中国客车产业发展报告

2019-11-30 10:31:03 caoyu 16

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目  录


总报告

第一章 中国客车产业发展动态 

一、2018年客车市场盘点 

二、2019年客车市场分析及预测 


行业报告

第二章 智能客车国内外研究现状及发展趋势 

一、引言 

二、国内外智能客车技术水平发展现状 

三、智能化客车关键技术研究现状 

四、未来发展趋势 

五、 结语 

第三章 新能源客车产业全面电动化发展的路径研究 

一、新能源客车产业电动化现状 

二、推进客车产业电动化发展存在的问题 

三、 新能源客车产业全面电动化发展的政策建议 

第四章 国内外氢燃料电池客车发展现状及趋势展望 

一、氢燃料电池汽车成为当前各国发展战略热点 

二、氢燃料电池客车发展预期加速 

三、未来氢燃料电池客车发展对策建议 

第五章 可持续城市出行规划与巴士技术发展趋势 

一、出行与交通 

二、可持续城市出行规划 

三、巴士与客车运输市场 

四、全球巴士与客车产业发展概况 

五、共享巴士服务 

六、巴士电动化技术 

七 导航巴士与无人驾驶巴士 

八、结论 

 

 

中国客车产业发展报告

总报告

第一章 中国客车产业发展动态

一、2018年客车市场盘点

(一)客车市场整体变化趋势分析

2018年的中国客车市场,形势比2017年还要严峻。继2017年5米以上客车市场销量大幅下滑16.01%之后,2018年,我国客车整体市场销售各类车型(包括大型客车、中型客车和轻型客车)18.87万辆,同比下降10.7%,净减少2.26万辆。图1显示,从2015年到2018年,客车市场销量连续三年下滑,其中有两年(2017年、2018年)的同比降幅都超过10%。2018年的下降幅度虽然比2017年要小一些,但却是2011年以来销量首次跌至20万辆以下,创下八年来的新低。行业面临的形势和前景,十分不乐观。

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图1 2011~2018年我国客车市场销量走势

2018年客车市场发展,具有六个主要特征。第一,行业全线下滑,所有细分市场都出现同比下降,座位客车和校车市场尤为惨烈,前景堪忧。根据中国客车统计信息网数据,2018年,座位客车市场共计销售66931辆,比上年同期下滑20.08%,这个细分市场由于受到高铁及私家车、网约车出行替代、经济增长放缓等因素的影响,已经是连续第三年快速下降,并且销量规模已经下降到不及2005年的水平(2005年座位客车市场销量为7.44万辆);公交客车市场虽然有所下滑,但表现尚可,属于同比微降,其2018年共计销售9.9万辆,比上年同期的9.96万辆只下滑了0.6%;校车市场出现近六年来的最大降幅,2018年仅销售1.6万辆,比上年同期的2.11万辆下降24.17%。从车身长度来看,2018年,车长10米以上的大型客车市场共计销售8.45万辆,同比下降11.44%;车长7~10米的中型客车市场共计销售6.69万辆,同比下降7.59%;车长7米以下的轻型客车市场共计销售3.72万辆,同比下降14.40%。

2018年客车市场下滑主要有三个方面的原因。一是经济增速放缓带来旅客出行量减少,同时,高铁线路不断“扩张”并挤压公路客运,再加上私家车出行越来越多,导致公路班线客运市场持续萎缩,进而造成以班线客运为主要用途的座位客车销量连续下滑;二是校车市场需求低迷,净减少超过5000辆;三是新能源客车销量下滑,从交强险终端销量数据来看,2018年新能源客车市场销量同比下滑12.8%,净减少1.35万辆。

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图2 2012~2018年我国客车市场各类车型占比

第二,公交客车占比持续扩大,到2018年首次突破50%“半壁江山”,而座位客车市场占比则“每况愈下”。图2显示,座位客车销量占整个客车市场销量的比重在2014年首次跌破50%,此后便一发不可收拾,2016年跌至40.2%,首次被公交客车超过,2017年占比跌至40%以下,2018年进一步跌落至35.5%。这也是座位客车占比连续第三年低于公交客车。而公交客车的占比发展态势与座位客车正好相反,其在客车市场整体销量的占比在2014年接近38%,2016年首次突破40%,达到48%,这一年也是公交客车占比首次超过座位客车;2018年,公交客车市场占比首次突破50%,达到52.5%,创下了新的纪录。

