马建，工学博士，二级教授，车辆工程学科博士生导师。兼任中国汽车工程学会监事会监事长；七届、八届理事会副理事长；中国公路学会副会长、中国汽车工程学会货运装备分会理事长、陕西汽车工程学会理事长，陕西省汽车产业咨询委员会主任。全国道路运输与工程教学指导委员会主任、国家特色专业（交通运输）负责人、国家级教学团队负责人（车辆工程）、黄大年式国家级教师团队负责人。《中国公路学报》主编、《交通运输工程学报》编委。陕西省有突出贡献专家，五一劳动奖章获得者，享受国务院特殊津贴。

0 引言

随着经济建设进程的快速推进，国内汽车工业得到了迅猛的发展。2009年以来，中国持续稳居全球汽车产销第一大国，2017年汽车产销量分别达到2901.5万辆和2887.9万辆。与此同时，汽车保有量也呈逐年上升趋势，截至2017年底，中国汽车保有量已达21 700万辆，预计在2020年将突破25 000万辆大关，由此带来的一系列社会问题对国内未来汽车工业的发展提出了新的挑战。在未来技术进步及其对能源与环境关注的驱动下，汽车的生态模式将发生深刻转变，低碳化和可再生化将成为汽车工业发展的必然趋势，发展新能源汽车成为汽车产业结构调整和转型升级的重要手段。

新能源汽车作为中国战略性新兴产业之一，产业规模和技术水平发展迅速，从2015年产销量跃居全球首位开始，产销规模连续三年蝉联全球第一，截至2017年底，国内新能源汽车保有量已超160万辆，占全球新能源汽车保有总量的50%。总体来讲，我国新能源汽车发展形势良好，产销规模持续增长，技术水平不断进步。但是，在产业规模效益、关键技术水平、基础设施建设等方面与国外仍有差距。

本文从国内新能源汽车产业与技术发展现状出发，通过与国外技术前沿的对比，分析了目前国内新能源汽车发展存在的不足，并从多角度出发对国内新能源汽车产业与技术发展存在问题进行了深度剖析。在此基础上，为今后国内新能源汽车发展提出了相应对策，并就未来新能源汽车的发展路径给出了相关建议。

1 我国新能源汽车发展现状

1.1 新能源汽车产业发展现状

1.1.1整体产业概况

受国家政策的支持和引导，国内新能源汽车产业得到了快速发展。2015年产销量分别达到34.05万辆和33.11万辆，跃居成为新能源汽车产销第一大国，2016年和2017年继续保持领先优势。2017年产销量分别为79.4万辆和77.7万辆，产销量同比增长53.8%和53.3%，产销增速同比提高了2.1和0.3个百分点。同时，新能源汽车的市场占有率也呈逐年上升趋势，2017年新能源汽车市场占比约为2.7%，同比提高0.9个百分点。

图1 2011~2017年国内新能源汽车产销量

总体来讲，国内新能源汽车产业发展势头强劲，增速较快，市场占有率逐年上升，市场规模已初步形成。从车型分布来看，纯电动汽车是国内新能源汽车产业的主体。截至2017年，纯电动汽车销量占比达到84.2%，插电式混合动力汽车仍是目前国内新能源汽车市场的重要组成部分，燃料电池汽车尚处于起步阶段，仅有少数企业进行了样车开发与示范运行，后续产业化发展有待跟进。

图2 2011-2017年不同新能源汽车产销情况

1.1.2关键零部件产业现状

1）动力电池

2016年国内新能源汽车动力电池配套总量为28.14GW·h，同比2015年增长72%；2017年国内新能源汽车动力电池装机总量约为36.24GW·h，相比2016年的数据，同比增长约29.4%。

当前国内动力电池市场仍以锂离子电池为主，车用动力电池主要有磷酸铁锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池、多元复合电池、镍氢电池等。

图3 2017年国内各类动力电池装机情况

从配套企业来看，国产新能源汽车共有151家动力电池单体配套企业和2家燃料电池企业。近年来，国内动力电池产业发展势头迅猛，2017年宁德时代超越松下和比亚迪，跃居全球第一。

