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新能源汽车概述

1.新能源汽车概述

新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源(或采用常规车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器)汽车等。具体区别如下:

表1不同新能源汽车的区别

新能源汽车是在传统汽车产业链基础上进行延伸,结构上与传统汽车的最大区别在于动力系统,增加了电池、电机、电控系统等组件。

图1新能源汽车与传统汽车的区别

2.新能源汽车产业链

3.新能源汽车发展状况

在厂商、政府的推动及消费需求驱动下,电动汽车近年来发展迅速。以纯电动车(EV)为例,根据EVI的统计,2011年全球电动车销量约45,000辆,到2012年这一数字翻了一番有余,达到约113,000辆。

美国、日本和欧洲是电动车的主要市场。中国也正在成长为电动车市场重要的的一极,一方面,政府和厂商在积极推动电动车的研发和普及,2012年,中国投入在电动车领域的研究费用居全球首位(按EVI统计);另一方面,中国消费者也较易接受电动车(早在2009年,中国市场就有超过2000万辆的电动自行车保有量,许多中国消费者逐渐适应了可充电式的交通工具)。

当前制约电动车进一步发展的关键在于高昂的电池成本,目前电池成本的估算范围大约为高容量储能时的400美元到700美元每千瓦时。特斯拉Model S顶配为85kWh,电池占了整车成本的一半左右。因此,电动车的普及有赖于电池技术的发展和成本的降低。受益于全球主要

国家对电动车的研发投入不断增加(尤其是2008年以来),电池成本逐年下降,2012年的电池成本已经降至2008年的一半不到,延续这样的趋势,电池成本有望降至300美元每千瓦时左右,这将使电动车实现与内燃机车一样的盈亏平衡成本。

图22012年全球电动汽车保有量分布

4.我国新能源汽车市场

3.1发展背景

中国经济高速发展使得国内汽车保有量快速上升。一方面使得我们成为全球石油进口大国,另一方面,我国部分地区PM2.5污染严重。发展新能源汽车在一定程度上可以减少对进口石油的依赖,同时减少PM2.5污染源的来源。从另一方面考虑,我国在西部拥有丰富的煤炭资源,电力输送相对容易,也有利于电动汽车的发展。

3.2政策支持

新能源(光伏、风电、新能源汽车等)是一个不能依靠自身盈利的行业,必须依赖于政府的补贴。新能源汽车行业与光伏行业一样,均是由政府主导的产业,高层的态度影响着相关政策的出台,从而影响着行业的发展。2014年1月12号副总理马凯视察锂电池产业链,随后李克强总理视察比亚迪,考察电动车情况;然后北京市政府出台新能源汽车地方补贴政策,这是行业发展进入快速通道的开端,政府对待新能源汽车的积极态度十分明显。

我国新能源汽车研发起步于“八五”时期,电动汽车被列入国家科技攻关计划。

“九五”时期,电动汽车被正式列为国家重大科技产业工程项目。

“十五”时期,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,启动了863计划电动汽车重大科技专项,确立了“三纵三横”(三纵:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;三横:电池、电机、电控)的研发布局,取得了一系列电动汽车技术创新成果。

“十一五”期间,我国组织实施了863计划节能与新能源汽车重大项目,聚焦动力系统技术平台和关键零部件研发。新能源汽车的研发和产业化持续推进,新能源汽车研发、示范布局逐步形成。在关键零部件、整车集成技术以及技术标准、测试技术、示范运行等方面都取得重大进展,初步建立了电动汽车技术体系。

在此期间,我国新能源汽车政策密集出台,对于新能源汽车范畴、财政补助、推广试点区域等进行了明确的定义及规划,为新能源汽车的发展奠定了坚实的基础。

在相关政策的支撑及催生之下,2008年,比亚迪率先推出了第一款量产混合动力汽车F3DM,各大国内厂商随之推出纯电动和混合动力汽车:吉利EK-1纯电动汽车、一汽奔腾B50PHEV混合动力汽车、奇瑞A3ISG混合动力汽车等。随着国产品牌的量产,我国新能源汽车市场逐步升温。

3.2.1新能源汽车推广应用城市名单

2013-2014年,财政部、科技部、工信部、发改委公布前两批新能源汽车推广应用城市名单,涉及40个城市、区域。在40个城市、区域中,以经济发达低于居多,亦包含城市群形式联合

申报的二三线城市,标志着各个地区对于新能源汽车推广具较高积极性,我国新能源汽车产业进入实质性发展阶段。

3.2.2补贴政策

过去几年国内新能源汽车销量一直低于预期,除了对新能源汽车认识存在误区外,价格昂贵也是制约汽车销售的重要因素之一。

海外知名品牌电动车的推出,以及比亚迪e6在深圳单车30万公里运行的案例将逐步消除市场对新能源汽车的误解。上一轮国家补贴政策中地方保护现象严重,从而限制了部分区域新能源汽车的推广,新一轮补贴在一定程度上削弱了地方保护,同时对试点城市等细节均做出了要求,有利于车企的推广。

3.3我国新能源汽车市场发展情况

随着我国新能源汽车进入实质性发展阶段,我国新能源汽车呈现产销两旺的格局。2010-2013我国新能源汽车产量复合增速51.78%,销量复合增速55.01%。2013年,我国新能源汽车产销量分别达1.75、1.76万辆。

从车型结构来看,2012年国内合计销售新能源汽车12791辆,其中纯电动汽车11375辆,插电式式混合动力汽车1416辆,。2013年,新能源汽车以纯电动汽车为主,2012-2013年该车型销量占比88.93%、82.78%,混动车型占比11.07%、17.22%。受单价较高和政府没出台相关