第三,新能源客车补贴政策发生重大变化,2018年客车整体市场以及新能源客车细分市场大起大落的情况有所好转,客车企业不再“闲时闲死,忙时忙死”。客车市场从2015年至2017年,受新能源汽车财政补贴政策退坡的刺激,连续三年都呈现前低后高的发展态势,并且每年的第四季度都有非常明显的“摆尾”现象,光一个季度的销量就占到了全年销量的35%以上。这种现象,在2018年戛然而止。根据2018年2月13日财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委等四部委联合发布的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2018〕18号),2018年新能源汽车补贴新政从2018年2月12日起实施,并且还留出了四个月的过渡期,这是以前从未有过的。在此之前,每年的新能源客车补贴政策基本上都是在上一年度的年底出台,补贴标准均有不同幅度的退坡并且不留过渡期,从而在每年年底都引发市场的提前购车“狂潮”,导致市场出现严重的产销不均衡——上半年由于要消化上年年底的提前透支,市场需求低迷;下半年的最后两个月,客户大量提前购车,提前透支下一年度的市场需求。到2018年,政策发布的日期和实施的形式都发生了很大变化,各地客运及公交公司对新能源客车的购置需求不再像以前那样在年底集中释放,客车市场全年的发展走势也相对均衡了许多。图3显示,2017年第四季度我国客车销量为8.93万辆,占到全年客车市场总销量的41.8%,仅一个季度的销量占比就超过了40%,高于2016年同期的36.4%和2015年同期的38.3%。而2018年全年四个季度的销量占比,却分别是16.4%、25.0%、23.2%和35.4%,第四季度的销量占比刚过35%。2018年客车市场月度及季度销量走势与前几年截然不同,正是源于新能源客车补贴政策“这只有形的手”。关于这一点,笔者将在后面的章节中详细阐述。

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图3 2014~2018年我国客车市场月度走势

第四,客车企业竞争格局“尘埃落定”,主流企业的行业集中度在稳步提升,强者愈强的“马太效应”日益明显。2018年,一些客车业老牌企业和坚定发展新能源客车业务的新企业,由于在客车领域的投入持续且稳定,品牌力日益强大。因此,包括新能源客车领域在内的客车市场竞争格局不再像前几年那样动荡和快速变化,而是逐渐趋于稳定。这对于产业的健康发展无疑是一大利好。表1显示,2018年,我国5米以上客车市场销量排行前十名的企业市场集中度在稳步提高,第一名宇通客车2018年销售各类客车60739辆,虽然由于市场整体下滑而下降了10.0%,但市场份额从2017年的32%提升到32.2%,提高了0.2个百分点;客车行业前六强(宇通、中通、比亚迪、苏州金龙、厦门金龙和厦门金旅)的合计市场份额从2017年的60%提高到2018年的62.7%,提高了2.7个百分点;行业前十强的合计市场份额从2017年的73%提高到2018年的77%,提高了4个百分点。

