“一带一路”背景下我国新能源汽车产业发展研究

河南工业职业技术学院 杨新法

引言

近年来，随着地球气候的变暖、生态环境恶化、不可再生资源衰减严重等日益成为危害全球化可持续发展的重大问题，受到国际社会的普遍关注，如何破解这一难题，成为人类的终极使命。汽车作为全球第二大碳排放产业的中坚力量，对环境的改善、能源危机的缓解有着重大的影响。我国自2009年以来，汽车产销量一直蝉联全球第一，根据公安部相关资料显示，截止2020年9月，我国汽车保有量为2.75亿辆。作为一个有担当的大国，我们有责任和义务对汽车产业开展研究，寻得既不阻碍汽车产业发展又能实现经济可持续发展的方案。

与传统汽车依靠汽油、柴油等不可再生能源且因废气排放对环境产生污染相比，新能源汽车采用动力电池、醇类、燃料电池等作为动力源，工作时产生少量废气甚至不排放废气，能源利用效率有了极大改善，噪音有了大幅度降低。随着技术的发展，新能源汽车在生产、回收阶段会更清洁，其尾气排放更低，绿色汽车优势会更加明显。因此，新能源业已成为汽车产业发展的代名词。

1 全球新能源汽车发展概述

1.1 国外新能源汽车发展概述

相关资料显示，人们对新能源汽车的探索可以追溯到1839年，苏格兰人罗伯特·安德森成功改造了依靠电力驱动的车辆。然而，在之后的100多年中，人们相继研发出了依靠铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池作为动力源的新能源汽车，但受到续驶里程、电池寿命、充电时间、电机技术、电池管理系统等核心技术的束缚，新能源汽车产业始终在艰难前行。

在经济全球化政策引领下，全球经济取得了可喜进步，人们对汽车的性能需求日益提高，新能源汽车的购买力显著增强，以特斯拉、蔚来等为代表的新能源汽车日益受到大众认可，其产销量呈现快速增长态势。2017年，英国和法国政府分别表示，将在2040年停售汽油车和柴油车。但在汽车产业总量中，其比重仍旧较低。

1.2 国内新能源汽车发展概述

与美国、欧洲、日本等新能源汽车起步较早的国家相比，我国在新能源汽车方面的探索相对较晚，但发展速度迅猛，这与国家的重视是密不可分的。十五期间，我国投入200亿元，构建了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”，多能源动力总成系统、电机驱动系统和控制单元、动力电池和电池组管理系统为“三横”的“三纵三横”技术体系，实现了以动力电气化为核心的新能源汽车技术及产业的巨大进步。

截止目前，根据能量来源不同，我们可以将新能源汽车分为以下几个大类，如表1所示。

表1 常见新能源汽车类型

近年来，以比亚迪、北汽、吉利等为代表的自主品牌汽车在新能源方面进步较大，除了得益于国家政策扶持外，与自身科研投入也是紧密相关的。中国汽车工业协会相关数据表明：我国2019年新能源汽车销量为120.6万辆。国家对新能源车辆的补贴刺激了产业结构的升级，自2019年开始，新能源汽车补贴和利好政策虽有调整，2020年甚至部分地区完全停止，新能源汽车行业内的部分企业的盈利受到影响，但产业结构已趋稳定和完备，新能源汽车在非限购城市的销量占比不断提升，对政策的依赖性日渐弱化，竞争力已初步形成。

国内新能源汽车制造企业之所以能够在国家退补氛围中健康发展，离不开海外市场的支持。我国自2013年提出“一带一路”倡议以来，国内企业纷纷加大推进国际化战略力度，紧跟“走进去”海外市场发展新战略，不断学习、吸收和自主创新，缩小了与跨国汽车企业差距，提升了自身生存发展能力，壮大自身力量，在国际汽车市场上占据了重要席位。

自2015年开始，我国新能源汽车销量、增速、市场份额均占全球首位。其中新能源汽车2015年累计生产37.9万辆，在2009年到2015年我国累计生产新能源汽车49.7万辆，占全球新能源汽车市场的1/3。

在2019年发布的全球新能源汽车销量排行榜中，我国的比亚迪、北汽、上汽和吉利分列第2、第3、第4和第8位。2019年我国新能源汽车产销分别完成124.2万辆和120.6万辆。2009年新加坡购买金龙混合动力客车揭开了我国自主品牌车企出口的帷幕，比亚迪、宇通等车企纷纷发力，开辟国外市场。2020年上半年因受疫情影响，我国传统燃油车出口萎缩，但新能源汽车出口仍达3.69万辆，同比增长140.7%。新能源汽车产业发展前景向好，极大地促进了我国汽车产业升级和技术战略转型。