补贴政策的影响,混合动力汽车在国内销量较差,这与国外有明显不同。受环保压力,政府更有动力推行纯电动公交车

图313年中国不同新能源车型销量占比

截至2013年底,我国新能源汽车产销量累计约5.6万辆。根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,规划到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆;到2020年,累计产销量超过500万辆。以此,我国新能源汽车产业在未来数年将迎来快速增长阶段。“十三五”期间市场容量约450万辆。根据目前各地的规划,北京、深圳

两地计划2013-2015年分别推广新能源汽车3.5万辆;按照广州、上海分别推广1万辆,其余城市和地区未来两年推广5000量计算,未来两年国内将推广新能源汽车21万辆,每年需推广10.5万辆新能源汽车,而2012年我国新能源汽车销量仅为17624辆,如果要完成要求,则未来两年内国内新能源汽车销售将出现大幅增长,对锂电池材料、电池企业以及配套企业带动明显。

截至2月9号凌晨,北京市申请新能源汽车人数已达到1701人,超过初步测算的指标量1666人,而据媒体报道2013年北京新能源汽车销量仅为99辆,由此可以看出新能源汽车增长迅速,随着tesla、宝马i3的销售,2014年将迎来新能源汽车放量的第一年。

就产品来看,而2012年国内合计销售新能源汽车12791辆,其中纯电动汽车11375辆,插电式式混合动力汽车1416辆,受单价较高和政府没出台相关补贴政策的影响,混合动力汽车在国内销量较差,这与国外有明显不同。受环保压力,政府更有动力推行纯电动公交车。

3.4产业现状

截止目前,工信部已公布53批《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》,其中涉及生产厂商114家,其中混动汽车公司45家,纯电动汽车公司106家。

目前主要的纯电动车厂商包括:江淮、北汽福田、比亚迪、众泰、奇瑞、一汽海马、北汽、长安;混合动力汽车厂商包括:比亚迪、东风、广汽丰田、华晨、奇瑞、上汽股份、上汽通用、一汽丰田、吉利、长安。

电池、电机、电控为新能源汽车三大重要技术,目前上汽、广汽等具备整车控制、电机控制等开发能力。部分企业(奇瑞、华晨)与供货商合作进行控制系统等部分的开发。

从份额角度来看,一汽丰田、广汽丰田占据主要的混合动力汽车市场。合资企业产量较高,自主企业产量较低。两类企业混动汽车技术水准存在一定程度的差异,目前国内尚不能自制轻度混动汽车的关键零部件,对于全混动汽车的技术亦尚未掌握。

奇瑞、江淮占据主要的纯电动汽车市场。大部分纯动汽车厂商产量较低,映射出目前大部分厂商纯电动汽车技术水准较低,不达市场需求,尚处应用示范阶段。

5.新能源汽车成本

4.1整车成本

电机、电池和电控系统作为整个新能源汽车产业链当中最核心的部分,占据了整个新能源汽车的大部分成本。其中,电力驱动系统(包括动力电池和电机)的占比是最高的,举插电式

混合动力汽车(PHEV)为例,电池电机及相关组件成本约为燃油系统的两倍,而在纯电动汽车(EV)的成本构成中,电力驱动系统成本占比会超过整车的一半。

根据美国国家可再生能源实验室NREL在2008年的统计数据,在PHEV20(即充一次电可跑20公里)中,电池成本占39%,而在PHEV40中,电池成本达到了汽车成本的51%,都远超发动机的成本。

一款普通的家用轿车的成本占售价的70%左右,其中,零件加工成本大概占售价的10%,装饰件占16-18%,缸体等锻造类大概占13-15%,电器及轮胎等非正常工艺加工出来的零件占30%,加工折旧等占3%左右。

4.2电池

锂电池是现今公认最安全、产业化后成本最有可能为消费者接受的汽车动力电池。目前各大电池生产厂商都在加大对锂电池的投资,以期解决技术瓶颈,降低成本,增加性价比,从而在新能源汽车动力问题上占据制高点。

镍氢电池是20世纪90年代发展起来的一种新型电池,它的正极活性物质主要由镍制成,负极活性物质则由氢合金支撑,属碱性电池。目前商业化的镍氢电池功率可以达到1350W/kg。国内镍氢电池业以小型消费类镍氢电池产品为主,HEV用电池则主要由日本企业生产,供给日本汽车制造商。

4.3电机

电动汽车最早采用直流电机系统,该电机具有控制简单等优势,但质量较高,且需要定期

维护。目前新能源汽车主要采用交流电机(高端车型,如Tesla),主要包括:交流异步电机、永磁电机和开关磁阻电机。其中异步电机主要用在纯电动汽车,永磁同步电机主要用在混动汽车,开关磁阻电机主要用在客车中。而从经济性及性能考虑,由于永磁同步电机具高效、高功率密度的性能优势,因此目前混动轿车中基本采用永磁同步电机,且为新能源汽车的发展方向。

交流异步电机驱动系统方面,我国已经建立具备自主知识产权的系统开发平台,产品性能基本可以满足整车需求,大功率异步电机系统已广泛运用于各类电动客车。

开关磁阻电机方面,我国已形成优化设计、自主研发能力,部分公司已具备年产2000套产能,满足小批量配套需求。

永磁同步电机方面,我国已基本具备集成化设计能力,可应用于各类电动汽车,部分技术指标接近国外水平。

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