表1 2016~2018年我国客车市场销量排行榜

单位:辆,%

企业

2018年

2017年

2016年

2018年

同比增长

2018年

市场份额

2017年

市场份额

市场份额

变化

市场总计

188655

211331

251612

-10.7

100.0

100.0

0.0

郑州宇通客车股份有限公司

60739

67522

70947

-10.0

32.2

32.0

0.2

中通客车控股股份有限公司

13014

15943

18466

-18.4

6.9

7.5

-0.6

比亚迪汽车工业有限公司

12690

12777

13278

-0.7

6.7

6.0

0.7

金龙联合汽车工业(苏州)有限公司

11697

9082

19559

28.8

6.2

4.3

1.9

厦门金龙联合汽车工业有限公司

10096

10837

12388

-6.8

5.4

5.1

0.2

厦门金龙旅行车有限公司

10040

10753

12990

-6.6

5.3

5.1

0.2

银隆新能源股份有限公司

7345

6356

4771

15.6

3.9

3.0

0.9

安徽安凯汽车股份有限公司

7337

8717

10166

-15.8

3.9

4.1

-0.2

东风襄阳旅行车有限公司

6170

6153

7697

0.3

3.3

2.9

0.4

湖南中车时代电动汽车股份有限公司

5959

6328

4277

-5.8

3.2

3.0

0.2

东风超龙(十堰)客车有限公司

5198

7258

7216

-28.4

2.8

3.4

-0.7

上海申龙客车有限公司

5120

6078

3420

-15.8

2.7

2.9

-0.2

扬州亚星客车股份有限公司

4748

5742

6042

-17.3

2.5

2.7

-0.2

北汽福田汽车股份有限公司北京欧辉客车分公司

3690

9557

9681

-61.4

2.0

4.5

-2.6

南京金龙客车制造有限公司

3391

3847

7286

-11.9

1.8

1.8

0.0

注:郑州宇通客车股份有限公司,以下简称宇通客车;中通客车控股股份有限公司,以下简称中通客车;比亚迪汽车工业有限公司,以下简称比亚迪;厦门金龙联合汽车工业有限公司,以下简称厦门金龙;厦门金龙旅行车有限公司,以下简称厦门金旅;金龙联合汽车工业(苏州)有限公司,以下简称苏州金龙;安徽安凯汽车股份有限公司,以下简称安凯客车;东风超龙(十堰)客车有限公司,以下简称东风超龙;湖南中车时代电动汽车股份有限公司,以下简称中车电动;银隆新能源股份有限公司,以下简称银隆新能源;东风襄阳旅行车有限公司,以下简称东风襄旅;上海申龙客车有限公司,以下简称上海申龙;扬州亚星客车股份有限公司,以下简称亚星客车;北汽福田汽车股份有限公司北京欧辉客车分公司,以下简称福田欧辉;南京金龙客车制造有限公司,以下简称南京金龙。

资料来源:中国客车统计信息网。

第五,氢燃料电池客车销量有了飞跃式的增长。根据客车交强险销量数据(交强险数据显示的是终端实际销售销量),2016年到2018年,我国共计销售氢燃料电池客车536辆,其中,2016年销售29辆,2017年销售112辆,同比增长286%;2018年氢燃料电池客车销量为395辆,同比增长253%。氢燃料电池客车市场近年来的迅猛发展,主要受益于国家的大力扶持以及氢燃料电池客车财政补贴的不退坡。

第六,客车出口销量止住了连续三年下滑的势头,同比出现上涨,但大中型客车的出口量仍有所下滑。表2显示,中国客车出口量2018年达到32225辆,比上年同期的29328辆增长9.88%,出口金额达到122.46亿元人民币,比上年同期的119.56亿元增长2.43%。相比2017年我国客车出口量下降和出口金额微弱上升的局面,2018年的客车出口形势有一定改善。但需要注意的是,2018年的出口销量增长主要来源于轻型客车,代表中国客车品牌形象和技术含量的大型客车却出现了下滑,这对于行业的可持续发展十分不利。2018年,10米以上大型客车出口量为13948辆,同比下降8.59%,出口金额为85.02亿元人民币,同比下滑7.31%;7米以上大中型客车合计出口19860辆,同比下滑5.28%,这与2017年大中型客车出口量同比增长12.87%形成了鲜明对比。2018年,我国7米以下轻型客车出口销量为12365辆,同比增长47.87%,净增长4000辆之多,是客车出口增长的最大贡献因素。

表2 2016~2018年中国客车出口数量及出口金额一览

分类

2018年

2017年

出口量

增长

(%)

出口额

增长

(%)

出口量

(辆)

出口金额

(万元人民币)

出口量

(辆)

出口金额

(万元人民币)

大型客车

(车长>10米)

13948

850214.40

15258

917258.05

-8.59

-7.31

 其中:座位客车

9875

574847.40

9737

629362.50

1.42

-8.66

    公交客车

4055

273053.65

5395

275011.83

-24.84

-0.71

    校车

4

425.98

123

12562.68

-96.75

-96.61

    其他

14

1887.38

3

321.04

366.67

487.90

中型客车

(7米<车长≤10米)