2 新能源汽车核心部件发展现状探究

2.1 动力电池

动力电池是纯电动汽车能源的载体，其性能提升直接影响到新能源汽车的正常使用。目前，铅酸蓄电池、镍氢蓄电池和锂离子电池是汽车动力电池的主流。日本是率先开展动力电池研究的国家，并据此开拓了新能源汽车市场。美国在借鉴日本经验的基础上，推出了以锂电池为动力来源的特斯拉品牌。在我国，长安、吉利、比亚迪等国产汽车企业也纷纷开展了对动力电池的研究，但从全局来看，整体的生产自动化水平程度还有待进一步提高，其生产效率较低，严重制约了动力电池领域乃至新能源汽车领域的发展。

研究认为，现阶段可以通过以下几个方面破解这一难题：成本始终是企业关注的焦点，如何降低生产成本是企业所重视的关键问题。可采用规模化生产、技术升级、资源回收等手段达到降低成本的目的。

借助智能化生产手段，充分发挥大数据优势，将更多的工作交由机器人操作，减轻人力劳动，提高生产效率和生产规模。同时，可以将智能化手段运用到电池测试、制造乃至售后场景中，实现对电池的全程动态监控，以此提升电池的稳定性和可靠性。我们都期待能研发出一款质量轻、体积小、充电速度快、能量储存高、价格低廉、使用寿命长、可回收性能好、使用性能稳定且节能环保的理想化电池，随着科技的发展，我们坚信这种电池迟早会走进我们的生活。

2.2 电机的发展现状及趋势

电机作为新能源汽车的核心构件，其作用是将电能转变为机械能，除了要满足正常运行需求外，行驶舒适性和续航里程同样是需要关注的问题。对驱动电机的性能要求主要体现在以下方面：效率高、输出特性优良、体积小、重量轻、价格低廉、安全性能好、续驶里程较高。同时驱动电机还应满足在恶劣环境下工作的需求，因此对耐温性和耐潮性也有较大要求。

常用的有直流电机、异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机和轮毂电机。其中直流电机的身影可以追溯到1834年，当时美国人托马斯·达文波特依靠其发明的直流电动机试制了第一辆电动车，经过将近200年的发展，直流电动机已涌现出永励电机、他励电机和自励电机得诸多方式，但局限于体积、质量、安全性能不足及效率低下等因素影响，目前已逐步退出历史舞台。

1888年，特斯拉的交流电动机面世，伴随着电子控制技术的完善，其结构简单、制造成本低廉、可靠性能系数高等诸多优势使得交流电机取得了原本直流电动机的核心地位，从而成为驱动电机的首要选择。

进入20世纪90年代，永磁电机进入了大众视线，尤其是2010年日产汽车推出的首款纯电动汽车“聆风”，采用永磁电机作为驱动电池，掀起了一阵永磁高潮。

随着电力电子技术、微电脑控制技术的迅猛发展，开关磁阻电机作为一款新型的调速驱动电机应运而生，凭借结构简单、效率显著、运行可靠等优势迅速引起各国学者和相关企业的关注。其研发雏形可以追溯到1970年，当时英国的Leeds大学率先开展了相关研究并取得了部分丰硕成果。局限于其控制器设计难度较高，振动严重等缺陷，其在电动汽车上的应用较少。

1990年，保时捷率先将轮毂电机装配到汽车上，美国、法国和日本紧随其后，相继开展了对轮毂电机的研发，但受到成本限制，其并未在汽车上得到普及性发展。

我国电机研发水平相对较弱，核心零部件及控制系统等关键技术掌控能力不足，后续应注重朝着集成化、高效化和智能化方向发力。

2.3 轻量化设计

与传统燃油车辆相比，新能源汽车动力系统主要由电池、电机及控制系统等组成，其动力系统可占总车质量的30%～40%，明显高于传统燃油车辆的质量和空间比，因此对其进行轻量化研究是迫切和必要的。轻量化车身、提高电池能量密度、减轻电池重量并达到延长续驶里程、降低生产成本是我们接下来研究的重点。

2.4 辅助设施

以充电桩为代表的辅助设施缺乏问题是制约新能源汽车尤其是纯电动汽车发展的关键因素。北上广等一线城市虽然在2017年已迈入“五公里”时代，但大多城市充电桩短缺问题依旧严重。除此之外，动力电池的充电速率也是影响消费者选择新能源汽车的关键。只有当充电桩呈现燎原之势，才能打消消费者的顾虑，使得新能源汽车得到迅猛发展。此外，售后服务也需及时跟进，相较于传统燃油车，新能源汽车的检测与维修为修车技师提出了新的挑战，只有不断学习，提升业务技能，才能应对各种不可预测的挑战难题。

3 总结

本文对国内外新能源汽车发展情况进行了分析和总结，指出了“一带一路”背景下我国新能源汽车核心部件的应用痛点，并指明了破局方向。