节能与新能源汽车技术路线图2.0.pdf

节能与新能源汽车节能与新能源汽车技术路线图技术路线图 2.02.0【总路线图研究报告】目 录目 录前 言前 言 . 4 4第一章第一章全球汽车产业变革与技术发展趋势全球汽车产业变革与技术发展趋势 . 7 71.11.1 新一轮科技革命驱动汽车产业加速变革新一轮科技革命驱动汽车产业加速变革. . 7. 71.1.11.1.1 能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入强劲新动能 . 7能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入强劲新动能 . 71.1.2 汽车产业迎来更加全面深刻的百年巨变. 81.1.2 汽车产业迎来更加全面深刻的百年巨变. 81.21.2 全球汽车技术“低碳化、信息化、智能化”深入融合发展全球汽车技术“低碳化、信息化、智能化”深入融合发展. . 10. 101.2.1 汽车低碳化多技术路线并行发展 . 101.2.1 汽车低碳化多技术路线并行发展 . 101.2.2 汽车信息化与智能化技术融合创新 . 111.2.2 汽车信息化与智能化技术融合创新 . 11第二章第二章 我国汽车产业技术发展现状与进展评估我国汽车产业技术发展现状与进展评估 . 13132.12.1 汽车节能技术持续提升汽车节能技术持续提升 . 13. 132.1.12.1.1 乘用车技术节能总体取得进步乘用车技术节能总体取得进步 . 13. 132.1.22.1.2 商用车动力总成有待加速发展商用车动力总成有待加速发展 . 15. 152.22.2 新能源汽车整体技术达到国际先进水平 . 16新能源汽车整体技术达到国际先进水平 . 162.2.12.2.1 纯电动汽车技术水平和产品竞争力全面提升纯电动汽车技术水平和产品竞争力全面提升. . 16. 162.2.22.2.2 插电式混合动汽车相关技术性能提前实现目标插电式混合动汽车相关技术性能提前实现目标. . 18. 182.2.32.2.3 氢燃料电池汽车加快进入示范导入期 . 18氢燃料电池汽车加快进入示范导入期 . 182.32.3 智能网联汽车技术水平显著提升. 19智能网联汽车技术水平显著提升. 192.3.12.3.1 智能网联汽车车辆关键技术取得突破智能网联汽车车辆关键技术取得突破 . 19. 192.3.22.3.2 信息交互技术与国际领先水平保持同步信息交互技术与国际领先水平保持同步 . 20. 202.3.32.3.3 基础支撑技术加快落地基础支撑技术加快落地. 21. 212.42.4 技术创新支撑能力显著提升但仍存关键短板技术创新支撑能力显著提升但仍存关键短板. . 22. 222.4.1 技术创新核心要素持续提质增效 . 222.4.1 技术创新核心要素持续提质增效 . 222.4.2 技术创新体系不断优化完善 . 252.4.2 技术创新体系不断优化完善 . 252.4.32.4.3 基础薄弱环节突破缓慢基础薄弱环节突破缓慢. 27. 27第三章 新时代赋予我国汽车产业技术发展的新需求和新使命 .第三章 新时代赋予我国汽车产业技术发展的新需求和新使命 . 282813.13.1 国民经济发展要求提升汽车产业核心地位国民经济发展要求提升汽车产业核心地位. . 28. 283.23.2 生态文明建设迫切要求汽车产业技术向清洁低碳化根本性转变生态文明建设迫切要求汽车产业技术向清洁低碳化根本性转变. . 29. 293.33.3 消费需求升级与科技变革驱动消费需求升级与科技变革驱动“汽车汽车+ +跨界跨界”融合发展. 31融合发展. 313.43.4 现代化强国建设要求汽车产业掌握核心技术自立自强 . 32现代化强国建设要求汽车产业掌握核心技术自立自强 . 32第四章第四章 我国汽车技术的发展愿景与目标我国汽车技术的发展愿景与目标 . 34344.14.1 发展愿景发展愿景 . 34. 344.1.14.1.1 社会愿景社会愿景. . 34. 344 4. .1.21.2 产业愿景产业愿景. . 34. 344.24.2 总体目标总体目标 . 35. 354.34.3 重点领域重点领域 . 38. 384.3.14.3.1 节能汽车节能汽车. . 39. 394.3.24.3.2 纯电动和插电式混合动力汽车纯电动和插电式混合动力汽车 . 39. 394.3.34.3.3 燃料电池汽车燃料电池汽车. . 40. 