5912

291644.53

5708

214917.54

3.57

35.70

 其中:座位客车

4368

223763.84

4392

157177.86

-0.55

42.36

    公交客车

1502

66132.74

1056

52177.37

42.23

26.75

    校车

1

26

75

3096.63

-98.67

-99.16

    其他

41

1721.95

185

2465.68

-77.84

-30.16

轻型客车

(3.5米<车长≤7米)

12365

82780.76

8362

63399.65

47.87

30.57

 其中:座位客车

11898

78149.71

8150

60867.14

45.99

28.39

    公交客车

73

1392.59

7

164.33

942.86

747.44

    校车



33

883.73

-100.00

-100.00

    其他

394

3238.46

172

1484.45

129.07

118.16

合计

32225

1224639.70

29328

1195575.24

9.88

2.43

 其中:座位客车合计

26141

876760.94

22279

847407.50

17.33

3.46

   公交客车合计

5630

340578.98

6458

327353.53

-12.82

4.04

   校车合计

5

451.98

231

16543.04

-97.84

-97.27

   其他合计

449

6847.78

360

4271.17

24.72

60.33

资料来源:中国客车统计信息网。

表3显示,在2018年客车出口金额排行前十五名的企业中,苏州金龙、厦门金龙、厦门金旅、亚星、中通客车、桂林客车、东风襄樊旅行车、河南少林汽车这八家企业实现了出口销量和出口金额的双增长。2018年,宇通客车继续稳居出口金额排行榜第一名,当年出口客车7216辆,比上年同期的8712辆下降17.17%,出口金额为43.34亿元人民币,同比下降4.96%。出口金额和出口量均排名前四位的另外三家企业——苏州金龙、厦门金龙、厦门金旅的增长,主要来自其轻型客车的出口量大幅增长。根据统计,这三家企业轻型客车出口量的合计增量达到3836辆,对2018年出口量增长(2897辆)的贡献度为132%,也就是说,如果剔除上述三家企业的轻型客车出口增量,2018年客车出口量就是同比下降的。

表3 2017~2018年中国客车企业出口量及出口金额一览

企业名称

2018年

2017年

平均价格

(万元人民币)

出口量

增长

(%)

出口额

增长

(%)

出口量

(辆)

出口金额

(万元人民币)

出口量(辆)

出口金额

(万元人民币)

