中国新能源汽车大数据研究报告(2023)
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1.2 2022年我国新能源汽车技术演进特征

1.2.1 新能源乘用车技术进步

电池技术进步叠加用户消费升级,带动新能源汽车续驶里程均值逐年增长。新能源乘用车续驶里程均值从2020年的300.3km增长到2022年的336.9km。纯电动乘用车领域,满足代步需求的200km以下续驶里程车型接入占比基本维持稳定,2021年和2022年市场占比基本在15%以上;高续驶里程的纯电车型快速放量,2022年续驶里程在500km以上的纯电车型数量占比达到41.7%,相较于2021年扩大17个百分点。

磷酸铁锂电池成本及安全优势凸显,电池系统集成化不断创新,磷酸铁锂电池装机量占比持续扩大。动力蓄电池系统逐渐由内部结构创新集成转变为外部与整车层级部件创新集成和深度融合,系统性创新进一步实现整车层面结构件数量减少,从而减轻整车质量,增加车辆续驶里程。此外,由于磷酸铁锂电池成本、安全等方面优势逐渐凸显,近年来磷酸铁锂电池市场装机量快速上升,市场占比逐年提升,2022年磷酸铁锂电池装机电量占比达到63.9%,相较于2020年和2021年分别扩大27.4个百分点和12.7个百分点,占据市场绝对主导地位。

消费升级带动乘用车产品向大型化、高续驶里程趋势迈进,新能源乘用车整备质量均值呈现增长趋势。2022年纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车整备质量均值分别为1409.6kg和1962.4kg,相较于2021年分别增长2.3%和6.0%。新能源汽车市场用户消费升级趋势明显,推动中高端价位高续驶里程乘用车型市场占比快速增长。

1.2.2 新能源汽车节能减排成效

相较于燃油汽车,新能源汽车在全生命周期具有明显的节能减排效果。本文以纯电动汽车为研究对象,结合新能源汽车运行数据综合分析车辆节能与减排成效。车辆节能成效方面,本文重点对比分类型纯电动汽车历年耗电量情况,而车辆减排成效方面,本文重点对比全国纯电动汽车的污染物减排情况。

整车实际能耗方面,分类型车辆能耗水平变化有所差异。2022年纯电动乘用车和物流车能耗水平相较于2021年有所增长(图1-13),主要由于纯电动乘用车车型大型化趋势,整备质量有所提高,而物流车领域由于中重型货车市场增长较快,整车能耗水平呈现增长趋势。2022年纯电动公交客车能耗均值65.4kW·h/100km,相较于2021年有所下降。

图1-13 不同类型纯电动汽车历年能耗均值情况

A级轿车、SUV电耗水平整体保持稳定。纯电动乘用车分车型级别来看,2022年A级轿车和SUV能耗均值分别为16.1kW·h/100km和18.8kW·h/100km,相较于2021年基本保持平稳。其他级别车型领域,A00+A0级轿车和B级及以上轿车,2022年车辆电耗水平相较于2021年有所提高。

图1-14 不同级别纯电动乘用车历年能耗均值情况

汽车保有量的快速增长,使交通相关空气污染(Traffic-Related Air Pollution,TRAP)成为城市化进程普遍存在的问题,并持续成为社会关注热点。而汽车电动化作为减缓汽车污染物排放的重要技术路径,在NOx、CO、CO2以及PM2.5等污染物减排方面做出了突出贡献。本文初步统计了2022年全国各城市纯电动汽车TRAP减少量结果,见表1-2,一线城市、新一线城市纯电动汽车TRAP减少量排在前列,污染物减排效果显著。

表1-2 2022年TOP10城市纯电动汽车TRAP减少量前十城市

注:典型城市车辆年行驶里程统计结果及TRAP减排空间分布详见https://github.com/EVDataScience/EV-TRAP-emission-reduction。

新能源汽车运行端碳减排成效方面,截至2022年12月31日,国家监管平台已累计接入新能源汽车1207.3万辆,车辆运行端累计实现碳减排1.47亿t。分年度来看,2019年以来,新能源汽车年度碳减排贡献明显提升,2021年和2022年新能源汽车碳减排量分别为3693.9万t和6144.2万t,为道路交通领域降低碳排放做出了突出贡献。