404.3.44.3.4 智能网联汽车智能网联汽车. . 40. 404.3.54.3.5 动力电池动力电池. . 40. 404.3.64.3.6 电驱动总成系统电驱动总成系统. . 40. 404.3.74.3.7 智能制造与关键装备技术智能制造与关键装备技术 . 40. 404.3.84.3.8 汽车轻量化技术汽车轻量化技术. . 40. 404.3.94.3.9 充电基础设施充电基础设施. . 41. 41第五章 技术路线图 .第五章 技术路线图 . 42425.15.1 产业技术总体路线图 . 42产业技术总体路线图 . 425.25.2 重点领域路线图 . 44重点领域路线图 . 445.2.15.2.1 节能汽车节能汽车 . 44. 445.2.25.2.2 纯电动和插电式混合动力汽车 . 45纯电动和插电式混合动力汽车 . 455.2.35.2.3 燃料电池汽车燃料电池汽车 . 46. 465.2.45.2.4 智能网联汽车智能网联汽车 . 48. 485.2.55.2.5 动力电池动力电池 . 50. 505.2.65.2.6 电驱动总成系统电驱动总成系统 . 52. 5225.2.75.2.7 智能制造与关键装备技术 . 53智能制造与关键装备技术 . 535.2.85.2.8 汽车轻量化技术汽车轻量化技术 . 55. 555.2.95.2.9 充电基础设施充电基础设施 . 56. 565.35.3 技术路线图实施效果预估 . 58技术路线图实施效果预估 . 58第六章 战略支撑与保障措施建议第六章 战略支撑与保障措施建议. . 60606.16.1 完善产业创新发展环境 .完善产业创新发展环境 . 错误!未定义书签。6.1.1 发挥体制优势强化协同推进力度 .6.1.1 发挥体制优势强化协同推进力度 . 错误!未定义书签。6.1.2 多元保障措施形成立体支撑体系 .6.1.2 多元保障措施形成立体支撑体系 . 错误!未定义书签。6.1.3 基础设施先行夯实技术应用基础 .6.1.3 基础设施先行夯实技术应用基础 . 错误!未定义书签。6.1.4 鼓励创新探索营造良好产业环境 .6.1.4 鼓励创新探索营造良好产业环境 . 错误!未定义书签。6.26.2 培育产业转型升级新动能培育产业转型升级新动能 . 错误!未定义书签。6.2.1 核心技术攻关提升科技硬实力 .6.2.1 核心技术攻关提升科技硬实力 . 错误!未定义书签。6.2.2 关键部件突破形成优势产业链 .6.2.2 关键部件突破形成优势产业链 . 错误!未定义书签。6.2.3 质量品牌建设提升综合竞争力 .6.2.3 质量品牌建设提升综合竞争力 . 错误!未定义书签。6.2.4 消费升级新需求助力产业转型升级 .6.2.4 消费升级新需求助力产业转型升级 . 错误!未定义书签。6.36.3 逐步建立安全可控的自主零部件体系 .逐步建立安全可控的自主零部件体系 .错误!未定义书签。6.3.1 政企协同攻关节能汽车关键零部件 .6.3.1 政企协同攻关节能汽车关键零部件 . 错误!未定义书签。6.3.2 揭榜挂帅巩固新能源汽车发展优势 .6.3.2 揭榜挂帅巩固新能源汽车发展优势 . 错误!未定义书签。6.3.3 协同联合打造智能网联汽车先导地位 .6.3.3 协同联合打造智能网联汽车先导地位 . 错误!未定义书签。6.3.4 合力攻关补齐产业基础短板 .6.3.4 合力攻关补齐产业基础短板 . 错误!未定义书签。6.46.4 提出关联产业深度融合新需求提出关联产业深度融合新需求 . 错误!未定义书签。6.4.1 全面开放促进产业融合发展 .6.4.1 全面开放促进产业融合发展 . 错误!未定义书签。6.4.2 政策保障助力模式创新探索 .6.4.2 政策保障助力模式创新探索 . 错误!未定义书签。3前前 言言受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托，中国汽车工程学会组织了来自汽车、 能源、 材料、 通信等领域的超过 500 位专家， 于 2015-2016年历时一年共同编制完成了节能与新能源汽车技术路线图 （以下简称技术路线图 1.0）。技术路线图 1.0 的编制和发布，受到了国内外产业界的高度关注，在支撑政府科技和产业相关规划、引领行业技术创新、引导社会各类资源集聚等方面发挥了重要作用。