新能源汽车革命技术路线图——动力电动化、整车智能化、 能源低碳化

新能源汽车革命技术路线图动力电动化、整车智能化、能源低碳化 市场大变局发展背景：技术大变革、产品大变型、 第一，汽车技术从电动化发展期转向爆发期导致市场结构性大变局 产业和企业能异军突起的主要原因，就是技术的厚积薄发爆发的时点、市场的爆发时点和政策的看力点三点在时间上重合，好比燃烧爆炸的三要素燃料、空气、点火，好的燃料好比技术、空气的温度好比市场的热度，点火源则来自政府的政策。 竞争进入白热化，行业处于阵痛期。内卷式竞争造成恶性循环，创新式竞争才能打造精品，实现汽车强国。 新能源和燃油车形成零和博奔，3-4年内市场格局就发生颠覆性变化，需要战略前瞻，创新引领，厚积薄发 发展路径：动力电动化、整车智能化、能源低碳化 新能源汽车革命路线图：上中下三场变革动力电动化、整车智能化、能源低碳化 1.动力电动化：新能源汽车1.0一一电动汽车时代：电动化爆发、智能化培育、低碳化起步 2010年：确立“纯电驱动”战略，私人购买新能源汽车补贴试点展开，市场化启动。2018年销量超过100万辆2021年电动化爆发：乘用车磷酸铁锂电池系统突破，纯电动和插电混动厚积薄发，年销量达到352万辆， 2.整车智能化：新能源汽车2.0一一智能化电动汽车时代：智能化爆发、电动化优化、低碳化加速 3.能源低碳化：新能源汽车3.0一一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 2020年：习主席提出“双碳战略”，新能源汽车能源载体开始以绿电，绿氢为发展目标2025年：电力全面市场化开始、风电光伏自发自用开始成为主要场景、全国车网互动城市级示范开始实施2030年低碳化爆发：非化石能源发电量超过50%、全车身钙钛矿薄膜和全固态动力电池规模量产、车网互动开始普及2035年：预计绿电成为充电主体电源，短时储能领域车网互动储能超过固定式电池储能，电动汽车保有量2~3亿辆 如何深化？1.动力电动化技术变革已经进入高潮、 新能源汽车革命路线图：上中下三场变革动力电动化、整车智能化、能源低碳化 1.动力电动化：新能源汽车1.0一电动汽车时代：电动化爆发、智能化培育、低碳化起步 2010年：确立“纯电驱动”战略，私人购买新能源汽车补贴试点展开，市场化启动。2018年销量超过100万辆2021年电动化爆发：乘用车磷酸铁锂电池系统突破，纯电动和插电混动厚积薄发，年销量达到352万辆， 全固态电池关键科学技术难题 全固态电池全行业产学研协同创新 2024年1月21日，多名院士专家，多家领军企业、知名高校、研究机构，以及多个地方政府联合发起建立了中国全固态电池产学研协同创新平台（CASIP） 中国全固态电池产学研协同创新平台成立大会CHINA ALL-SOLID-STATE BATTERY COLLABORATIVEINNOVATION PLATFORMFOUNDING CONFERENCE 轿车用全固态电池技术路线研判 全固态电池的主体电解质全固态电池逐渐聚焦到硫化物技术路线，投入持续增加 轿车用全固态电池技术路线研判 硫化物固态电解质：众多企业布局研发，已经建立了小批量供应能力，需要重点攻克大规模生产工艺 轿车用全固态电池技术路线研判 ■全固态电池正负极材料：2030年前重点突破500以内电池，三元正极不变主要变负极；2030年后变正极 轿车用全固态电池技术路线研判 口全固态电池的负极材料：石墨低硅，高硅硅碳锂金属三类，2030年前硅碳是重点 日本NEDOSOLiD-Next项目目标（2023-2027）采用高镍三元元石墨负极体系，重量能量密度200~300瓦时/公斤 轿车用全固态电池技术路线研判 全固态电池的负极材料：石墨/低硅、高硅硅碳、锂金属三类，2030年前硅碳是重点 轿车用全固态电池技术路线研判 轿车用全固态电池技术路线研判 硫化物复合电解质的乘用车全固态电池量产时间预测 