2018年

2017年

郑州宇通集团有限责任公司

7216

433387.85

8712

456029.14

60.06

52.34

-17.17

-4.96

金龙联合汽车工业(苏州)有限公司

4105

192969.57

2633

154258.27

47.01

58.59

55.91

25.10

厦门金龙联合汽车工业有限公司

10239

163435.50

8048

138218.91

15.96

17.17

27.22

18.24

厦门金龙旅行车有限公司

4758

127661.72

2943

106215.06

26.83

36.09

61.67

20.19

扬州亚星客车股份有限公司

1036

88793.45

1019

74934.54

85.71

73.54

1.67

18.49

中通客车控股股份有限公司

1657

86906.21

1292

80122.20

52.45

62.01

28.25

8.47

安凯汽车股份有限公司

1209

54387.93

1370

62109.86

44.99

45.34

-11.75

-12.43

桂林客车工业集团有限公司

442

18183.50

416

14177.80

41.14

34.08

6.25

28.25

上海申沃客车有限公司

335

18163.10

600

27185.16

54.22

45.31

-44.17

-33.19

上海申龙客车有限公司

376

17678.69

515

25471.34

47.02

49.46

-26.99

-30.59

北汽福田欧V客车公司

502

17300.36

1374

49903.75

34.46

36.32

-63.46

-65.33

东风襄樊旅行车有些公司

133

2817.49

131

1606.61

21.18

12.26

1.53

75.37

河南少林汽车股份有限公司

143

1703.17

55

760.87

11.91

13.83

160.00

123.85

东风特汽(十堰)客车有限公司

42

642.00

157

2217.69

15.29

14.13

-73.25

-71.05

安源客车制造有限公司

8

244.85

12

355.97

30.61

29.66

-33.33

-31.22

烟台舒驰客车有限责任公司

20

202.20

2

34.60

10.11

17.30

900.00

484.39

浙江南车电车有限公司

1

101.50

101.50

奇瑞万达贵州客车股份有限公司

2

50.00

25.00

重庆恒通客车有限公司

1

10.63

15

614.68

10.63

40.98

-93.33

-98.27

中国重汽集团济南豪沃客车公司

14

779.56

55.68

-100.00

-100.00

曙光汽车集团公司

9

399.23

44.36

-100.00

-100.00

北汽(常州)汽车有限公司

11

180.00

16.36

-100.00

-100.00

合计

32225

1224639.697

29328

1195575.24

38.00

40.77

9.88

2.43

资料来源:中国客车统计信息网。

(二)新能源客车市场变化趋势分析

最近几年客车市场的发展,离不开“新能源”。2018年,新能源客车市场产销量继续呈现下滑态势,但同比降幅大大收窄。表4显示,根据交强险终端销量分析,2018年,我国新能源客车销量为92437辆,同比下降12.77%(2017年下降13.71%);其中纯电动客车销售85955辆,同比下降4.37%;插电式混合动力客车销售6087辆,同比大幅下降61.88%;氢燃料电池客车逆市增长252.68%,但基数较小,2018年销量为395辆。

表4 2016~2018年我国新能源客车销量走势

单位:辆,%

新能源客车种类

2016年销量

2017年销量

2017年同比增长

2018年销量

2018年同比增长

插电式混合动力

19483

15967

-18.05

6087

-61.88

纯电动

103296

89886

-12.98

85955

-4.37

燃料电池

29

112

286.21

395

252.68

总计

122808

105965

-13.71

92437

-12.77

资料来源:新能源客车交强险销量统计。交强险销量体现的是客车实际上牌数量。

1.补贴政策变化趋势

2018年客车市场的走势,继续受到新能源客车以及新能源汽车扶持政策的“左右”。然而,2018年的新能源汽车补贴政策与2017年的补贴政策很不一样,这直接影响了全年客车市场的需求状况和月度产销态势。2018年2月13日,财政部、工业和信息化部、科技部和国家发展改革委等四部委联合发布了《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2018〕18号)(以下简称《通知》),2018年新能源汽车补贴政策正式出台。《通知》要求,“根据成本变化等情况,调整优化新能源乘用车补贴标准,合理降低新能源客车和新能源专用车补贴标准。燃料电池汽车补贴力度保持不变,燃料电池乘用车按燃料电池系统的额定功率进行补贴,燃料电池客车和专用车采用定额补贴方式。”其发布日期和内容,有几个值得关注的地方。

第一,补贴政策的发布时间不再是上一年的年末,而是选择在本年度的春节前发布。2017年的新能源汽车补贴政策发布日期是2016年12月29日,正式实施日期为2017年1月1日起,在此之前,补贴政策要大幅退坡的消息便在业内盛传,进而引发了2016年最后两个月的新能源客车市场抢购潮;2017年第四季度,客车行业内的企业得到消息称2018年的财政补贴将再度大幅退坡,市场需求在11月和12月也因此再度冲高,新能源客车市场在2017年的最后两个月里产销两旺。但与业内预期完全不一样的是,2018版的新能源汽车财政扶持政策直到2018年2月13日,即农历传统春节前才发布,而且实施日期是从2018年2月12日起。

第二,2018年新能源客车补贴政策给出了过渡期,这是以前从未有过的。根据《通知》中的相关规定,“2018年2月12日至2018年6月11日为过渡期。过渡期期间上牌的新能源乘用车、新能源客车按照《财政部 科技部 工业和信息化部 发展改革委关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2016〕958号)对应标准的0.7倍补贴,新能源货车和专用车按0.4倍补贴,燃料电池汽车补贴标准不变。”在过渡期内购买新能源客车可享受2017年补贴标准的0.7倍补贴,既给客车整车厂和零部件厂留出了消化库存、提高技术水平的时间,也让市场需求变得相对平稳,防止出现补贴金额大幅下降而导致需求降至“冰点”、整个产业受损的情况。

