文 / 工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心

汽車科技將帶動行業(yè)駛?cè)氚倌晡从兄笞兙?，向電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化快速演進，而汽車產(chǎn)業(yè)的進步將順應(yīng)“環(huán)保、提效”的時代主題，為社會經(jīng)濟發(fā)展注入新活力。

節(jié)能汽車技術(shù)應(yīng)用持續(xù)上升

為應(yīng)對日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境壓力，汽車產(chǎn)業(yè)不斷提升傳統(tǒng)動力、混合動力、整車節(jié)能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用能力，踐行綠色、低碳發(fā)展。

汽油乘用車節(jié)能技術(shù)搭載率

乘用車變速器技術(shù)搭載率

傳統(tǒng)動力技術(shù)方面，發(fā)動機熱效率逐步提高帶動節(jié)油水平提升，主要路徑為不斷提高壓縮比、優(yōu)化燃燒過程、附件電氣化以及低摩擦技術(shù)，我國自主研發(fā)的汽油機和柴油機量產(chǎn)產(chǎn)品的最高熱效率分別達到了40%和50%。渦輪增壓、缸內(nèi)直噴、怠速啟停等技術(shù)在汽油機上得到了廣泛應(yīng)用。2020年，汽油乘用車渦輪增壓、缸內(nèi)直噴和怠速啟停的搭載率分別為65.0%、69.1%和72.2%。

變速器呈現(xiàn)多擋化、自動化發(fā)展趨勢。乘用車領(lǐng)域，液力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器(CVT)、電控機械自動變速器(AMT)和雙離合自動變速器(DCT)等自動變速器的搭載率逐年升高。2020年，乘用車自動變速器的搭載率超過95%，CVT、DCT成為市場主流，搭載率超過50%，搭載手動變速器(MT)的產(chǎn)品已經(jīng)很少。商用車領(lǐng)域，變速器產(chǎn)品擋位分布在5-16擋，自動變速器的應(yīng)用呈現(xiàn)上升趨勢。

混合動力技術(shù)方面，中國品牌企業(yè)積極研發(fā)混合動力相關(guān)技術(shù)，通過高效機電耦合機構(gòu)設(shè)計、整車多動力源熱管理系統(tǒng)一體化集成設(shè)計、人車路協(xié)同智能化能量管理開展技術(shù)優(yōu)化，混合動力產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)步增長。乘用車領(lǐng)域，2020年，混合動力車型產(chǎn)量為43萬輛，占乘用車的比例提升至2.3%。商用車領(lǐng)域，混合動力技術(shù)發(fā)展相對緩慢，產(chǎn)業(yè)化程度較低。

混合動力乘用車產(chǎn)量及占比

乘用車平均燃料消耗量年度變化情況

純電動乘用車與客車平均電量

整車節(jié)能技術(shù)方面，整車企業(yè)積極通過整車輕量化設(shè)計、風(fēng)阻優(yōu)化設(shè)計、使用低滾阻輪胎、開發(fā)駕駛輔助等技術(shù)來實現(xiàn)節(jié)能，商用車企業(yè)開展車隊管理和智能調(diào)控技術(shù)的研究，通過提升運行效率實現(xiàn)節(jié)能。輕量化方面，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計、新材料的使用和改進制造工藝降低整備質(zhì)量，乘用車車型高強度鋼的使用比例超過50%。整車風(fēng)阻方面，乘用車領(lǐng)域，中國品牌車型風(fēng)阻系數(shù)達到0.233，處于國際一流水平，商用車領(lǐng)域，國內(nèi)系數(shù)平均在0.5－0.6之間，美國平均在0.4－0.5之間，歐洲平均在0.45－0.55之間，差距逐步縮小。

總體上，受益于汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和新能源乘用車的推廣應(yīng)用，2016－2019年，傳統(tǒng)能源乘用車平均燃料消耗量實際值持續(xù)下降，從2016年的6.87L/100km降至2019年的6.46L/100km，年均降幅2.1%。計入新能源乘用車后，乘用車平均燃料消耗量實際值由2016年的6.43L/100km降至2019年的5.56L/100km，年均降幅4.7%，降幅明顯。