12025~2027：石墨/低硅负极硫化物全固态电池：以200~300Wh/kg为自标，攻克硫化物复合电解质，打通全固态电池技术链，三元正极和石墨/低硅负极基本不变，面向长寿命大倍率应用； ■2027~2030：高硅负极硫化物全固态电池：以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重点攻关高容量低膨胀长循环硅碳负极，优化高镍三元复合止极和硫化物复合电解质，面向下一代乘用车电池应用12030~2035：锂负极硫化物全固态电池：以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，重点攻关锂负极无锂负极，采用先进的硫化物复合电解质、高电压高比容量正极（超高镍、富锂、硫等） 2.2025年是整车智能化技术爆发元年，并将持续5年 新能源汽车革命路线图：上中下三场变革动力电动化、整车智能化、能源低碳化 2.整车智能化：新能源汽车2.0一一智能化电动汽车时代：智能化爆发、电动化优化、低碳化加速 2015年：特斯拉推出了半自动驾驶系统Autopilot，Autopilot是第一个投入商用的自动驾驶技术；2025年智能化爆发：deepseek引爆政府和民间大模型热潮，高阶智能辅助驾驶技术厚积薄发，开启智驾普及时代2030年：预计基于先进的端到端大模型的L4级全自动驾驶乘用车在中高级乘用车规模商业化 智能革命与能源革命结合引发前所未有大变局 人工智能革命引发新能源汽车全域智能化爆发：智能座舱、智能底盘、智能驾驶、智能电池；产品研发、制造、使用、回收全生命周期智能化。 新能源汽车智驾系统：全民智驾不是全民自动驾驶 >自前的全民智驾主要是L2+智能导航辅助驾驶（NOA），公路NOA已经从能用到好用，城市NOA已经实用。多模态大模型作为端到端算法的基座模型可以赋能高阶自动驾驶技术，但还要解决天模型的安全可靠性问题>L3自动驾驶需要尽快解决相关法律法规问题，L4级自动驾驶需要积累经验循序渐进，暂时不宜提全民自动驾驶 智驾系统技术发展路径 1.BEV+Transformer：通过鸟瞰视图（BEV）感知融合从数据特征级的后融合阶段推进至信号级的前融合阶段，能够提供更全面更准确的环境感知能力，自前的城市NOA配备； 2.基于大模型的端到端：从基十规则的模块式架松（感知-规划-控制）到基于大模型“输入输出式”端到端；从两段式端到端（感知端到端+规控端到端）到一段式端到端（两者合一）； 3.端到端+VLM：增加语义推理能力，形成视觉与语言两种模态双通道深度学习架松，利用语言模型知识库（如交通规则）辅助决策 4.Vision-Language-Action闭环：VLM基础上将执行加进来构成视觉感知-语言理解与生成-动作决策与控制一体化闭环智能体 新能源汽车智能底盘：智能底盘与智能驾驶的融合发展 新能源汽车核心部件：基于大模型的电池全生命周期智能化 新能源汽车核心部件：智能电池与智能调控 基于人工智能解决复杂电池控制问题。如热失控、锂枝晶、超级充电的全生命周期寿命与安全边界调控 1.多下游任务支持 3.智能电池应用与电池调控 2.迁移学习、云端协同的参数更新 4.电池大模型本地协同 探索模型的更多预测潜力，支撑多传感融合监测及SOX全方面估计的数据驱动算法实机应用。 结合无线BMS的全生命周期监测及端云协同能力，利用迁移学习、端云协同计算，实现在线参数更新。 利用分布式AI技术，本地部署与大模型协同的小型网络，推动大模型应用。 基于更高精度的电池状态估计结果，结合传统算法相互验证，实现复杂电池调控，从单向监测到双向控制。 新能源汽车基础材料：基于AI的能源材料研发 人工智能革新电池材料研发：自动化实验室一表征一分析一重构一建模一设计一→制备与验证 新能源汽车开发平台：基于大模型的研发支撑系统 3.智能电动汽车是往智能产业发展还是融入新能源产业体系？ 新能源汽车革命路线图：上中下三场变革动力电动化、整车智能化、能源低碳化 3.