1.2.3 新能源汽车故障与安全

伴随着新能源汽车市场呈爆发式增长,我国新能源汽车产业正迈向市场化驱动的新发展阶段,更需要在车辆产品质量安全水平上下功夫,加强产品功能安全。根据国家监管平台故障报警数据显示,从接入平台6个月以内的车辆来看,2022年百车故障数为1236个/百辆车,同比有所下降(1240个/百辆车)。不同车辆类型来看,私家车的故障数量为900个/百辆车,明显低于其他车辆类型。从车辆应用周期来看,物流车、公交客车等营运车辆的应用周期故障密度较高,分别为46.6个/万km和43.7个/万km;乘用车应用周期内的故障密度相较于商用车较低,基本保持在20个/万km以下。

分故障类型来看,动力蓄电池故障占比较高。从接入平台6个月以内的车辆来看,新能源乘用车和商用车的动力蓄电池故障占比分别为71.1%、61.5%;车辆应用周期内,新能源乘用车和商用车的动力蓄电池故障占比分别为51.7%、54.4%(图1-15)。从整个产业安全角度,加强动力蓄电池失控报警和安全防护能力,成为提升新能源汽车产业安全水平的重要命题。

图1-15 2022年接入平台不同时长车辆的动力蓄电池故障数量占比情况

注:车辆应用周期故障表示接入国家监管平台超过6个月的车辆在使用周期内的故障密度(每万km的车辆故障数量),通常用来衡量车辆磨损故障。

从安全事故数量统计来看,新能源汽车产品质量稳步提升。不同年份生产的新能源汽车的累计着火事故率呈现逐年下降趋势。我国新能源汽车安全体系建设有了很大提升,行业整体水平取得较大进步。整车及零部件企业对安全体系重视程度明显增强,组织管理能力进一步提升;基于新能源汽车的产品安全和质量管理更规范,企业车辆运行数据监管更加系统,安全风险防控措施更加完善,问题和事故的应急和应对更有针对性等。

虽然新能源汽车行业整体着火事故率呈现逐年下降趋势,但新能源汽车安全事故的结构性差异较大,部分安全问题凸显。乘用车安全事故占比明显高于专用车、客车,并且乘用车安全事故的占比呈现整体扩大趋势,从2019年的68.18%扩大至2022年的85.71%;不同车辆状态下,静置状态下车辆发生着火事故的情况多发,2022年占比达到42.34%,而充电状态下,车辆着火事故的比例呈现扩大趋势,从2019年的23.87%扩大至2022年的30.18%。不同电池类型配套的车辆事故方面,三元锂电池配套的车辆历年事故占比均在70%以上。近年来,伴随磷酸铁锂电池装机量的快速增长,配套磷酸铁锂电池的新能源汽车着火事故占比有所扩大。

新能源汽车保有量的快速增长,进一步突显新能源汽车安全体系建设的重要性。当前,我国新能源汽车产业正迈向市场化驱动的新发展阶段。新能源汽车市场渗透率从2015年的1.3%上升至2022年的25.6%。伴随着新能源汽车保有量快速增长,新能源汽车安全问题面临新形势、新挑战。基于新能源汽车的安全体系尚缺乏系统的规划和建设,涉及新能源三电系统的安全技术设计规范及测试验证工作有待进一步完善。此外,企业监管平台整体效能、售后服务端主动排查机制、事故应急响应机制等需要进一步完善和持续提升。