技术路线图1.0 发布以来，汽车产业内外部环境不断发生变化，汽车产业技术进步日新月异，为了保障技术路线图的科学性、时效性和引领性，同时为支撑我国面向 2035 新能源汽车规划研究及汽车相关的“十四五”科技规划研究工作，中国汽车工程学会于 2019 年 5 月启动了节能与新能源汽车技术路线图（简称技术路线图 2.0）的修订工作，希望立足于新一轮科技革命背景下我国汽车产业发展，识别汽车产业技术发展方向和趋势，提出面向 2035年汽车产业发展愿景，制定具有科学性、前瞻性、引领性的技术发展路线，凝练近中期关键核心技术研发需求，确定近期优先行动项，为我国汽车产业的持续、快速、健康发展提供技术指引。技术路线图 2.0 首先对技术路线图 1.0 发布以来我国汽车产业技术发展情况及 2020 年目标实现情况进行了评估分析。经过评估发现，技术路线图 1.0 确立的汽车产业技术“低碳化、信息化、智能化”发展趋势进一步强化，通过实践其内涵外延更加丰富。在此方向指引下，我国汽车节能技术持续提升，乘用车新车油耗接近 2020 年 5L/100km 的目标，但在产品结构、混合动力汽车发展水平、汽车轻量化等方面距离 2020 年目标还有较大距离； 新能源汽车技术保持国际领先，市场份额、 整车产品关键性能指标处于世界领先水平，关键零部件具备核心技术优势，截至 2020 年 7 月累计推广新能源汽车超 450 万辆，基本达到 2020 年目标，但在动力电池能量密度、循环寿命等方面离实现 2020 年目标仍存在不少距离；智能网联汽车整车智能化、网联化水平不断提升，传感器、计算平台、智能座舱等关键部件快速迭代，高精度地图与定位等基础支撑技术实现了自主突破，但在核心传感芯片、计算芯片方面仍面临一定的挑战；从产业创新发展的支撑来4看，近年来，我国汽车产业研发投入、科技人才、专利等技术创新核心要素持续增量提质，加速驱动创新能力迈上新台阶，而相关基础薄弱环节则突破缓慢。鉴于“低碳化、信息化、智能化”叠期交互、相互赋能和趋势强化，中国汽车工程学会坚持 “前瞻性、系统性、 科学性、 继承性、开放性、 公益性”的原则，组织对技术路线图 1.0 进行了全面修订。主要思路和变化体现在如下几个方面：（1）考虑当前产业安全、高质量发展以及与能源等相关领域融合发展的需求， 对研究方向进行了横向扩展和纵向延伸，基于原有纯电动和插电式混合动力汽车的研究基础，新增了充电基础设施和电驱动总成系统两个重点领域，技术路线图 2.0 在框架结构上从原来的“1+7”演变成了“1+9”；（2）在发展愿景与目标部分，突出强调了以人工智能、云计算为代表的新兴技术和以数字经济、智能经济为代表的新兴产业对汽车产业带来的全面变革，同时考虑到当前出现的逆全球化倾向对全球产业布局、 我国产业安全带来的深刻影响，“汽车+”深度融合发展、构建新型产业生态、保障产业安全和可持续竞争力将成为未来 10 至 15 年产业发展的新趋势、新要求，提出了产业生态构建、产业自主安全可控的发展愿景和目标。（3）在产业总体路线图部分，考虑到汽车与能源、交通、信息通信等多领域相互赋能、协同发展已成为产业发展的内在需求，为指导跨产业协同衔接，提出了汽车与能源、交通、信息通信深度融合、统筹推进的产业融合技术路线图；更新了市场需求预测以及新技术与新产品的应用目标。（4）低碳化发展方面：节能汽车领域进一步突出了商用车节能和混合动力技术，考虑到了测试工况的切换情况；纯电动和插电式混合动力汽车领域，重新评估了未来插电式混合动力汽车的发展潜力， 强调了整车安全和质量在路线图中的重要性；氢燃料电池汽车领域则综合考虑了整车性能指标和产业化推广目标；动力电池领域增加了未来前沿技术并对可能的颠覆性技术进行预判； 汽车轻量化领域，从关注车辆整备质量的降低转向了关注整车轻量化系数的降低。（5）信息化和智能化方面：在智能网联汽车领域，兼顾了乘用车、货运车辆、 客运车辆的智能网联技术产业化落地和发展趋势， 增加了对主要城市、 城郊、高速公路和限定场景等四种类型运行范围内的智能网联汽车技术产业化、 市场化、5商业化时间进度的分析，重新梳理了技术架构体系；制造领域，为强化汽车制造智能化、数字化的发展需求，将制造技术聚焦到智能制造和关键装备，在对整车及动力总成制造的工艺设计、生产及生产物流环节重点分析的同时，兼顾了与前端的产品设计以及后端的销售等环节在技术及管理方面的互联互通。