安全设计预期功能安全指由于功能不足引发的不合理风险。运行设计域（OOD）划定了智驾系统能安全正常运行的特定条件和环境范围回答了“这个自动驾驶系统可以在哪里、什么时候、在什么条件下使用”自动紧急制动系统（AEB）保底的主动安全技术责任划分不明确法规伦理层面我国智能驾驶安全法规与标准方面亟待解决的问题技术标准不完善伦理困境难破解基础设施层面基础设施网络安全数据隐私（三）高安全智能驾驶技术发展趋势算法：智能驾驶系统架构BEV+Transformer基于大模型的端到端端到端+VLMVision-Language-Action闭环算力继续扩大数据以特斯拉为代表的车企搭建数据闭环体系，推动智驾算法不断发展迭代测试通过AI赋能，场景驱动的测试体系可解释性与安全性将大幅提升产业链中国智能驾驶产业链的优势与挑战能源低碳化：新能源汽车3.0——新能源智能化电动汽车时代三五大单项新能源基础技术（新能源1.0：分开发展）向可再生能源转型（尤其是光伏与风电）集中/分布结合式系统，建筑变为微型发电厂氢气、电池等储能（存储间歇式能源）发展能源互联网技术电动汽车成为用能，储能并回馈能源终端四大协同式智慧能源系统（新能源2.0：融合发展）车能路云一体化（交通）源网荷储一体化（电力）光储氢热一体化（工业）光储直柔一体化（建筑）三大共性的关键集成技术（新能源2.0：融合开发展）氢能与绿氢储能（长周期储能，如火电厂燃煤代替）储能与电池储能（中周期储能，如电化学储能电站）智能与智慧储能（短周期储能，如车网互动式储能）可再生电力让电动汽车成为真正的而且能效最高的新能源汽车钙钛矿光伏薄膜电池引发车载发电技术变革卤素基团金属离子阳离子吸收短波长吸收长波长车网互动引发车载储能技术变革车网互动（V2G）双向充放电车用电池储能是中国高层小户型住房条件下最佳的户用储能方式。信息平台层能量管理、负荷聚合与虚拟电厂、数据监测与预测、电能量市场交易服务四大平台通信和网关层微网控制器、能源路由器、边缘网关等通信终端功率/能量设备层光伏、风电、储能、电动汽车、建筑负荷等能源终端能量可调的能量聚合形成虚拟电厂，连接输配电系统价格机制，影响设备和虚拟电厂的状态传感数据融合与AI预测车网互动点—线—面应用场景“点”上园区场景“线”上交通场景“面”上建筑场景高速公路光伏廊道新能源汽车1.0——电动汽车时代：电动化爆发、智能化培育、低碳化起步中国新能源汽车革命全景图新能源汽车2.0——智能化电动汽车时代：智能化爆发、电动化优化、低碳化加速新能源汽车3.0——新能源智能化电动汽车时代：低碳化爆发、智能化优化、电动化深化动力电动化整车智能化能源低碳化基础是电动化、电动化推动低碳化、电动化引领全球化没有电动化，做不好智能化；有了智能化，添彩电动化电动化不等同于低碳化；途径是电动化、目标是低碳