图4  2017年全球动力电池企业销量前十

2）电驱动系统

2017年，国内新能源汽车产销均超过70万辆，其中，新能源乘用车产销量占2/3，新能源商用车产销量占1/3，除个别乘用车车型外，绝大部分新能源汽车（含全部新能源商用车）均配套国内自主研发的驱动电机及控制器产品。

图5 2017年国内驱动电机装机情况

目前，国内驱动电机生产企业和电机控制器生产企业虽有200多家，但是市场相对比较集中。北汽新能源、比亚迪、江铃新能源、精进电动、联合电子等10家企业所占市场份额超过75%。

图6 2017年国内新能源乘用车电机销量前十

1.1.3充电设施产业现状

总体来看，国内充电基础设施的建设相对于新能源汽车的增速是持续滞后的, 充电接口与新能源汽车数量之比远低于1:1的要求。随着国内新能源汽车保有量的快速增长，中国也成为充电基础设施发展最快的国家，2017年全年月均新增公共类充电桩数约为6054个。

目前，中国已成为全球充电桩保有量最多的国家。截至2017年底，全国充电桩数量达到45万个，公共充电桩数量达到21万个，同比增长51%。其中，交流电桩8.6万个、直流电桩6.1万个、交直流一体桩6.6万个。国内各省充电桩分布如图7所示。

图7 国内充电基础设施建设分布情况

数据来源：充电联盟(截至2018年4月)

1.2新能源汽车技术发展现状

1.2.1整车技术

目前，国内纯电动乘用车技术接近国际先进水平，续驶里程、可靠性、安全性、动力性水平不断提高，经济性和综合效益水平持续优化，续驶里程突破400km，部分中高端产品达到国际一流水平，规模化商业推广的时机已经到来。

混合动力技术方面，掌握了插电式混合动力汽车多能源动力系统整车控制、高功率电机系统、串联式混合动力系统及AMT并联式混合动力系统，混合动力状态节油率最高可达40%，插电式混合动力公交综合节油率超过50%。

燃料电池汽车采用独具特色的“电-电混合”动力系统平台技术方案，具有“动力系统平台整车适配、电-电混合能源动力控制、车载高压储氢系统、工业副产氢气纯化利用”的技术特征，国内研发的燃料电池轿车最高车速可达150km·h^-1，百公里加速时间为14s，一次加氢续驶里程达到300km，百公里氢气消耗量为0.912kg。

纯电动与插电式混合动力汽车推广应用方面，分阶段制定了纯电动汽车、插电式混合动力汽车、关键零部件以及充电基础设施的发展路线与发展目标。

图8 纯电动和插电式混合动力总体技术路线图

资料来源：节能与新能源汽车技术路线图

燃料电池汽车推广应用方面，按照三个“五年计划”布局，分别从产业规模、整车性能、关键零部件技术及氢能基础设施建设四个方面制定了燃料电池汽车总体发展路线。

图9 燃料电池汽车总体技术路线图

资料来源：节能与新能源汽车技术路线图

1.2.2动力电池技术

“十三五”前，国内动力电池的发展历经锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元电池等阶段，已掌握电池材料、单体电池、电池系统、批量生产工艺等核心技术。技术水平与国际基本同步。

图10  “十三五”前动力电池单体国内外技术水平

“十三五”期间，国家大力发展高比能量的新一代锂离子动力电池，动力电池系统比能量取得突破性进展。目前，国内已量产使用的32131高能量密度圆柱磷酸铁锂电池单体能量密度达到170W·h·kg^-1；基于国产高镍正极材料NCM622的方壳单体能量密度超过200W·h·kg^-1，全部电池单体能量密度在230±20W·h·kg^-1。

同时，在动力电池系统集成技术和能力方面也取得较大进展和突破，三元方壳电池系统能量密度达到158W·h·kg^-1，基于新一代动力电池热失控防控技术的电池系统能量密度接近160W·h·kg^-1，单体能量密度为200W·h·kg^-1的电池成组效率可以达到77%，循环寿命超过3000次。

1.2.3电驱动系统技术

在驱动电机技术方面，利用中国稀土资源优势，形成了车用永磁电机技术特色。国内自主研发的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机已实现与整车产业化配套，系列化产品的功率范围覆盖了200kW以下新能源汽车驱动电机动力需求，关键技术指标方面，国内驱动电机的功率密度、效率等与国际水平基本相当。

