新能源汽车行业分析报告
新能源汽车行业分析报告
目录
第一章新能源汽车的相关概述........................................................................... (3)
第一节新能源汽车的发展背景............................................................................ .. (3)
第二节新能源汽车的分类与介绍............................................................................ . (4)
第三节新能源汽车的优缺点............................................................................ (6)
第四节新能源汽车的三大核心技术............................................................................ . (8)
第五节新能源汽车的的发展历史与阶段............................................................................ . (14)
第二章新能源汽车行业环境分析...........................................................................
(17)
第一节行业环境分析............................................................................ (17)
1. 政治法律环境分析............................................................................ (17)
2. 经济环境分析............................................................................ . (25)
3. 产业环境分析............................................................................ . (26)
4. 社会文化环境分析............................................................................ (27)
第二节行业所进入的壁垒与周期性分析............................................................................ . (27)
第三章新能源汽车产业链分析........................................................................... .. (29)
第一节锂离子电池行业分析............................................................................ . (29)
第二节驱动电机行业分析............................................................................ .. (32)
第三节新能源汽车充电基础设施发展动态............................................................................ (34)
第四章新能源汽车行业国内市场分析........................................................................... (37)
第一节我国新能源汽车市场发展现状分析............................................................................ (37)
第二节中国新能源汽车产业前景............................................................................ (40)
第三节国家的未来目标——《中国制造2025》........................................................................ . (41)
第五章中国主要新能源汽车厂商发展现状与发展规划...........................................................................
..44
第一节上汽集团............................................................................ . (44)
第二节比亚迪............................................................................ .. (44)
第三节北汽集团............................................................................ . (45)
第四节江淮汽车............................................................................ . (47)
第五节长安汽车............................................................................ . (47)
第六节奇瑞............................................................................ .. (48)
第六章国际电动汽车市场与政策分析........................................................................... (50)
第一节国际电动汽车市场分析............................................................................ (50)
第二节典型国家电动汽车主要支持政策............................................................................ . (53)
第七章投资风险分析........................................................................... . (57)
