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1、一、背景综述（一）研究目的、依据为积极应对能源和环境的双重挑战，发展低碳经济、推进节能减排、建设能源节约型、环境友好型社会，突破新能源汽车的核心关键技术，打造具有国际竞争力的产品自主品牌，加快新能源汽车的产业化，构建完整的产业链，形成高新区新能源汽车产业的规模效应和集群效应，推进新兴支柱产业的发展和壮大，实现未来经济的高速和可持续发展，根据国家汽车产业调整和振兴规划（国发20095号）、长春市人民政府关于支持战略性新兴产业发展的若干意见（长府发20101号）、长春高新区新一轮发展战略规划（2009年8月）精神，结合长春市及高新区实际，开展“长春高新区新能源汽车产业链”专项研究。（二）任务和目标
2、着眼长春市高新区“十二五”发展，透过对高新区主导产业核心产业链发展的研究分析，探索高新区主导产业未来发展的新机遇和着力点，并确定高新区新能源汽车产业发展的路线图，提出具有战略性、前瞻性和可操作性的对策措施。任务包括以下六个方面：收集、调研、分析国内外及吉林省、长春市和高新区新能源汽车产业，掌握产业发展现状及趋势，明确新能源汽车产业发展方向及重点突破环节；研究新能源汽车产业链，分析价值链、供需链及产业关联度，提炼新能源汽车核心价值产业；解读国家及省市政府的新能源汽车产业政策，预测消费市场需求，分析高新区产业基础，确定高新区新能源汽车产业发展机遇；制订高新区新能源汽车产业、产品、技术及产业集群的发
3、展路径和发展目标；提出高新区新能源汽车产业发展战略的总体思路、重点任务、保障措施及政策建议。（三）研究范围研究对象为新能源汽车产业链，包括整车、核心关键零部件（动力电池及管理系统、驱动电机及控制系统、自动变速器、电控系统等关键部件）、专用材料及充电站等配套基础设施。涉及国内外及长春市和高新区的产业发展现状及趋势、国家及省市政府的政策、新能源汽车市场需求、高新区产业基础优势及面临的问题。（四）研究思路及方法1、研究思路，主要包括以下三个方面：（1）宏观与微观。从宏观上，分析不同层次和类型的新能源汽车产业在其产业链中的地位和作用，探讨重点发展方向和需要突破的环节，研究如何建设完整产业链；在微观领域
4、，不仅探究产业、产品、技术、产业集群之间的关系，而且制订了详细的工作任务和保障措施，建设产业链。（2）横向比较与纵向梳理。横向比较不同区域、相同产业的企业基础和规模、技术研发实力和水平、产品应用情况、未来投资规划及产业化能力等，纵向梳理新能源汽车产业的发展历程及未来趋势。（3）整体与局部。分别从世界和国家的整体层面和高新区的局部层面，阐述新能源汽车的产业、产品、技术及产业集群状况。2、研究方法，主要包括以下三个方面：（1）文献研究。通过文献、资料、网络收集新能源汽车产业链的相关的信息并对其进行梳理和研究，掌握国内外发展现状及趋势。（2）调查访谈。通过国内重点企业及长春市和高新区相关企业进行现场
5、调研、对行业著名人士及相关调查对象的访谈和交流，探讨我国新能源汽车产业存在的问题和可能突破的环节。（3）比较研究。探究核心关键技术领先国家的产业发展的先进经验，对比分析我国产业进程，提出产业跨越式发展战略及实施方案。（五）研究特色及创新本规划提出了新能源汽车产业发展市场“需求推动”与“政策拉动”的双向动力模型，并利用该模型推导验证了未来市场的主流产品与政策体系的一致性。提出了长春高新开发区“12345”新能源汽车产业发展目标和通过4个优势（即产业优势、产品优势、技术优势、环境优势）实现产业目标的途径；提出了环境引领产业链集聚、整车带动零部件发展，技术支撑产业优势，品牌抢占市场份额、规模建立产业