技术路线图 2.0 在编制过程中，得到了相关政府和专家的指导，得到了中国汽车工程研究院有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学、中国智能网联汽车产业创新联盟、中国一汽集团、中国电子科技集团十八所、中国科学院物理所、汽车轻量化技术创新战略联盟、普天新能源有限责任公司、精进电动科技股份有限公司、上海电驱动股份有限公司等专题依托单位的大力支持，得到了来自汽车、能源、交通、信息等领域的数百位专家的积极参与，得到了由欧洲汽车工业协会牵头、主要跨国汽车和零部件企业参与的海外工作组的宝贵支持，机械工业出版社的相关同志也付出了辛勤的劳动，在此一并致谢！6第一章第一章 全球汽车产业变革与技术发展趋势全球汽车产业变革与技术发展趋势技术路线图 1.0 经过深入研判，提出了汽车产业技术“低碳化、信息化、智能化”的发展趋势。随着近几年来以互联网、大数据、云计算、人工智能、新能源、新材料等技术为代表的新一轮科技革命和产业变革的影响不断加深， “低碳化、信息化、智能化”也呈现出不断强化、融合叠期、相互赋能的新特征，其外延进一步拓展、内涵则更加丰富，不断向纵深发展。1.11.1 新一轮科技革命驱动汽车产业加速变革新一轮科技革命驱动汽车产业加速变革1.1.11.1.1 能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入强劲新动能能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入强劲新动能新一轮汽车产业变革的驱动力主要来自于能源、互联和智能三大革命。 能源能源革命是指传统动力汽车向新能源汽车的转变。革命是指传统动力汽车向新能源汽车的转变。受此影响，“三电”（电池、电机和电控系统）技术成为新的汽车核心技术，围绕“三电”将出现并行于传统动力系统产业链的全新产业链，以及与新能源汽车匹配的充电/换电站、加氢站等基础设施和运营服务体系。互联革命和智能革命相辅相成，互联革命和智能革命相辅相成，互为支撑，互为支撑，密不可分。密不可分。互联化和智能化技术也将成为新的汽车核心技术，并推动汽车产业迎来新开发模式、新生产模式、新使用模式、新维护模式、新基础设施、新出行生态圈，进而催生出全新的产业生态系统。在此背景下，汽车产品也将发生六大突破性变化：一是由信息孤岛向智能终端转变； 二是由人驾驶车向车自动驾驶转变；三是由耗能机械向可移动的储能供能单元转变； 四是由拥有使用向共享使用转变； 五是由制造向智能制造转变；六是由移动工具向出行服务转变，具体如图 1-1-1 所示。能源、能源、互联、互联、智能革命带来重大战略发展机遇。智能革命带来重大战略发展机遇。一是节能环保压力带来产业技术低碳化发展的机遇，以纯电驱动为主线的低碳化发展，可以使各种技术路径在不同的适宜场景下发挥各自的作用， 为全球汽车企业实施动力技术攻关提供了广阔空间； 二是汽车智能网联化催生产业互联发展新机遇， 将不断推动汽车研发、制造、服务的一体化和基于数据驱动的服务。未来汽车产业将以出行、互联、共享、服务等全新特征，催生出产品、技术、用户体验、商业模式和应用场景等新机遇； 三是跨界融合创新带来生态重构新机遇， 以 “SCSTSV” （SC 是指智慧城市、7ST 是指智能交通、SV 是指智能汽车）为核心的汽车产业跨界融合创新将带来生态重构的主要载体。围绕“SCSTSV”融合发展，将对智能汽车、智能交通、智慧城市、 智慧能源、 信息产业、 通信产业、 物联网等相关产业带来生态重构的机遇。图图 1-1-11-1-1 三大革命驱动汽车产业深刻变革三大革命驱动汽车产业深刻变革1.1.21.1.2 汽车产业迎来更加全面深刻的百年巨变汽车产业迎来更加全面深刻的百年巨变汽车产品结构向“绿色低碳、智能网联”转型。汽车产品结构向“绿色低碳、智能网联”转型。 一方面，在不断加严的汽车燃料消耗、 污染物排放以及碳排放控制法规的背景下，汽车产品结构正由传统内燃机占绝对主导的格局，进入到诸多技术并存的动力多元化时代，节能汽车技术与新能源汽车技术共同进步、有效组合，未来将逐步成为汽车市场主流产品。另一方面，汽车智能网联化技术发展迅速，相关车企在其量产车型上已经装配DA（驾驶辅助）、PA （部分自动驾驶）级辅助驾驶系统产品，同时纷纷发布具备 CA（有条件自动驾驶）与 HA（高度自动驾驶）级自动驾驶功能及 C-V2X 功能汽车的量产计划。智能网联汽车与新能源汽车将叠加交汇，并实现大规模协同发展。汽车产业价值链“总量上升、重心后移”。汽车产业价值链“总量上升、重心后移”。 从产业价值链维度看，传统汽车产业价值链聚焦“制造”，而未来汽车产业价值链，受益于新科技革命带来的价值增值，将是“新制造+新服务”的集成。