第一节政策风险............................................................................ . (57)
第二节技术风险............................................................................ . (57)
第三节市场风险............................................................................ . (57)
图表目录
图1. 混合动力汽车操控流程示意图
图2. VCU组成
图3. VCU技术参数
图4. MCU组成
图5. MCU技术参数
图6. 电池包组成
图7. 应用层软件架构
图8. BMS技术参数
图9. 国家新能源汽车支持政策
图10. 新能源汽车政策支持体系框架
图11. 国家新能源汽车宏观综合政策动态及要点
图12. 国家新能源汽车行业管理政策动态
图13. 根据《指导意见》要求已出台的政策
图14. 国家新能源汽车税收优惠相关政策
图15. 国家新能源汽车基础设施政策
图16. 典型推广应用程式乘用车和专用车购置补贴情况（2015年）图17. 主要企业动力电池产能
图18. 锂离子电池主要组成材料
图19. 我国主要驱动电机企业电机系统供应量统计
图20. 国家出台的支持政策措施（2014）
图21. 四种商业模式对比分析
图22. 近年我国新能源汽车产量及增速
图23. 近年我国新能源汽车销量及市场占比
图24. 近年我国各类新能源车型产量占比
图25. 2014年新能源汽车月度产量
图26. 2014年插电式混合动力乘用车产量排名企业
图27. 2014年新能源乘用车产量占比
图28. 新能源汽车分类型预测
图29. 中国新能源汽车产值预测
图30. 工信部《（中国制造2025）规划系列解读之推动节能与新能源汽车发展》相关内容图31. 2010-2014年全球BEV、PHEV市场规模及线性增长趋势
图32. 2014年典型国家BEV、PHEV销量占全球市场比重
图33. 2014年各大汽车集团BEV市场份额
图34. 2014年各大汽车集团PHEV市场份额
图35. 环保车辆税收优惠标准（2015年）
第一章新能源汽车的相关概述
第一节新能源汽车的发展背景
能源紧缺、二氧化碳排放过量、环境污染成为了制约汽车工业发展的重大障碍。面对这一困境，开发和使用新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的必然方向。政府、汽车制造商、消费者和环保组织对新能源汽车的发展前景已经形成了基本共识。
根据美国能源信息署EIA发布的国际能源展望，世界能源市场消耗量2005年到2030年预计增加50%。随着能源消耗的逐年增加，二氧化碳的排放量也将增加，目前二氧化碳排放中，25%来自于汽车。至2030年，将由2005年的281亿吨增至423亿吨。在我国，汽车排放的污染已经成为城市大气污染的重要因素，我国的二氧化碳排放目前已居全球第二，减排二氧化碳的压力越来越大。
所以，降低石油依赖和二氧化碳排放成为了各国政府的必然选择。从政治和经济的角度考虑，鼓励发展新能源汽车是各国政府降低石油对外依赖度的汽车产业政策。各国政府根据自身特点，制定的发展路线也各有区别，例如，美国的粮食比较充足，其战略核心就是发展生物能源-生物乙醇；欧盟各国则以发展清洁柴油技术为主；而日本则侧重发展混合动力汽车。
而从能源和环境的角度出发，新能源汽车崛起势不可挡。根据美国能源部的预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间即将出现净缺口。尽管世界对于全球石油储量究竟能用多少年的判断始终难有定论，但基于以石油为主的化石类能源的稀缺性和不可再生性，全球共同面临的能源问题早已超越了对价格的担忧，如何摆脱传统能源的约束，成为影响未来世界政治经济发展的一大焦点问题。
环境方面，二氧化碳的排放量逐年增加，专家预测，2030年，二氧化碳排放将增至423亿吨。传统机车尾气不仅排放二氧化碳，同时还排放其他其他废气以及颗粒物，例如一氧化碳，二氧化硫等废气，对环境同样造成了严重的污染。在环保意识的大幅提升下，各国政府纷纷通过制定严格的排放标准、发展新型动力燃料、实施减排计划来限制汽车尾气污染。
近年来，全球新能源汽车的研发力度和产业化进程有了明显的题升，在各大前提与要
求之下，我们有理由相信，未来的5-10年将是新能源汽车进入大规模产业化的重要阶段，并将带动整个产业链的蓬勃发展。
第二节新能源汽车的分类与介绍
1. 混合动力汽车
混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。
而根据混合动力驱动的联结方式，一般把混合动力汽车分为三类：
①串联式混合动力汽车（SHEV）主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了HEV的动力系统。
②并联式混合动力汽车（PHEV）的发动机和发电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以互相叠加输出，也可以单独输出。
③混动式混合动力汽车（PSHEV）综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。
另根据在混合动力系统中混合度的不同，混合动力系统还可以分为以下四类：
①微混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。从严格意义上来讲，这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。
②轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：（1）在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；（2）在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20%以下。
③中混合动力系统。本田旗下混合动力的Insight, Accord 和Civic都属于这种系统。中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30%左右。现在技术已经成熟，且应用广泛。
④完全混合动力系统。丰田的Prius 和未来的Estima属于完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机，混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。
图1. 混合动力汽车操控流程示意图
2. 纯电动汽车
纯电动汽车，即是一种采用单一蓄电池座位储能动力源的汽车。它利用蓄电池座位储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车前进。从外形上看，电动汽车与日常见到的传统汽车并没有什么区别，区别在于动力源及其驱动系统。通俗的讲，纯电动汽车的电机相当于传统汽车的发动机，而蓄电池相当于原来的油箱。