第三,对新能源汽车的能耗水平、车辆续驶里程、电池/整车重量比重、电池性能水平等方面的技术门槛要求进一步提高。2018年补贴政策要求,单位载质量能量消耗量(Ekg)不高于0.21Wh/km·kg,0.15~0.21(含)Wh/km·kg的车型按1倍补贴,0.15Wh/km·kg及以下的车型按1.1倍补贴(2017年补贴政策要求Ekg不高于0.24Wh/km·kg,同时也没有按照Ekg来分档补贴的规定);纯电动客车(不含快充类纯电动客车)续驶里程不低于200公里(等速法),插电式混合动力(含增程式)客车纯电续驶里程不低于50公里(等速法);非快充类纯电动客车电池系统能量密度要高于115Wh/kg,快充类纯电动客车快充倍率要高于3C,插电式混合动力(含增程式)客车节油率水平要高于60%(2017年补贴政策要求非快充类纯电动客车电池系统能量密度高于85Wh/kg,快充类纯电动客车快充倍率高于3C,插电式混合动力(含增程式)客车节油率水平高于40%)。

第四,新能源客车补贴标准进一步大幅退坡。表5显示,2018年新能源客车补贴金额在2017年的基础上持续“缩水”,国家政策对更环保、更节能的产品和技术的鼓励作用进一步凸显。以销售数量最多的非快充类纯电动客车为例,2017年,购买一辆10米以上非快充类纯电动大型客车最高可享受30万元的财政补贴;2018年6月12日起(过渡期结束后),购买这类车最高可享受18万元的财政补贴,缩水幅度为40%(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则补贴金额为18万元×1.1倍×1.1倍=21.78万元,退坡幅度为27.4%)。2017年,购买一辆非快充类纯电动中型客车(8米<车长≤10米)最高可享受20万元的财政补贴;2018年6月12日起,购买这类车的补贴下降到12万元/辆,退坡40%(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则补贴为12万元×1.1倍×1.1倍=14.52万元,退坡幅度为27.4%)。2017年,购买一辆非快充类纯电动轻型客车(6米<车长≤8米)最高可享受9万元的财政补贴;2018年6月12日起,购买这类车的补贴下降到5.5万元/辆,退坡38.89%(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则补贴为5.5万元×1.1倍×1.1倍=6.655万元,退坡幅度为26.06%)。

表5 2015~2018年非快充类纯电动客车财政补贴金额对比

纯电动客车最高

补贴金额

2015年

2016年

2016年

同比

2017年

2017年

同比

2018年

2018年

同比

超大型客车

(车长12米以上、双层客车)

50万元

60万元

20%

30万元

-50%

18万元~21.78万元

27.4%~40%

大型客车

(10米<车长≤12米)

50万元

50万元

0

30万元

-40%

18万元~21.78万元

27.4%~40%

中型客车

(8米<车长≤10米)

40万元

40万元

0

20万元

-50%

12万元~14.52万元

27.4%~40%

轻型客车

(6米<车长≤8米)

30万元

25万元

-16.67%

9万元

-64%

5.5万元~6.655万元

26.06%~38.89%

轻型客车

(车长≤6米)

车长等于6米的轻客可享受30万元补贴,小于6米的轻客无补贴

10万元

-100%

注:2015年补贴标准的客车长度分类与2016~2017年不完全一致,其按照6米≤车长<8米、8米≤车长<10米、车长≥10米进行长度分类,分别可享受30万元、40万元、50万元的补贴额。

第五,补贴计算方法更加细化。2018年新的补贴金额计算方法为:单车补贴金额=Min{车辆带电量×单位电量补贴标准;单车补贴上限}×调整系数(包括:电池系统能量密度系数、单位载质量能量消耗量系数、快充倍率系数、节油率系数);2017年的补贴标准则为:单车补贴金额=车辆带电量×单位电量补贴标准×调整系数(调整系数:系统能量密度/充电倍率/节油水平)。相比2017年,2018年补贴标准延续了“以动力电池为补贴核心、以电池生产成本和技术进步水平为核算依据,综合考虑电池容量大小、能量密度水平、充电倍率、节油率等因素”的计算方法,但同时增加了“单位载质量能量消耗量(Ekg)”这一调整系数因子,如表6和表7所示。

表6 2018年新能源客车补贴标准

车辆类型

中央财政补贴标准(元/kWh)

中央财政补贴调整系数

中央财政单车补贴上限(万元)

6m<L≤8m

8m<L≤10m

L>10m

非快充类纯电动客车

1200

系统能量密度(Wh/kg)

5.5

12

18

115~135(含)

