深评：电气化与智能驾驶技术趋势展望

2022-02-12 09:35:58来源：汽车之家

新能源车市2021年的成绩单发布之后，超出了年初时所有人的预期。乘着新能源的东风，智能网联的渗透率也实现了翻倍增长，业内看涨2022年的信心一阵高过一阵。技术作为影响市场最终表现的基石，变革上半场是电动化，下半场是智能化。站在产业格局重塑的重要节点，我们就来共同探讨电气化和智能驾驶技术有哪些现象特点和走势。

第一部分电气化趋势

2022年是新能源汽车补贴存续的最后一年，补贴结束之后，新能源市场将由政策导向彻底转为市场导向，车企如何打造出成本可控、真正解决用户痛点的产品，将变得至关重要。目前主流产品的工况续航基本都能达到500km，甚至还有800km、1000km，电气化的比拼重点从续航开始转向成本、充电等方面。

磷酸铁锂热潮再起：低成本化优势明显

在成本、安全和竞争策略指引下，2021年我们能看到大部分新能源车型都开始搭载磷酸铁锂电池，作为低配款推出。这个趋势会在2022年逐步加强，而且从客观来看，已经直接推高了碳酸锂的需求。

2021年1-12月，中国动力电池产量为219.7GWh，同比增长163.4％；销量为186GWh，同比增长182.3％；装车量为154.5GWh，同比增长142.8％。

三元电池产量为93.9GWh，占总产量的42.7％，同比增长93.6％；磷酸铁锂电池产量则达到125.4GWh，占总产量的57.1％，同比增长263％。可以看出，磷酸铁锂电池的增速已远远超过三元电池。

从装机量来看，磷酸铁锂份额也超过了三元锂。2021年，三元电池装车量为74.3GWh，占比为48.1％，同比增长91.3％；磷酸铁锂电池装车量为79.8GWh，占比为51.7％，同比增长227.4％。

自2018年磷酸铁锂电池市场占有率被三元锂电池超过之后，直至2021年7月实现逆袭。未来，磷酸铁锂电池将进一步抢夺三元锂电池的市场份额。

目前宁德时代是中国最大的动力电池供应商，其磷酸铁锂路线主要有两条，一是沿用原有的VDA 148宽度、220宽度和特斯拉定制宽度；二是通过电动自行车需求中的长圆柱电芯，来做微型车级别车辆的供应。这两条路线，前者是复用了现有的产线，后者是就低容量进行兼容，降低产线投资。

比亚迪是“All in”磷酸铁锂的车企和电池供应商。刀片电池围绕叠片技术，用方壳形式（可能内部采用一些铝塑膜）来进行封装。还有国轩，很早就开始在做圆柱磷酸铁锂低成本电池方案，这种技术路线最大的挑战在于质量的稳定性，因为单个磷酸铁锂做成15Ah的逻辑，对于电池厂本身的质量体系特别是焊接方面提出了挑战，如果磷酸铁锂在漏液这个环节上没有解决好，安全性会面临很大考验。

蜂巢能源最新推出了全系往短刀片切换的技术路线，这种长度的设计，一方面增加了应用的普适性，也是兼顾现在的技术工艺。个人认为这条路径能够在产品能量密度和产出率方面有一些突破。中航锂电的One-Stop电池，也是从原有的VDA路线切换到叠片的刀片模式，也就是原有三家做方壳电池的企业都从VDA下船，转入方壳叠片工艺。

2021年国内动力电池企业装车量前十名（GWh）排名企业装车量占比1宁德时代80.5152.1%2比亚迪25.0616.2%3中航锂电9.055.9%4国轩高科8.025.2%5LG新能源6.254.0%6蜂巢能源3.332.1%7塔菲尔新能源31.9%8亿纬锂能2.921.9%9孚能科技2.451.6%10欣旺达2.061.3%数据来源：中国汽车动力电池产业创新联盟

2022年随着磷酸铁锂的需求高涨，这几家磷酸铁锂供应企业将展开非常激烈的竞争。当然宁德时代的优势还很大，但从2021年弗迪电池的突破来看，2022年会有一些变化，特别是很多汽车企业也开始全面“All in”磷酸铁锂，对于在中镍三元具备决定性优势的宁德时代还是有不小的影响。

高功率快充技术路线：大电流或者高电压

目前大部分纯电动车充电从10%-80% SOC需要40、50分钟，冬天充电时间还会增加，客观造成了一些热门充电站点的排队时间过长。去年十一假爆发了高速充电难的问题，进一步激发企业推出充电时间更短的产品。提高充电效率有两种技术路线：提高充电电流或提升充电电压。

400V电压平台下，之前充电接口限制的250A电流的充电功率为100kW，充电10分钟可行驶约100km。通过导入液冷系统可以把电流提升至500A+，从而实现200kW级快充，实现充电10分钟，续航100-200km。目前采用大电流方案的有特斯拉Model 3、广汽AION V Plus、极氪001等。