电动汽车的组成包括：电池，电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。驱动电机应具有调整范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。目前，电动汽车用电动机主要有直流电动机（DCM）、感应电动机（IM）、永磁无刷电动机（PMBLM）和开关磁阻电动机（SRM）4类。而随着电动机以及驱动系统的发展，控制系统渐渐趋于智能化和数字化。模糊控制、专家控制、神经网络、自适应控制、变结构控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将被开发且结合运用于电动汽车控制系统之中。而除此之外，电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
3. 燃料电池汽车
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率要比内燃机高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。
近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显着的进步。
燃料电池汽车的工作原理是，作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生出电能来带动电动机工作，由电动机带动汽车中的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而驱动电动汽车前进。
核心部件燃料电池。燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，副产品主要产生水，因此被称为绿色新型环保汽车。
4. 氢动力汽车
氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，
零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力
汽车相比，氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火，并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。
氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电
池中发生化学反应只生成水，没有污染。因此，许多科学家预言，以氢为能源的燃料电池
是21世纪汽车的核心技术，它对汽车工业具有革命性意义
第三节新能源汽车的优缺点
1. 混合动力汽车
优点：
1. 混合动力汽车采用混合动力后，汽车可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，可让汽车处于油耗低、污染少的最优工况下工作。
2. 有了电池，混合动力汽车可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。
3. 在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。
4. 有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。且电池组的小型化是成本和重量低于电动车。
5. 可以利用现有的加油站加油，不需要加大投资去建设专门的加油站。
6. 可让电池保持在良好的工作状态，使用途中不发生过充、过放，可以延长其使用寿命，降低成本。
缺点：
1. 技术不成熟，且相关产品的低价较高，电动机和内燃机两套动力系统的造价成本远高于一套动力系统的造价成本。
2. 长距离高速行驶或者匀速基本不能省油。
2. 纯电动汽车
优点：
1. 技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
2. 电动车比传统汽车的能源利用率高。
3. 因电动车只使用单一的电源，省去了发动机、变速器、油箱的一系列系统，所以结构比较简单。
4. 噪音非常小，行驶过程中几乎听不到声音。
缺点：
1. 目前蓄电池单位重量储存的能量较少，且因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格高。
2. 电池接口不同，每一款电动车的充电接口都不一样，没有统一的标准，将会导致不同的电动车只能在特定的地点进行充电。
3. 配套设施不全面。目前国内充电桩还没有普及，消费者对于驾驶电动车出行会有恐慌心理，且对日后的维修保养方面了解很少，严重影响了电动车的发展。
3. 燃料电池汽车
优点：
1. 零排放或近似零排放。
2. 减少了机油泄露带来的水污染。
3. 降低了温室气体的排放。
4. 提高了燃油经济性。
5. 提高了发动机燃烧效率。
6. 运行平稳、无噪声。
缺点：
1. 燃料电池汽车续航里程过短，由于氢气储存困难，即使使用传统油箱三倍以上的体积储存氢气，也只能保证行驶传统汽车的一半里程。
2. 氢气的售价较为昂贵，因此，燃料电池汽车的运行成本也相对较高。
3. 氢气补给站等基础设施几乎为零，目前来看，全球范围内投入石油的加氢站仅有不到200家，且大部分是用于实验用途的。
4. 氢动力汽车
优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。
缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。
第四节新能源汽车的三大核心技术
在三级模块体系和平台架构中，整车控制器（VCU）、电机控制器（MCU）和电池管理系统（BMS）是最重要的核心技术，对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。
1. VCU
VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元，一般仅新能源汽车配备、传统燃油车无需该装置。VCU通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图；通过监测车辆状态（车速、温度等）信息，由VCU判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式；VCU具有整车系统故障诊断保护与存储功能。
图2为VCU的结构组成，共包括外壳、硬件电路、底层软件和应用层软件，硬件电路、底层软件和应用层软件是VCU的关键核心技术。
图2 VCU组成
VCU硬件采用标准化核心模块电路（ 32位主处理器、电源、存储器、CAN ）和VCU专用电路（传感器采集等）设计；其中标准化核心模块电路可移植应用在MCU和BMS，平台化硬件将具有非常好的可移植性和扩展性。随着汽车级处理器技术的发展，VCU从基于16位向32位处理器芯片逐步过渡，32位已成为业界的主流产品。