新能源汽車核心指標(biāo)5年來大幅提升

續(xù)駛里程提升。我國純電動汽車?yán)m(xù)駛里程逐年提升，按照《公告》車型數(shù)據(jù)統(tǒng)計，純電動乘用車平均續(xù)駛里程從2016年的253km提升至2020年的378km，提升幅度為49.4%，純電動客車從2016年的218km提升至2020年的423km，提升幅度為94.0%，極大緩解了用戶里程焦慮。新能源汽車?yán)m(xù)駛里程的提升主要原因為整車電量提升及電耗降低。但純電動汽車仍存在低溫環(huán)境下續(xù)駛里程降低的問題，需進一步開發(fā)低溫電池及高效熱管理技術(shù)。

電量快速增長。純電動乘用車平均電量從2016年的37kWh增長至2020年的52kWh，增長幅度達到40.5%。純電動客車平均電量從2016年的110kWh增長至2020年的201kWh，增長幅度達到82.7%。新能源汽車電量提升主要原因為動力電池能量密度的提升，以及全新平臺架構(gòu)總布置下電池布置空間的優(yōu)化。

整車平均電耗降低。通過純電動平臺化與集成化設(shè)計、整車輕量化及低風(fēng)阻設(shè)計、電池能量密度及熱管理技術(shù)提升、電驅(qū)動效率優(yōu)化等方式實現(xiàn)整車電耗降低。2020年，純電動乘用車NEDC工況條件下新車平均電耗為12.49kWh/100km，相比2016年降低20.6%。

動力電池能量密度提升。2020年，我國動力電池裝機量達到63.8GWh，其中三元電池的裝機量為38.9GWh，占總裝機量的61.0%，磷酸鐵鋰電池裝機量為24.4GWh，占總裝機量的38.2%。分車型看，純電動乘用車與客車的動力電池系統(tǒng)能量密度平均值分別為146Wh/kg與145Wh/kg，動力電池系統(tǒng)成組效率分別達到69.3%和79.0%。純電動乘用車電池單體能量密度由2016年的169Wh/kg提升到2020年的212Wh/kg，純電動客車電池單體能量密度由2016年的124Wh/kg提升到2020年的172Wh/kg。

2016至2020年，三元電池單體能量密度由166Wh/kg提升至213Wh/kg，磷酸鐵鋰單體能量密度從132Wh/kg提升至169Wh/kg。

動力電池系統(tǒng)能量密度提升帶來續(xù)駛里程增加及成本下降，但也存在熱失控安全隱患，做好動力電池全生命周期安全防護設(shè)計至關(guān)重要。未來，隨著固態(tài)電池、基于監(jiān)控平臺大數(shù)據(jù)的動力電池安全預(yù)警、電池?zé)崾Э財U散防護等新技術(shù)應(yīng)用，動力電池逐步向高安全、高能量密度、低成本發(fā)展。

純電動乘用車與客車平均續(xù)駛里程

純電動乘用車百公里平均電耗

純電動乘用車與客車電池系統(tǒng)平均能量密度及成組效率

電驅(qū)動系統(tǒng)功率提升。2020年，純電動乘用車與客車的電驅(qū)動系統(tǒng)峰值功率平均值分別為103kW與180kW，相比2016年分別提升45.1%和2.9%。電驅(qū)動系統(tǒng)呈現(xiàn)高度集成化、電機永磁同步化、高功率密度化、冷卻系統(tǒng)多樣化的趨勢，有助于提升性能、降低電耗及實現(xiàn)輕量化。