6、地位的战略思想。通过大量调研工作，获得了国内外新能源汽车产业链上核心产品、关键技术和重点企业情况的第一手资料，这部分资料不但详实、准确，还具有很高的实用性，为未来高新区的技术定位、企业引进和竞争分析提供了重要的依据。二、新能源汽车产业链（一）新能源汽车定义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、二甲醚）汽车等。燃料电池车(FCV)是未来新能源汽车的主要发展方向之一，但燃料电池相关技术尚未成熟，需要长时间的发展才能进入商业化阶段。所以本报告主要针对混合动力汽车与纯电动汽车进行研究。表2-1新能源汽车动
7、力系统类型与驱动方式动力系统类型驱动方式工作原理发展现状混合动力车（HEV）内燃机+电机驱动（普通HEV）无外接电源，电机在汽车起动、加速、上坡时辅助内燃机工作；制动时回收能量。具备商业化条件，是当前国外发展的主流新能源车型。内燃机+电机驱动（插电式混合动力PHEV）外接电源为电池充电，电池电量充足时单独驱动汽车行驶，然后起动内燃机进入HEV工作模式。纯电动车(EV)电机驱动依赖自身携带的储能电池为动力来源，储能电池依靠外接电源充电。目前在大型客车和小型乘用车有产品应用，代表了新能源汽车未来的主流发展方向。增程式电动车电机驱动小型内燃机发电电池先由市电充电供行驶，电量不足时由车上的小型内燃机在
8、最佳工况下带动发电机给电池充电。国际刚刚兴起，有希望成为混合动力汽车向纯电动汽车过渡的主流车型燃料电池车（FCV）电机驱动依靠自身携带的氢、甲醇、天然气等燃料，通过电极反应发电，驱动车辆行驶。技术不成熟，成本高，是未来新能源汽车技术的代表。（二）新能源汽车产业链分析1、新能源汽车产业链概述传统汽车产业链包括四个方面：第一是产品的技术，主要是指产品的工程开发；第二是零部件的采购；第三是汽车制造厂商；第四是销售和服务。有资料表明，汽车业带动100多个相关产业的发展。传统汽车产业链上游涉及钢铁、机械、橡胶、石化、电子、纺织等行业；下游涉及保险、金融、销售、维修、加油站、餐饮、旅馆等行业；中游为整车及
9、其零部件。新能源汽车在传统汽车产业链基础上进行延伸，增加了电池、电机、电控系统、专用自动变速器等部件。电池、电机、变速器和电控系统是新能源汽车产业链中最关键、最核心的环节。在新能源汽车新增部件中，电池系统所占比例最高，占新增成本的绝大部分。在纯电动车的成本构成中，动力电池高达60%。图2-1 新能源汽车产业链新能源汽车产业价值链将围绕最为核心的电池、电机、变速器展开，并逐步延伸至电控系统、整车（乘用车、商用车）以及上游资源（锂、稀土）领域。如图2-1所示，新能源汽车产业链的上、中、下游分别为：上游：电机及电池的原材料行业。包含电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解液等，电机的稀土、硅钢材料等。中
10、游：新能源汽车整车产品及其主要部件（动力电池及其管理系统，电机及其控制系统，变速器、电控系统等）下游：充电站、充电站配套设施，新能源汽车的销售，整车或租赁服务等。2、新能源汽车产业链的中游（1）整车。新能源汽车的整车分为乘用车和商用车两大类，一般由发动机、电机、电池、变速器、底盘、汽车电子等一系列零部件产品和系统总成构成，为了降低整车单独设计的工作量和成本，目前国内新能源整车产品还主要来自于对传统汽车的改装。在新能源汽车四大关键技术中,电控技术大部分是由整车生产企业负责。（2）电池。电池是新能源汽车产业链中最关键的环节之一，目前动力电池主要有铅酸蓄电池、镍氢动力电池以及锂离子动力电池三类。铅酸