其中，“新制造”将包含低碳化、智能化、 信息化相关新技术和智能制造， “新服务” 则不仅体现在价值曲线的后端，而且将贯穿于设计研发、采购物流、生产制造、销售及售后服务的各个环节。汽8车产业价值链将呈现“总量上升、重心后移”的基本特征和发展趋势。总量上升意味着汽车产业价值体量将整体上扬，比以前创造更大的价值和商机；重心后移则是指汽车产业价值内涵向服务端，尤其是出行领域深度扩展，产生巨大的发展空间。图图 1-1-21-1-2 新科技革命带来汽车产业价值增值新科技革命带来汽车产业价值增值汽车产业生态系统“开源创新、开放融合”。汽车产业生态系统“开源创新、开放融合”。 从产业格局维度看，产业边界不断扩展且渐趋模糊， 汽车领域的竞争格局正在发生重大改变， 呈现 “多方参与、竞争合作”的复杂态势。除了传统整车企业、供应商和经销商以外， “电池、电机、电控”企业、信息通信技术企业、全新硬软件科技公司、新的运营商/服务商/内容商以及新基础设施公司等正在快速融入汽车产业。图图 1-1-3 汽车产业生态系统“开源创新、开放融合”1-1-3 汽车产业生态系统“开源创新、开放融合”9资料来源：中国汽车工程学会中国汽车产业发展报告 20191.21.2 全球汽车技术“低碳化、信息化、智能化”深入融合发展全球汽车技术“低碳化、信息化、智能化”深入融合发展技术路线图 1.0 发布以来，汽车“低碳化、信息化、智能化”相互支撑、彼此赋能，正在引领全球汽车技术创新发展，也孕育了新的内涵和外延，其中融合发展成为主旋律，主要体现在新技术与新技术、新技术与新模式、新技术与新生态之间的融合发展。例如， 智能新能源汽车的兴起反映了汽车电动化技术和智能化技术的融合发展，而汽车电动化、智能化技术与共享出行新模式的融合发展，则将带来汽车产品结构、产业形态的变化，新一代移动通信、大数据、云计算技术则催生了智能汽车、智能交通、智慧城市的协同发展。“低碳化、信息化、智能化”的发展方向备受各国政府、产业界和科技界的高度关注。从国家战略来看，从国家战略来看，各个国家和地区都把节能汽车、新能源汽车、智能网联汽车放到核心战略发展地位， 制定一系列的战略规划以及法律法规支持产业发展；从市场前景来看，从市场前景来看，节能汽车在相当长一段时间仍是市场主体，到 2035 年新能源汽车将成为市场主流产品，各类智能网联汽车将获得广泛应用； 从技术趋从技术趋势来看，势来看，节能与新能源汽车将成为新一轮科技革命和产业变革的标志性、 引领性产品，是新一代信息技术、高端装备制造、新材料、新能源等战略性新兴产业的创新集成载体。1.2.11.2.1 汽车低碳化多技术路线并行发展汽车低碳化多技术路线并行发展低碳化是全球汽车产业长期关注的关键技术方向之一， 目前各国车企正多管齐下，加紧推进不同技术路线的发展进步。节能汽车一定时期仍是市场主力，节能汽车一定时期仍是市场主力，具有较大节能减排潜力。具有较大节能减排潜力。 当前主要发达国家对传统燃油汽车平均油耗及排放提出了严格的要求，并呈不断加严的趋势，推动着汽车企业加快推动传统动力系统优化升级， 基于自身积累发展相应的混合动力技术，采用先进变速器、轻量化技术等技术路径实现节能减排。在技术发展趋势上，节能技术呈现出发动机高效化、机电耦合低碳化、变速器多档化、轻量化等趋势。电动化战略转型加速，市场和技术层面迎来激烈竞争。电动化战略转型加速，市场和技术层面迎来激烈竞争。中国、欧洲、美国、日本等汽车产业领先国家和主要车企围绕未来汽车电动化发展达成高度共识， 纷10纷发布电动化战略目标，加快汽车电动化转型。其中，包括德国在内的欧洲在汽车电动化转型方面明显加速， 2020 年 6 月， 欧洲电动汽车销量创纪录达到 9.3 万辆，同比增长95%。从企业层面来看，几乎所有国际重点汽车企业均发布了新的电动化目标和产品规划。 在技术发展趋势上， 汽车电动化技术整体呈现出平台化、一体化、 轻量化、 高压化发展趋势。 此外， 电池系统追求寿命、 成本、 能量密度、功率、充电倍率等性能的大幅提升，固态电池研发力度加大；电驱动系统追求小型化、轻量化、集成化，机电耦合系统不断优化；电动车辆安全以及充电等相关技术等也成为研发的重点领域。氢燃料电池汽车产业化预期提前，氢燃料电池汽车产业化预期提前，新一轮示范应用酝酿开启。新一轮示范应用酝酿开启。 作为能源技术革命的重要方向和未来能源战略的重要组成部分，氢燃料电池汽车得到了日本、欧洲、 美国等国家和地区的高度重视。随着一些典型车型的推出和关键技术的突破，氢燃料电池汽车产业化预期有所提前，截至 2019 年底，全球范围内氢燃料电池汽车累计销量超过 2.4 万辆， 已建成加氢站 493 座，但进一步的商业化仍面临成本、氢能供给等方面的挑战，新一轮商业化示范运行正在酝酿启动。