电机控制器技术方面，基于汽车级封装绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块，采用电力电子集成技术，开发出多款峰值功率80kW、功率密度达到11~12kW·L^-1的集成控制器，控制效率达到98%以上；同时在碳化硅（SiC）与IGBT混合模块利用方面，开发出了峰值功率75kW、功率密度达到12kW·L^-1的集成控制器，电机控制器技术正在迅速追赶国外。

1.2.4车用燃料电池系统技术

通过“十五”、“十一五”期间的发展，低压燃料电池电堆动态寿命得到提升，单堆动态循环工况累计运行超过1500h，性能仅下降6.7%；乘用车燃料电池系统净输出功率提升到55kW，客车燃料电池系统输出额定功率为80kW、过载功率可达110kW，系统最高效率超过61%，最大功率密度超过0.7kW·kg^-1，最大体积比功率达1.0kW·L^-1。

目前，国内轿车用质子交换膜燃料电池性能水平与国外乘用车燃料电池技术还存在明显差距，正通过自主研发和寻找关键部件（如MEA、金属双极板、氢气回收泵、空压机等）国外供应商的方式来缩小与国外的差距。

综上所述，国内新能源汽车产业在整车、关键零部件、基础设施等方面都取得了长足的进步，规模不断壮大，发展势头迅猛，技术水平也在不断提升。但是，面对如此快速的发展形势，仍存在大而不强的潜在风险，核心关键技术与国外存在差距。因此，在新能源汽车快速发展的同时，应当密切关注其产业链、技术链与生态链的完善，其中，核心技术的突破是新能源汽车发展的重中之重。

2 国内外新能源汽车技术对比分析

2.1 纯电动汽车

2.1.1国外技术现状与发展趋势

纯电动汽车作为新能源汽车的主要类型之一，受到各国政府和企业的高度重视，发展速度较快，部分产品已进入产业化阶段。从国际发展趋势来看，纯电动汽车的发展主要聚焦于两个方向：一是整车的一体化开发；二是电动汽车核心零部件与关键技术的提升。

2.1.2国内外技术差距对比分析

目前，国内纯电动汽车自主品牌正在逐步缩小同国际一流企业产品的差距，同级别车型在整车性能方面已与国际一流水平接近，并逐步形成标准化生产的规模效应。

由于国内汽车工业基础相对薄弱，在整车及关键零部件批量化生产工艺、质量控制以及成本控制等方面与国外知名企业存在较大差距。此外，动力电池及其能量管理系统、电驱动系统及其控制、电动汽车附件、快速充电、动力电池回收利用等关键技术尚需进一步提升。

2.2 插电式混合动力汽车

2.2.1国外技术现状与发展趋势

国外各大车企先后制定了全系列车型插电化与混动化的发展战略，打造出一批具有国际竞争力的明星车型。从插电式混合动力汽车发展趋势来看，国外混合动力技术的发展主要集中在三个方面：一是混合动力技术路线的优化；二是混合动力系统关键零部件的优化与集成控制；三是混合动力系统节油率的提升。

2.2.2国内外技术差距对比分析

国内插电式混合动力汽车技术取得了较大进步，已进入产业化阶段，整车性能也在不断提升，已接近国际先进水平。但是，在插电式混合动力系统动力输出平顺性、节油效果、整车NVH以及产品可靠性与耐久性等方面尚需进一步提高。另外，在混合动力发动机、机电耦合装置、电驱动系统及混合动力系统集成等核心零部件及关键技术方面与国际先进水平存在一定差距。

2.3 燃料电池汽车

2.3.1国外技术现状与发展趋势

全球主要汽车企业基本完成了燃料电池汽车的性能研发阶段，车辆性能已达到传统汽车水平。其中，燃料电池乘用车的性能已接近用户接受水平，市场成熟度逐步得到了提升；燃料电池商用车的可靠性、经济性和便利性基本满足商业推广需求。

2.3.2国内外技术差距对比分析

国内燃料电池汽车经过多轮商业化示范运行与考核应用，已取得了良好的效果，整车性能逐步提升，部分性能指标接近国际先进水平。现阶段国内燃料电池汽车在部分性能上与国际水平基本同步，在燃料电池系统输出功率与低温启动性能等方面仍与发达国家相距甚远。此外，加氢基础设施的建设与氢燃料产业链的完善方面与国外相比，也存在一定差距。