11、电池虽然是目前应用最广泛、技术最成熟、唯一大批量生产和应用的动力电池，但其能量密度低、使用寿命短、充电时间长、污染环境等缺点决定了它不可能大规模用作新能源汽车动力电池，其使用范围目前主要局限于动力性能要求较低的叉车、电动自行车及少部分电动客车等。镍氢电池目前技术上已经比较成熟，也是当前混合动力车的普遍配置，但这类电池自放电率高、低温性能差、能量密度和使用寿命也不尽人意，且技术提升的空间有限，所以目前已无法满足插电式混合动力以及纯电动汽车的电池动力需求。锂电池将成为未来5年动力电池的主流产品，主要原因如下：锂离子电池具有重量轻、比能量和比功率高、体积小、循环寿命长、无记忆性、自放电率低、温度适用
12、范围广等诸多优点，更符合未来新能源汽车发展的要求，而且锂电池拥有较大的技术提升和成本下降空间，因此从中长期来看，在动力电池市场，锂电池将逐步实现对镍氢电池的取代，如图2-2所示。图2-2 1996-2012年镍氢、锂电市场占比情况下表为市场上三种主流动力电池的性能对比。表2-2 常用动力电池性能对比电池类型重量比能量/Wh/kg体积比能量/Wh/L比功率W/kg循环寿命/次每月自放电率有害物质铅酸电池30-4560-90150400300-5004-5%铅镍氢电池60-80150-200160230500-100030-35%/锂离子电池110-190250-500400-13001000-2
13、0005%/（3）电机。在未来新能源汽车的发展中，电机作为其动力转化装置，将逐步取代传统内燃机，成为新型汽车的心脏。车用驱动电机主要可以分为：直流电机、开关磁阻电机、交流异步电机和永磁同步电机四种。直流电机因为其可靠性和效率等问题，不适合作为驱动电机使用，目前只应用于一些性能要求较低的场合，与铅酸电池配合使用。相比交流电机，开关磁阻电机的控制相对简单，所以一直有厂商试图在新能源汽车上使用开关磁阻电机，但因其转矩脉动大等缺点，这种电机目前的应用也比较少。交流异步电机和永磁同步电机是当今新能源汽车的主流驱动电机，在乘用车领域永磁同步电机以其功率密度高、效率高的特点，已经基本占领了国内外市场。在商用
14、车领域，考虑到商用车空间相对较大，交流异步电机可靠性比较高，仍有大量厂商采用交流异步电机的技术路线，所以目前的商用车产品仍为交流异步电机与永磁同步电机共存的局面。（4）变速器。变速器作为新能源汽车传动系统的重要部件，其档位和传动比的变化直接影响车辆的动力性、经济性、舒适性和排放性能。目前，国外汽车工业发达国家新能源汽车所采用的变速机构可分为以下几种类型：行星齿轮机构、传统的机械手动/自动变速器（AMT/MT）、液力机械自动变速器（AT）、无级自动变速器（CVT）、双离合器自动变速器（DCT）。从国外市场情况来看，成熟的混合动力轿车产品的动力传动系统较多采用行星变速机构与电动机构成的无级变速或采
15、用机械式无级自动变速器CVT。预计这两种自动变速机构将继续在混合动力轿车上占有相当的比重；同时，DCT以其结构紧凑、传动效率高、省油等特点将在混合动力轿车领域有很好的应用前景。在国外混合动力卡车和客车领域，AT和AMT各占有一席之地。AMT与AT相比具有传动效率高、省油和价格便宜等优点，虽然换挡平顺性不如AT，但在对燃油经济性要求较高的混合动力客车和卡车上采用AMT是较为理想的选择。此外，小型纯电动汽车通常采用两挡或三挡变速器，通过电机反转实现车辆倒退，不设倒档机构。3、新能源汽车产业链的上游（1）锂离子电池材料。锂离子电池主要包含四部分：正极材料、负极材料、电解液、隔膜及超薄铜箔和铝箔等辅助材料。其中正极材料、电解液和隔膜是最核心的三种材料，直接决定电池安全性能、容量，占锂离子动力电池成本的70%以上。在锂电池成本构成中，正极材料约占33%，隔膜约占25%，电解液约占15%，负级材料约占10%。图2-3 锂电池各部分成本占比正极材料。正极材料市场容量大，附加值高，毛利率为15%70%以上。目前常用锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料（镍钴锰酸锂）以及磷酸铁锂。负极材料。负极材料主要以石墨、石墨化纤材