在技术发展趋势上，基于新材料体系的电堆技术、更高压力的气态氢气运输储存技术、成本降低与产品量产技术能力等成为近期该领域的主要技术攻关方向。1.2.21.2.2 汽车信息化与智能化技术融合创新汽车信息化与智能化技术融合创新信息化与智能化指向未来汽车对“安全、舒适、高效”的更高追求，目前这两个技术领域的发展趋势主要体现在智能网联汽车和智能制造等方面。智能网联汽车产业技术加速发展，智能网联汽车产业技术加速发展，技术跨界融合成为创新发展的主基调技术跨界融合成为创新发展的主基调。 美国、欧洲、日本等汽车产业领先国家已基本形成了国家战略引导、跨部门协同合作的机制， 创造了有利于智能网联汽车市场和技术发展的政策法规环境。主要汽车企业也纷纷加快布局智能网联汽车产品，具备 PA、CA 级自动驾驶能力的智能网联汽车正陆续投放市场，示范应用方兴未艾，技术架构及路线逐步清晰。在技术发展趋势方面，智能网联汽车技术呈现出如下发展趋势：从单车智能化逐步向智能化与网联化相融合的路径发展；自动驾驶推进汽车软件化进程，新型电子电气架构将成为未来发展趋势；新技术在特定场景优先得到实践应用，随着技术不断验证与成熟，逐步向城市郊道路、高速公路等场景拓展；智能网联汽车推动汽11车产业生态重构；智能网联汽车与智慧城市、 智能交通实现融合成为主要发展趋势。数字化技术助力，汽车从“制造”迈向“智造” 。智能制造技术主要可以分为三个层面：一是“数字化集成”，实现实体工厂的数字化以及与虚拟工厂的数字化集成；二是“信息物理集成”，实现企业内部信息系统以及信息系统与物理系统的集成；三是“工业大数据集成”，以工业互联网为支撑，在更高维度上实现不同企业之间的数据流通与业务集成。在数字化集成方面，未来技术发展趋势是进一步提高工厂数据采集的深度与广度，发展虚拟工厂、数字孪生等技术。在信息物理集成方面，当前的攻关重点是提升企业的信息利用率和流通便捷性，优化流程与业务， 如物理资产的建模和数字化，信息物理系统的构建以及相关支撑软硬件工具和方法。在工业大数据集成方面， 未来方向是逐步发展构建工业互联网平台，利用其连通、算力、存储优势，实现各种离散工业资源的有效集成与优化应用，进而真正实现大规模定制化生产的智能制造。12第二章 我国汽车产业技术发展现状与进展评估第二章 我国汽车产业技术发展现状与进展评估自技术路线图 1.0 发布以来，我国汽车产业经历了由高速增长到增速放缓、行业转型调整的转变，叠加新冠疫情影响，甚至出现了明显的负增长，但凭借稳定增长的消费需求和完善的工业体系，我国汽车产业发展韧性依然强劲。与此同时，低碳化、智能化、信息化等新趋势也将推动产生新需求、新技术、新模式，加速汽车产业转型升级。我国节能与新能源汽车技术进步明显。汽车节能技术加快跟进发展，乘用车新车油耗接近 2020 年 5L/100km 的目标，但在产品结构、混合动力发展水平、汽车轻量化等方面距离 2020 年目标还有较大距离；新能源汽车技术达到国际先进水平，市场份额、整车产品关键性能指标处于世界先进水平，部分关键零部件已掌握核心技术，截至 2020 年 7 月累计推广新能源汽车超 450 万辆，基本达到2020 年目标，但在动力电池能量密度、循环寿命等方面离2020 年目标还存在不少距离；智能网联汽车整车智能化、网联化水平不断提升，传感器、计算平台、智能座舱等关键部件快速迭代， 高精度地图与定位等基础支撑技术实现了自主突破，但在核心传感芯片、计算芯片方面仍面临一定的挑战；从产业创新发展的支撑来看，近年来，我国汽车产业研发投入、科技人才、专利等技术创新核心要素持续增量提质， 加速驱动创新能力迈上新台阶， 而相关基础薄弱环节则突破缓慢。2.1 汽车节能技术持续提升2.1 汽车节能技术持续提升近年来，我国节能汽车技术持续提升，整车油耗得到稳步降低，自主先进发动机热效率加快追赶国际领先水平， 高效多档变速器实现了核心技术的重点突破，动力总成电气化与混合动力技术取得一定进展，各项节能技术合力并进，有效带动整车油耗稳步降低，进一步趋近 2020 年油耗目标。但是，在产品结构节能方面，混合动力车型占乘用车销量 8%、车辆小型化等 2020 年目标未能实现，产品结构节能这一路径仍具有较大潜力。2.1.12.1.1 乘用车技术节能总体取得进步乘用车技术节能总体取得进步（1）乘用车新车平均油耗不断下降）乘用车新车平均油耗不断下降随着我国油耗排放法规的不断加严，我国节能汽车发展较快，乘用车新车平13均油耗逐年下降，不断向目标值靠近。