2.4新能源汽车关键零部件

2.4.1国外技术现状与发展趋势

1）动力电池

从各国制定的未来动力电池发展路线看，主要以提高动力电池能量密度为主要目标。未来动力电池技术发展主要集中在高性能电池材料、高性能锂离子动力电池、高性能电池包、电池管理系统、电池热管理技术、电池标准体系、下一代锂离子动力电池、电池梯级利用回收技术、电池生产制造技术及装备等方面。

2）电驱动系统

目前，国际上电动汽车驱动电机仍以永磁电机和感应电机为主。由于永磁电机具有效率高、功率密度高、功率因数大等优点，越来越多的电动汽车趋向于采用永磁电机驱动系统，但仍然有不少车型采用感应电机。

从电机控制器来看，国际先进水平控制器的功率密度为12～16kW·L^-1。利用碳化硅（SiC）高温、高效和高频的特性来提升电机控制器功率密度和效率是未来电机控制器技术发展的主要趋势之一。

2.4.2国内外技术差距对比分析

1）动力电池

国内锂离子动力电池产业链初具规模、能量型动力电池单体技术指标达到国际先进水平，但锂离子电池的设计水平、锂离子电池生产设备、锂离子电池原材料技术水平、锂离子电池大规模生产控制能力、系统集成能力仍有超赶空间。另外，在电池包设计、电池系统热管理、高压电安全管理、电池管理系统的剩余电量估计算法、故障判断和预警等技术方面亟待提升。

2）电驱动系统

从电驱动系统性能看，国内电机基本性能与国际一流水平仍有差距。国内电机产品的峰值功率大多在2.8~3.0kW·kg^-1，连续比功率在1.2~1.6kW·kg^-1，电机最高转速可以达到12000r·min^-1，而国际主流汽车企业采用的驱动电机峰值比功率达到3.8kW·kg^-1，连续比功率可达2.4~2.8kW·kg^-1，最高转速达到14000~16000r·min^-1。此外，国内规模化生产的电机驱动控制器比功率为5~8kW·L^-1，仅为国际先进水平的50%。

通过对比国内外新能源汽车技术发展现状可知，国内纯电动与插电式混合动力汽车整车性能已接近国际先进水平，但是，在关键零部件与核心技术方面与国外存在差距。此外，燃料电池汽车技术的发展进程与技术水平远落后于国外，特别是在燃料电池系统关键零部件以及氢能基础设施的产业链完善等方面具有较大的提升空间。

3 我国新能源汽车发展的主要问题剖析

现阶段，国内新能源汽车产业已由政策驱动下的培育期逐步进入到市场驱动下的快速增长期。通过与国外新能源汽车发展现状的对比分析发现，我国新能源汽车的发展尚存在一些问题，可概括为六个方面的矛盾。分别为战略政策与具体实施的矛盾、核心技术与自主创新的矛盾、研发生产与工业四基的矛盾、产业体系与管理机制的矛盾、示范推广与基础配套的矛盾、产品销售与市场环境的矛盾。通过深度剖析国内新能源汽车产业与技术的矛盾症结，正视自身发展中存在的综合问题，打破僵局，消除顽疾，才能真正将新能源汽车打造成汽车强国的有力支柱。

图11 新能源汽车产业与技术发展主要问题

3.1 战略政策与具体实施的矛盾

近年来，国家已经颁布了“中国制造2025”以及“汽车产业中长期规划”等一系列战略政策，但在具体实施过程中，缺乏精准的新能源汽车产业发展战略对其进行精确指导，各企业责任意识、创新意识、人才意识参差不一；部分企业发展过程中追求短暂利益，骗取国家补贴；部分政府地方保护主义严重，出现多头管理乱象；部分企业未能有效执行相应标准；部分市场环境不透明；配套设施未能协同发展；群众消费不信任等具体实施障碍，严重迟滞了新能源汽车产业的健康有序发展。

3.2 核心技术与自主创新的矛盾

汽车是高新技术的载体，基础零部件是推动汽车技术创新的主力，国内新能源汽车产业在基础共性技术、核心关键技术、前瞻机密技术上与国外还存在较大差距，技术掌握不够深入；其次，产业自主创新能力不突出，核心知识产权受限于人，知识产权保护意识弱，未能很好的对成果进行保护；最后，人才队伍建设有待加强，尤其是研发和技术人才缺乏，难以适应产业快速变革。