底层软件以AUTOSAR汽车软件开放式系统架构为标准，达到电子控制单元（ECU）开发共平台的发展目标，支持新能源汽车不同的控制系统；模块化软件组件以软件复用为目标，以有效提高软件质量、缩短软件开发周期。
应用层软件按照V型开发流程、基于模型开发完成，有利于团队协作和平台拓展；采用快速原型工具和模型在环（MIL）工具对软件模型进行验证，加快开发速度；策略文档和
软件模型均采用专用版本工具进行管理，增强可追溯性；驾驶员转矩解析、换挡规律、模式切换、转矩分配和故障诊断策略等是应用层的关键技术，对车辆动力性、经济性和可靠性有着重要影响。
图3为世界主流VCU供应商的技术参数，代表着VCU的发展动态。
图3. VCU技术参数
2. MCU
MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。
MCU由外壳及冷却系统、功率电子单元、控制电路、底层软件和控制算法软件组成，具体结构如图4所示。
图4 MCU组成
MCU硬件电路采用模块化、平台化设计理念（核心模块与VCU同平台），功率驱动部分采用多重诊断保护功能电路设计，功率回路部分采用汽车级IGBT模块并联技术、定制母线电容和集成母排设计；结构部分采用高防护等级、集成一体化液冷设计。
与VCU类似，MCU底层软件以AUTOSAR开放式系统架构为标准，达到ECU开发共同平台的发展目标，模块化软件组件以软件复用为目标。
应用层软件按照功能设计一般可分为四个模块：状态控制、矢量算法、需求转矩计算和诊断模块。其中，矢量算法模块分为MTPA控制和弱磁控制。
MCU关键技术方案包括：基于32位高性能双核主处理器；汽车级并联IGBT技术，定制薄膜母线电容及集成化功率回路设计，基于AutoSAR架构平台软件及先进SVPWM PMSM控制算法；高防护等级壳体及集成一体化水冷散热设计。
图5为世界主流 MCU硬件供应商的技术参数，代表着MCU的发展动态。
图5 MCU技术参数
3. 电池包和BMS
电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包络构成电池包主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化电池包热管理性能，电器部件及线束实现了控制系统对电池的安全保护及连接路径；通过BMS实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。
电池包组成如图6所示，包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS。BMS 能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
图6 电池包组成
BMS是电池包最关键的零部件，与VCU类似，核心部分由硬件电路、底层软件和应用层软件组成。但BMS硬件由主板（BCU）和从板（BMU）两部分组成，从版安装于模组内部，用于检测单体电压、电流和均衡控制；主板安装位置比较灵活，用于继电器控制、荷电状态值（SOC）估计和电气伤害保护等。
BMU硬件部分完成电池单体电压和温度测量，并通过高可靠性的数据传输通道与BCU 模块进行指令及数据的双向传输。BCU 可选用基于汽车功能安全架构的32 位微处理器完成总电压采集、绝缘检测、继电器驱动及状态监测等功能。
底层软件架构符合AUTOSAR标准，模块化开发容易实现扩展和移植，提高开发效率。
应用层软件是BMS的控制核心，包括电池保护、电气伤害保护、故障诊断管理、热管理、继电器控制、从板控制、均衡控制、SOC估计和通讯管理等模块，应用层软件架构如图6所示。
图7 应用层软件架构
图8为国内外主流 BMS供应商的技术参数，代表着BMS的发展动态。
图8 BMS技术参数
第五节新能源汽车的发展历史与阶段
1. 新能源汽车发展历史
中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，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，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
2008年成为我国“新能源汽车元年”。 08全年新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，在这一年中新能源乘用车销售899台，同比增长117%，而商用车的新能源车共销售1536台，同比下滑17%。
2009年，扶持政策频繁出台，我国新能源汽车行业进入了快速发展的轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。在这一年中，新能源乘用车销量同比下降62%，至310辆。而新能源商用车（液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等）销量同比增长179%，至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇，“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。
2010年，我国加大了对新能源汽车的扶持力度，自2010年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。 2010年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。意味着新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。
2011年开始进入产业化阶段，全国开始推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。
2012年4月18日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，会议决定争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆；2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里升，到2020年降至升；新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。同年5月，为加快培育发展新能源汽车，新能源汽车项目每年将获10-20亿元资金支持。
2014年，中国新能源汽车全年生产78499辆，生产量同比增长近倍，销售74763辆，占汽车整体市场的份额由2013年的%增长到%，销售量同比增长近倍。截至2015年3月底，39个推广应用程式（群）累计推广新能源汽车万辆。
2. 新能源汽车的发展阶段
第一阶段是摇摆不定阶段（2006以前）：在这一阶段，各国对新能源汽车动力源还没有决定，重心放在了氢燃料电池上，只有日本一直投入较大。在这一阶段上，可以看到各