根据工业和信息化部发布的 2019 年乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分执行情况年度报告， 国内乘用车平均油耗由 2016 年的 6.5L/100km（含新能源汽车）下降至 5.56L/100km（含新能源汽车），进一步趋近 2020 年乘用车平均油耗 5L/100km 的目标。同时，未来乘用车节能与油耗控制依然面临严峻压力。首先，受新能源汽车核算优惠影响，2015 年之后我国乘用车平均油耗未能反映传统能源乘用车油耗的实际降幅，依据国家部委发布的2016-2019 年度中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况表，将新能源汽车燃油消耗量按 0 计，参考新能源汽车核算系数， 可计算得到 2016-2019 年传统能源乘用车新车平均油耗分别为 6.88L/100km，6.77L/100km、6.62L/100km 及 6.46L/100km，与乘用车（含新能源汽车）平均油耗的对比如下图所示。其次，由于消费升级及国内消费者对SUV 等中大型乘用车的偏好，乘用车整备质量不降反增，车辆小型化推行效果欠佳，原目标“紧凑型及以下车型销量占比超过 55%”未能达成。乘用车（含新能源汽车）油耗（L/100km）达标值（L/100km）6.436.886.76.056.776.45.86.6265.566.465.5传统能源乘用车油耗（L/100km）2016201720182019图图 1-2-1 2016-20191-2-1 2016-2019 年国内乘用车油耗变化情况年国内乘用车油耗变化情况数据来源： 根据相应年份工信部中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分核算情况表核算 （ （2）关键技术取得重点突破）关键技术取得重点突破在发动机方面， 国内骨干车企在增压直喷新机型研究上，已大量应用高压缩比（12-13）+米勒循环+变排量附件+低摩擦技术等先进节能技术，重点车企通过节能技术组合，热效率接近 39%，乃至靠近 40%，2020 年目标基本可以达成，初步实现了对国际领先水平的追赶。在变速器方面，我国自动变速器呈爆发式增长，乘用车多档化发展迅速。自14主品牌整车企业以 DCT 为主，多个车企先后实现 7DCT 变速器量产。一级供应商主要布局 AT、CVT，6AT、CVT 等已经实现规模化量产，8AT已推出系列化产品。 同国外领先水平相比，我国自主变速器依然面临着提升效率与可靠性等多方面挑战。在混合动力技术方面， 自主开发出相关车型， 但节油效果不够理想， 与 2020年混合动力乘用车 4L/100km 的目标仍有不小差距。相比而言，国外企业对于混合动力车型是从整车+发动机+机电耦合装置+电机+电池+多能源管理， 进行系统优化和升级， 以实现整体油耗的改善， 部分合资混合动力车型油耗接近 4L/100km。此外，数据显示 2018 年，国内混合动力乘用车销量为19.1 万辆，占乘用车总销量的 0.8%，距离“2020 年占乘用车销量 8%”的目标差距巨大。在低阻力技术方面， 国内轮胎企业的设计、 工艺及生产技术仍处于跟随阶段，以生产为主，自主研发能力薄弱。在车身设计方面，国内乘用车风阻系数仍处于平均 0.37-0.38 的较低水平。在汽车轻量化方面，公告车型数据显示，受到我国产品结构中 SUV 等车型占比大幅提高和整车配置增加等因素的影响， 乘用车平均整备质量降幅未达到技术路线图 1.0 提出的 2020 年乘用车整备质量减重 10%的目标。在替代燃料技术方面，我国天然气乘用车销量 59 万辆，在乘用车销量中的占比为 2.5%，相关车企推出了天然气专用发动机，采用单一ECT 控制，排放达到国六标准，热效率进一步提升。2.1.22.1.2 商用车动力总成有待加速发展商用车动力总成有待加速发展近年来， 我国商用车通过重点突破动力总成升级优化， 提升了整车节油水平，但与乘用车相比，商用车节能汽车发展相对缓慢，在先进柴油机、变速器、电子电器、整车动力学等方面与国外相比仍有不小差距。在先进动力柴油机方面，2019 年市场主流重型柴油机有效热效率在 46%左右，与 2020 年热效率 50%目标仍有一定差距，同德国、美国等新型柴油机 55%热效率相比，需要系统性挖掘节能潜力。