3.3 研发生产与工业四基的矛盾

国内整车和零部件产业发展长期失衡，早期战略以发挥整车核心龙头带动作用为主，一定程度上忽视了对零部件产业的有效战略和举措，导致到现在为止，零部件产业发展仍然是制约汽车产业发展的核心问题，新能源汽车研发生产方面与工业四基（核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础）之间的发展不平衡。

3.4 产业体系与管理机制的矛盾

新能源汽车产业相比于传统汽车产业，更加扩大了汽车产业的边界，产业体系的不断完善与管理机制的不相适应带来了新的问题，其中包括相关企业的准入资格、产品认证标准、产品回收处理等方面；同时还存在多头管理现象，管理职能重合交叉，部门之间缺乏沟通，导致产业体系发展处处受限，不利于新能源汽车产业体系的完善壮大。

3.5 示范推广与基础配套的矛盾

中国新能源汽车产业目前发展的着力点集中于汽车的生产与销售方面，各地迅速布局新能源整车厂并且各地政府大力示范推广应用新能源汽车，而忽略了对充电设施的发展，使得基础设施配套未能与新能源汽车协同发展。

3.6 产品销售与市场环境的矛盾

在新能源汽车领域，地方保护导致的市场分割是困扰新能源汽车产业健康发展的一大顽疾。同时，由于新能源汽车产品应用率相对较低，产品性能的市场验证性不足，产品质量管理得不到保证，消费者对于新能源汽车的产品信任也影响了新能源汽车的销售。

4 我国新能源汽车发展对策建议

新能源汽车产业与技术在国内的发展已相对成熟，体量规模在全球也占有一定的优势，但在发展过程中即不可夜郎自大，又不能妄自菲薄。针对国内新能源汽车产业与技术发展存在的六个问题，提出切实可行并能有效解决问题所在的对策建议，对于国内新能源汽车产业与技术高标准、高要求、高效率、高质量的发展具有一定的指导意义。

图12 新能源汽车产业与技术发展对策建议

4.1 加强顶层设计、落实战略实施

顺势把握新一轮技术革命与产业升级的历史机遇，加强新能源汽车产业顶层设计，各参与主体应按照各自的责任合理分工、高效协作，共同推进政策方案的落地实施。

4.2 注重技术创新、保护自主体系

强化自主创新体系建设，加强自主研发项目、自主研发成果市场转化的财税等支持力度。通过加大引技引智、深化产学研合作等，强化产业基础技术、关键技术、核心技术的攻关，夯实产业基础。

4.3 建设人才队伍、夯实基础支撑

在国家政策的大力推动下，国内汽车产业规模处于世界领先，部分核心技术领域取得突破，甚至具备了竞争优势，进入了由大规模向高质量的发展阶段。在此基础上，需要大力建设人才队伍，持续夯实基础支撑，提升新能源汽车发展的质量和效益。

4.4 协同高效管理、培育产业生态

产学研政企合作能够发挥政府、企业和学校的各自优势，形成强大的研究、开发、生产一体化的先进系统并在运行过程中体现出综合优势，是推动新能源汽车科技进步与自主品牌创新的重要手段和必由途径。

4.5 完善配套体系、促进资源整合

积极引导新能源汽车行业共同构建生产责任延伸、基础配套协同体系，规范并维护新能源汽车产业链条健康发展。同时加强新能源汽车的推广应用，促进不同企业进行优势资源整合。

4.6 构建商业模式、提升消费认可

构建合理有效的商业模式是决定新能源汽车产业能否可持续发展的关键环节。同时，质量监督机构应加强产品认定，严把质量关，防范信任风险发生，社会应为新能源汽车创造绿色消费的氛围，宣传补贴政策、发布行业报告等。政府应助力积极培育新能源汽车产品市场需求，释放新能源汽车产品市场潜力，探索共享型商业模式。