能源低碳化：新能源汽车3.0一一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 2020年：习主席提出“双碳战略”，新能源汽车能源载体开始以绿电，绿氢为发展目标2025年：电力全面市场化开始、风电光伏自发自用开始成为主要场景、全国车网互动城市级示范开始实施2030年低碳化爆发：非化石能源发电量超过50%、：全车身钙钛矿薄膜和全固态动力电池规模量产、车网互动开始普及2035年：预计绿电成为充电主体电源，短时储能领域车网互动储能超过固定式电池储能，电动汽车保有量2~3亿辆 迎接2030中国新能源革命爆发期 2030年全固态锂电池、固态氧化物燃料电池、钙钛矿光伏电池均将实现大规模产业化2030年风电光伏装机超过30亿干瓦，发电量保守估计超过4万亿千瓦时左右，非化石能源发电量50%-60%；2030新能源汽车保有量预计达到1.5亿辆左右，市场占有率70%左右。电池产量30亿千瓦时左右。 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）：四、发展能源互联网技术；五、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）三、光-储-氢-热一体化（工业）四、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：融合发展） 氢能与绿氢储能（长周期储能，如火电厂燃煤替代）储能与电池储能（中周期储能，如电化学储能电站三、智能与智慧储能（短周期储能，如车网互动式储能 钙钛矿光伏薄膜电池引发车载发电技术变革 钙钛矿光伏薄膜电池正在引发太阳能电池新一轮技术变革，预计2030年左右实现产业化 1.钙钛矿材料吸收太阳光，将光子能量转化为电子-空穴对。2.电子和空穴在内建电场或载流子浓度梯度作用下被分离。3.电子和空穴分别迁移到电极，通过回路形成电流。 钙钛矿光伏薄膜电池引发车载发电技术变革 钙钛矿原材料纯度要求低且易得；钙钛矿组件成本约0.5元/瓦，仅为晶硅极限成本的50%；产能投资约为晶硅投资金额的50%；单瓦能耗仅占晶硅的1/10； 可制成半透明电池、柔性电池，覆盖整个车身，发电面积比现有晶硅电池提升5倍，发电功率增加到1-1.5干瓦，名每年可以自发电提供1万公里左右里程。 钙钛矿电池技术挑战与对策 制约钙钛矿电池寿命的原因包括（1）光不稳定性；（2）应力和缺陷；（3）热不稳定性；（4）离子迁移改善策略主要包括（1）结晶动力学调控：（2）添加剂及界面工程；（3）改善应力；;（4）先进封装技术 车网互动引发车载储能技术变革：从电网充电角度看 车网互动成为城市已有配电网在不断增加的风电光伏比例下解决充电容量的关键路径 电动汽车保有量大幅上升必然倒逼充电行为从无序充电到有序充电再到双向充电车网互动 电动车停止运行时通过双向充电桩与电网联接，通过能源互联网调控，可以实现低谷充电高峰放电 车网互动引发车载储能技术变革：从户用储能角度看 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 利用电动汽车电池与电网双向充放电的车网互动式储能提供了成本低安全性高的电化学分布式储能新途径今年的政府工作报告提出培育绿色建筑、绿色能源、绿色交通等新增长点，房-车-网系统是最好的结合点 固定式储能电站 分布式电动汽车储能 双向充电桩与车的比例将大于1，全国电网25-50%的装机规模2030年1亿辆EV，全国一天用电量的30% XXXX 出行高峰阶段，也有超过65%的车辆具备互动能力大范围聚合，全天候的广泛时间参与度 辆车可在不同地域与桩网互动，最大化支撑和收益价格激励设置和聚合算法形成区域最优协调 低 固定设备：无PCS、集装箱、储能管理系统等，大幅降低度电成本：三分之一以下可控 相同的电芯失效率下，储能电站事故率远高于电动汽车消防与灭火难度低 车网互动引发车载储能技术变革：从电动汽车角度看 车网互动将使电动汽车充电免