在变速器方面， 国内手动变速器的研发逐步成熟，主要变速器企业具备自主研发能力，产品覆盖 516 档产品；自动变速器的研发也相继取得成功，但在总15成电子控制、关键零部件可靠性等方面与国际先进水平存在差距。在整车动力学方面， 国内商用车轮胎的滚阻系数与国际先进水平相比略有差距，低滚阻轮胎在国内应用率较低；对客车流线型设计开展了一定的研究，相比国外专用于降低风阻的导流装置等设计应用较少；载货汽车驾驶室多采用平头，风阻稍高。在混合动力方面， 国内载货混合动力汽车产品开发和推广应用程度不如国外，但呈现出加快发展的趋势。客车方面，由于混合动力客车不属于新能源汽车，自身的技术经济性未能完全适应市场化的竞争，因此未能获得大规模推广。在轻量化方面，2015 至 2019 年，国内重卡每年减重 1%1.5%；受排放升级等政策的影响，中卡、VAN 类车型整备质量保持了基本稳定。在替代燃料方面，天然气商用车已经得到规模化应用，但由于发动机的研究起步较晚，天然气发动机技术相对落后，天然气发动机热效率不足 38%，不及欧洲 40%的天然气发动机热效率。 在政策的支持下， 甲醇汽车在特定地区得到了一定程度的应用。2.2 新能源汽车整体技术达到国际先进水平2.2 新能源汽车整体技术达到国际先进水平技术路线图 1.0 发布以来，我国新能源汽车在车辆平台化和模块化设计、整车批量化生产工艺、质量及成本控制、 轻量化新材料应用等方面与国际领先水平差距逐渐缩小， 在续驶里程、 动力性、 能耗等方面已处于世界领先水平。 相比 2016年新能源汽车销量 50.7 万辆，2018 年以来，我国新能源汽车已迈入百万辆市场时代。截至 2020 年 7 月，累计推广新能源汽车超 450 万辆，占全球市场的 50%以上。累计建设各类充电桩 130 万个，已建和在建加氢站超过 100 座，成为全球新能源汽车最大市场。2.2.1 纯电动力汽车技术水平和产品竞争力全面提升2.2.1 纯电动力汽车技术水平和产品竞争力全面提升当前，纯电动汽车进入到全新平台开发新阶段，逐步实现部件协同化、整车轻量化、整车架构高效化。通过代际升级，整车能耗、续驶里程、智能化应用等综合性能实现全面进步， 产品竞争力显著提高。 从具体性能指标来看， 2019 年，国产纯电动轿车平均续驶里程已从 2016 年的 190km 提升至 360km，典型 A 级纯电动乘用车工况百公里能耗降至 11-13kWh（法规工况），典型高性能 B 级纯16电动汽车百公里电耗达到 16-17kWh/100km （法规工况） ， 已达到国际领先水平。典型纯电动客车电耗为 3.0-3.45kWh/100kmt（法规工况），提前实现 2020 年法规工况整车电耗小于 3.5kWh/100kmt 的目标。动力电池技术水平和产业规模进入世界前列， 竞争优势逐渐显现。 2019 年，量产三元材料单体电池能量密度达到 275Wh/kg， 系统能量密度达到 170Wh/kg 以上， 系统成本下降到 1 元/Wh 左右， 与 2016 年水平相比， 单体能量密度提升 35%以上，系统成本下降 60%以上。目前，国产动力电池与日韩等国相比， 在能量密度、循环寿命等方面技术水平基本持平，产品经济性具有竞争力，但在先进高端材料开发和应用、高端制造装备、 质量控制水平及能力等方面与国外动力电池先进企业相比仍存在一定差距。驱动电机在功率密度、系统集成度、电机最高效率和转速、绕组制造工艺、冷却散热技术等方面持续进步， 与国外先进水平同步发展。 2019 年， 我国量产驱动电机重量比功率已达到 4.0kW/kg 以上， 相比 2016 年提升 30%以上。 多个企业已推出自主开发出的车用沟槽栅场中止 IGBT 芯片、双面冷却IGBT 模块和高功率密度电机控制器，功率密度达到 1620kW/L，相比 2016 年实现了功率密度倍增，总体技术水平迅速追赶国际先进水平。我国企业还推出了 SiC 器件和基于SiC 器件的高密度电机控制器，并出口欧洲主机厂。同时，我国开发并量产了多款三合一纯电驱动总成和插电式机电耦合总成产品， 技术水平与国际同类产品相当。但我国在车用驱动电机及其控制系统智能化、与机电耦合的深度集成、高速变速箱等关键零部件设计与制造等方面仍有一定差距。充电网络初步满足新能源汽车发展需要。截至 2019 年 12 月，全国公共充电设施已覆盖 404 个城市，建成了“十纵十横”高速公路快充网络，充电设施规模达 122 万个，充电站规模达 3.5 万个，换电站超过 300 个，均位居全球第一。公共领域充电设施车桩互操作性测评的充电一次成功