顶层战略层面高度重视新能源汽车安全体系建设,强调提升新能源汽车安全水平,健全保障体系。2020年11月2日,国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》明确提出,到2025年,我国新能源汽车安全水平全面提升。具体包括提升电池管理、充电连接、结构设计等安全技术水平,健全安全保障体系,打造网络安全保障体系等重点任务。在落实行业管理方面,2019—2020年,工业和信息化部装备工业发展中心组织开展新能源汽车安全隐患排查工作;2021年9月9日,工业和信息化部装备工业一司发布《关于组织开展2021年度道路机动车辆生产企业及产品监督检查工作的通知》,开展新能源汽车安全体系检查,抽取样车送检测机构检测;2022年3月29日,工业和信息化部办公厅等五部门发布《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》(简称《指导意见》)。《指导意见》作为保障新能源汽车安全的指导性纲领文件,强调全面保障企业安全保障能力,要求企业建立从产品研发设计、生产制造到事故响应处理、网络安全的全方位安全管理制度,在产品设计、供应商管理、生产质量管控、动力蓄电池安全方面提出指导意见。为落实指导意见要求,行业管理部门委托开展新能源汽车企业安全体系建设工作,梳理新形势下的核心问题,研究对应管理思路建议、支撑政策落地见效,旨在加快构建系统、科学、规范的新能源汽车安全管理体系。

1.2.4 新能源汽车运行评价

新能源汽车运行评价体系旨在针对新能源汽车全产业链企业及消费者关注焦点,建立公正、公平和公开的评价体系,以大数据维度计算车型评价结果,推动新能源汽车技术发展进步,提升消费者实际用车体验。本节基于国家监管平台新能源汽车运行大数据,从车辆里程可信度、能耗稳定性、快充效率等方面综合评价新能源汽车技术水平。

里程可信度方面,相较于公交客车和物流车,纯电动乘用车整体里程可信度平均值较高。里程可信度是车辆公告续驶里程与实际续驶里程的一致性程度。里程可信度越接近1,表示车辆实际可行驶总里程的可信度越高。相较于纯电动商用车,纯电动乘用车在全国不同地区的里程可信度平均值明显高于纯电动商用车的里程可信度。纯电动乘用车领域,华南地区里程可信度为0.83,明显高于其他地区;纯电动公交客车和纯电动物流车领域,长江以南地区纯电动汽车里程可信度表现同样突出(图1-16)。

图1-16 2022年不同地区分类型纯电动汽车的里程可信度平均值对比

小型纯电动乘用车的里程可信度相对较高。对比2022年全国各地区纯电动乘用车里程可信度平均值,A00+A0级轿车在各地区的里程可信度均值高于其他级别车型,B级及以上轿车里程可信度均值较低。分地区来看,东北地区纯电动乘用车里程可信度略低于其他地区纯电动乘用车里程可信度水平。而从不同级别车型的里程可信度差异来看,华东地区、华南地区、西南地区不同级别车型里程可信度差异相对较小(图1-17)。

图1-17 2022年各地区不同级别纯电动乘用车里程可信度平均值对比

能耗稳定性方面,纯电动乘用车的总体能耗稳定性好于纯电动客车和纯电动物流车。能耗稳定性指数主要用来衡量不同类型的车辆在不同环境下,能耗能否保持稳定,通常采用能耗标准差判定,能耗标准差越小,车辆能耗适应性越强,能耗稳定性越好。纯电动乘用车能耗稳定性排行前十名企业的能耗稳定性在0.49~0.84之间;纯电动客车能耗稳定性排行前十名企业的能耗稳定性在4.12~5.20之间;纯电动物流车能耗稳定性排行前十名企业的能耗稳定性在1.51~2.12之间。纯电动乘用车分不同级别车型来看,B级及以上纯电动乘用车能耗稳定性较好;分地区来看,华南地区能耗稳定性明显好于其他地区。

快充时长方面,B级及以上级别轿车快充效率较高,车辆对高压系统关键零部件技术性能要求较高。伴随着新能源汽车渗透率的快速提升,缩短充电时间成为提升品牌力和使用体验的关键。未来几年是整车企业品牌向上、服务升级、差异化竞争的窗口期,整车企业的竞争逐渐深化和多元化。相较于大电流方案,高压快充技术在综合效率、成本、技术提升难度等方面优势相对明显,有望成为快充主流技术方案。此外,高压快充将带动热管理系统功率和复杂度的提升,驱动功率器件不断升级,逐渐由SiC替代IGBT,带动整车安全性要求升级,从而驱动相应部件如数字隔离芯片、薄膜电容、智能熔断器的技术及配置升级。