純電動乘用車與客車電驅(qū)動系統(tǒng)峰值功率

不同材料體系電池系統(tǒng)平均能量密度

智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的突破與領(lǐng)先

關(guān)鍵核心技術(shù)取得一定突破。環(huán)境感知技術(shù)方面，車載多線束激光雷達、應(yīng)用于智能駕駛功能的車載視覺芯片已實現(xiàn)量產(chǎn)，車載24GHz和77GHz毫米波雷達核心射頻收發(fā)芯片和雷達波形控制芯片已實現(xiàn)自主研制。決策技術(shù)方面，國內(nèi)推出多款自主研發(fā)的自動駕駛計算平臺，國產(chǎn)芯片陸續(xù)搭載裝車應(yīng)用。控制執(zhí)行技術(shù)方面，輔助駕駛系統(tǒng)實現(xiàn)量產(chǎn)搭載，自動駕駛系統(tǒng)搭載的車輛已在園區(qū)、機場、礦山等封閉、半封閉場景示范應(yīng)用。

信息交互技術(shù)達到國際水平。完成LTE-V2X相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定和實施，自主通信芯片、模組等模塊已實現(xiàn)小批量供貨。企業(yè)選取貼近實際、面向商業(yè)化應(yīng)用的連續(xù)場景，采用全新數(shù)字證書格式，積極開展跨整車、通信終端、芯片模組、安全平臺的互聯(lián)互通應(yīng)用示范，探索C-V2X面臨地圖定位方面法規(guī)問題的技術(shù)方案，開展大規(guī)模通信背景下的產(chǎn)品功能性能測試，相關(guān)產(chǎn)品達到國際水平。在云平臺與大數(shù)據(jù)技術(shù)方面，架構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化、平臺關(guān)鍵技術(shù)方面取得積極進展，開展了大規(guī)模網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用實時協(xié)同計算環(huán)境的大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究，與國際相比，我國提出的大數(shù)據(jù)云控基礎(chǔ)平臺架構(gòu)具有先進性。

基礎(chǔ)支撐技術(shù)進一步落地。高精度地圖方面，實現(xiàn)高精度地圖的商業(yè)化落地，在采集范圍與地圖制作領(lǐng)域達到國際先進水平。截至2020年底，28家企業(yè)獲得導(dǎo)航電子地圖甲級資質(zhì)，四維圖新、高德地圖、百度地圖、易圖通等公司已具有高精地圖采制能力。高精度定位方面，基于我國北斗衛(wèi)星通信實時動態(tài)差分定位技術(shù)，已實現(xiàn)在開闊道路上的亞米級定位，與國際先進水平保持一致。測試評價方面，模擬仿真、封閉場地、實際道路等測試技術(shù)取得一定進展，積極推進建設(shè)中國典型駕駛場景數(shù)據(jù)庫。

專利公開數(shù)量同比持續(xù)增長

2020年，我國汽車專利公開量為29.5萬件，同比增長8.0%，持續(xù)保持穩(wěn)步增長態(tài)勢。發(fā)明專利授權(quán)量為6.4萬件，同比增長2.6%，汽車專利創(chuàng)新質(zhì)量持續(xù)提升，汽車企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力逐步加強。新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車專利占比達43%，其中新能源汽車與智能網(wǎng)聯(lián)汽車專利公開量同比增長16%和18%。

新能源汽車領(lǐng)域，企業(yè)加大動力電池系統(tǒng)及充電技術(shù)攻關(guān)力度，動力電池系統(tǒng)在新能源汽車專利占比41%，專利公開量同比增長36%，其中鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)、電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及電池管理系統(tǒng)均有專利布局。充電技術(shù)在新能源汽車專利占比19%，主要以傳導(dǎo)式充電技術(shù)專利為主，換電技術(shù)和無線充電技術(shù)逐步布局。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域，公開專利網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)占比達到45%，較2019年提升9個百分點，主要分布在通信車聯(lián)網(wǎng)與平臺技術(shù)等方面。通信及科技公司逐步成為網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)發(fā)展的重要力量，專利公開量排名前十中占據(jù)六席。汽車企業(yè)在智能化技術(shù)中占據(jù)優(yōu)勢，專利集中于智能感知、整車技術(shù)、控制執(zhí)行等方面。

汽車專利公開量及發(fā)明授權(quán)量

2020年新能源汽車專利構(gòu)成

2020年智能網(wǎng)聯(lián)汽車專利構(gòu)成