5 对我国未来新能源汽车发展路径的思考

经过近几年政策的推动和产业的快速升级，中国在新能源汽车领域成绩显著，未来国内新能源汽车产业与技术发展主要从以下几个方面开展。

图13 新能源汽车产业与技术未来发展路径

5.1 新能源汽车产业布局

合理布局新能源汽车整车企业以及基础零部件配套企业，形成关键零部件的模块化供应基础，促进企业集群化，产业集聚化，打造知名品牌、培育龙头企业，积极推进新能源汽车产业链的合理布局。

5.2 纯电动汽车

纯电动汽车应着重发展一体化电动底盘，对悬架、转向、电动附件进行重新匹配，研制先进电机与电机控制器，生产高性能动力电池和电池管理系统，提升整车总体布置与性能集成优化技术，探索掌握电机先进设计技术，推动安全便捷、节能高效、高功率密度的充电基础设施的构建，重视350kW的大功率充电技术和关键设备开发，建立贯通原材料、生产装备、电池产业的电动汽车产业链。

5.3 插电式混合动力汽车

插电式混合动力汽车应着重发展混合动力发动机、机电耦合装置、电机系统、制动能量回收系统以及功率控制单元等关键部件，提升整车控制技术、混动集成技术、分布式驱动控制技术等，优化动力输出平顺性、节油效果、整车NVH等性能，不断降低混合工况油耗，提升续驶里程，推进电动汽车产品可靠性和耐久性。同时构建插电式混合动力汽车整车及关键零部件材料基础数据库、测试评价等共性平台，推动高性能插电式混合动力汽车动力总成产业化。

5.4 燃料电池汽车

燃料电池汽车应着重发展燃料电池电堆及关键材料、燃料电池系统及核心部件、燃料电池汽车及关键零部件，掌握高效氢气制备、纯化、储运和加氢等关键技术，掌握低成本长寿命电催化剂技术、聚合物电解质膜技术、低铂载量多孔电极与膜电极技术、高一致性电堆及系统集成技术，提高燃料电池功率，降低燃料电池系统成本，建立完备的燃料电池材料、部件、系统的制备与生产产业链。

6 结语

随着新能源汽车补贴政策的退坡、双积分政策的实施以及汽车进口关税的降低，我国新能源汽车的发展将面临更大的挑战，要在新一轮产业与技术变革中把握机遇还需重点关注以下问题：

1）积极应对补贴退坡政策。新能源汽车补贴退坡在短期内将造成企业利润的降低，但是，也为新能源汽车产业链的深化改革带来新机遇。从企业层面来讲，应加大技术研发力度，掌握关键核心技术，加快新能源汽车产业与技术的升级；从政策角度来讲，应当继续完善新能源汽车相关产业政策，加快市场模式的转变，激发市场竞争活力，促进优胜劣汰，让技术领先，产品优质的企业持续健康发展。

2）抓住汽车进口关税降低带来的发展机遇。关税的降低，将促进国内汽车产业结构调整和转型升级，为新能源汽车发展带来新的契机。车企应当顺势而起，以提质增效为目标，提高自主创新能力，提升我国汽车产业的国际竞争力。

3）注重企业规模与效益的同步发展。国内新能源汽车企业星罗棋布，企业规模效益普遍较低，缺乏核心竞争力，在新能源汽车发展热潮的推动下，产业规模急剧扩张，容易出现投资过热的现象。因此，企业在快速扩张的同时，应注重产品核心竞争力的提升，发展过程中应保证规模和效益并驾齐驱，从而打造出具有国际竞争力的知名品牌。

4）理性对待燃料电池汽车的发展。对燃料电池汽车的发展应有一个清醒的认识，国内燃料电池汽车的产业化、氢燃料电池关键技术的突破、氢燃料全产业链的完善尚需很长时间，另外，氢燃料电池汽车的安全性、可靠性有待提升。

5）着力于动力电池关键技术提升。作为新能源汽车产业重点环节，开发高比能量动力电池是提升电动汽车续驶里程的直接手段；此外，动力电池的回收利用也将成为未来新能源汽车产业发展的一个重要问题。后续应逐步建立全国性的动力电池回收网络、形成有效的回收模式，健全相应的市场规范。

6）加快服务平台的建设。新能源汽车及其基础设施服务平台建设严重滞后，相关配套设施及运营服务体系尚未完善，远程监控与故障维修快速响应系统的建设进程也需加快推进。