『400V 快充的进化路径』

如果充电功率要再往上突破，则需将电动车从400V升级至800V级高电压平台，实现充电5分钟，续航200-300km，大幅缓解充电焦虑。目前采用高电压方案的有保时捷Taycan、现代Ioniq 5、极狐αS HI版，未来比亚迪、广汽、小鹏、岚图、理想等也有望推出800V高压架构车型。

『800V 快充的进化路径』

2021年，车企发布了很多围绕800V的布局计划，预计2022年会带来更大的变化。从具体设计来看，高功率快充主要带来这些变化：

1）快充电池设计：2C及以上高倍率电池，在100kWh的装机级别，为了实现200kW级快充需2C+电池，而设计400kW级快充需4C+电池。后者还需在电池模组层面通过串联实现800V电压，并且需要非常强的热管理系统，这客观上刺激了新一代高性能电池从高能量密度方面分出一条快充速度进行曲线。

2）高压架构变革：目前大部分车企还是通过800V高压架构来进行突破，这客观上也带来了零部件层面的变化，以电驱动为例，800V电机的轴承防腐蚀和绝缘性能需要提升，随着整车百公里加速的比拼日益激烈化，保时捷、现代、比亚迪、大众等主机厂纷纷选择800V电机配合扁线+油冷的方案以提高电机效率。

在800V体系下，电动汽车逆变器需要采用SiC功率半导体，提高耐压等级的同时带来器件损耗降低、续航里程提升。而导入了800V，使得汽车企业更有动力把DCDC和OBC这些也需要使用SiC功率器件，进行集成化设计，一方面提高耐压等级和降低损耗，同时也减轻了重量。

『比亚迪八合一电动力总成』

第二部分智能驾驶趋势

电动汽车的普及为下一步智能驾驶提供了非常好的背景，车企也从比拼电动性能，到越来越注重提升智能化水平。2021年在海外，奔驰和本田在政府的法律框架下开始推出L3有条件自动驾驶系统，而国内在L2+级别的辅助驾驶领域竞争非常激烈，尤其感知硬件和算力系统的军备竞赛达到了空前激烈的状态。

部署大量感知器件

目前来看，高精度摄像头和激光雷达都成为感知的主力，所以我们看到2021年推出的旗舰产品都具备非常强的感知系统，很多主机厂甚至把硬件数量及性能作为主打卖点。

激光雷达是大多数汽车企业实现高级别自动驾驶的核心传感器。高精度和3D建模能力是激光雷达相较于其他传感器的核心优势，以摄像头主导的纯视觉方案在精度、稳定性和视野存在局限性，无法满足自动驾驶需要的安全冗余。对于特斯拉之外无法通过AI弥补硬件缺陷的汽车厂商而言，激光雷达是必要选择。

车企搭载激光雷达方案汽车品牌激光雷达供应商车型SOP时间小鹏Livox小鹏P52021年底蔚来图达通蔚来ET72022年初智己速腾聚创智己L72022年初本田法雷奥Legend2021年中丰田电装雷克萨斯LS2021年奔驰法雷奥奔驰S级、EQS2022年沃尔沃LuminarSPA2平台车型2022年长城Ibeo机甲龙2022年极狐速腾聚创阿尔法S HBT2021年长安速腾聚创阿维塔2022年

2022年，车企将推出多款搭载激光雷达的智能汽车，激光雷达将迎来量产装车元年。国信证券预测，全球乘用车市场激光雷达需求量将由2021年的22万颗提升至2025年的2134万颗，渗透率将由2021年的0.2%增至2025年的14%。

算力竞赛愈演愈烈

围绕高算力的计算芯片，车企都在逐步内化自己的自动驾驶软件开发体系，用硬件来弥补软件方面的成长性，把高性能的产品预置成了一个主流的设计场景。

2021年汽车企业更明确的采用集中式自动驾驶计算平台架构来开发，这套系统主要包括“异构分布硬件架构”、“自动驾驶操作系统”。

异构分布硬件架构：面向L3级以上自动驾驶平台需要兼容多类型、多数量传感器，现有单一芯片无法满足诸多接口核算力要求，常采用异构芯片的硬件方案，体现在单板卡集成多种架构芯片；也体现为单芯片集成多个架构单元，如英伟达集成GPU、CPU两个异构单元。

自动驾驶操作系统：基于异构分布硬件架构，包含系统软件和功能软件的整体基础框架软件。系统侧重于可靠、运行实时、分布弹性、高算力特点，具备感知、规划、控制、网联、可扩展、云控等特点。

经过系统性实践，主要的汽车企业还是明确了方向，围绕高算力的系统，一方面自己开发，一方面采用豪华高算力硬件套装。