135以上

1

1.1

快充类纯电动客车

2100

快充倍率

4

8

13

3C~5C(含)

5C~15C(含)

15C以上

0.8

1

1.1

插电式混合动力(含增程式)客车

1500

节油率水平

2.2

4.5

7.5

60%~65%(含)

65%~70%(含)

70%以上

0.8

1

1.1

注:单车补贴金额=Min{车辆带电量×单位电量补贴标准;单车补贴上限}×调整系数(包括:电池系统能量密度系数、单位载质量能量消耗量系数、快充倍率系数、节油率系数)。

表7 2017年新能源客车补贴标准

车辆类型

中央财政

补贴标准

(元/kWh)

中央财政补贴调整系数

中央财政单车补贴上限(万元)

地方财政单车补贴

6m<L≤8m

8m<L≤10m

L>10m

非快充类纯电动客车

1800

系统能量密度(Wh/kg)

9

20

30

不超过中央财政单车补贴额的50%

85~95(含)

95~115(含)

115以上

0.8

1

1.2

快充类纯电动客车

3000

快充倍率

6

12

20

3C~5C(含)

5C~15C(含)

15C以上

0.8

1

1.4

插电式混合动力(含增程式)客车

3000

节油率水平

4.5

9

15

40%~45%(含)

45%~60%(含)

60%以上

0.8

1

1.2

此外,针对业内关心的运营里程要求,2018年补贴政策在2017年的基础上做了调整,提出“对私人购买新能源乘用车、作业类专用车(含环卫车)、党政机关公务用车、民航机场场内车辆等申请财政补贴不作运营里程要求。其他类型新能源汽车申请财政补贴的运营里程要求调整为2万公里”。而2017年的补贴政策则明确规定“非个人用户购买的新能源汽车申请补贴,累计行驶里程须达到3万公里(作业类专用车除外),补贴标准和技术要求按照车辆获得行驶证年度执行”。对车辆运营里程的量化指标要求进行调整,一方面是为了保证对新能源客车投入市场实际运行、真正发挥节能减排效果的监管,防止“骗补”现象的再度发生;另一方面也适当考虑了行业内企业资金压力过大的困境,有利于推动新能源客车产业链上下游朝着健康可持续的方向发展。

2.市场全年走势相对均衡

新能源客车财政补贴政策在春节前出台以及过渡期的设置,对2018年上半年市场起到了巨大的支撑作用,也让全年市场的产销走势相对均衡。由于过渡期结束之后新能源客车的最高补贴金额普遍退坡40%左右,短期内只有少数的技术领先的新能源车型能享受到{单车补贴上限×1.1倍×1.1倍}的补贴额;因此,客车生产商在2018年2月12日至6月11日的过渡期内多生产,用户在过渡期内多下订单、多上牌,拿到相对更高的0.7倍补贴,是新能源客车产业链上下游企业不约而同达成的共识。由此而言,过渡期的设置,使得新能源客车市场以及整个客车市场在2018年上半年保持了平稳增长。这就与2017年上半年客车市场销量同比大幅下降的情况完全不同(当年的新能源客车补贴政策从1月1日起实施,没有过渡期并且补贴金额大幅退坡),政策这只“有形的手”对于市场发展所起到的作用十分明显。

图片关键词 

图4 新能源客车市场2016~2018年月度走势

我们从图4可以看到,从2016年到2018年,三年的上半年新能源客车累计销量分别是32127辆、13487辆和36507辆,占到各自年度销量的比例分别为26.2%、12.7%和39.5%,2018年上半年的市场比例是最高的,上下半年的比例基本上是“四六开”。而且,2018年上半年销量在近三年里也是最高的,同比还有171%的增幅。反观2016~2018年11月和12月这两个所谓的“产销冲刺月”,这三年最后两个月的合计销量分别为65742辆、68829辆和38133辆,占到全年销量的53.5%、65.0%和41.3%,2018年最后两个月的合计销量市场占比在近三年里是最低的。2018年新能源客车月销量较高的三个月份是5月、6月和12月,分别达到14038辆、10460辆和29189辆,同比分别增长507%、187%和-45%。5月和6月市场大涨的原因主要是补贴过渡期即将结束,12月的新能源客车市场虽然仍有提前购买的现象发生,但“冲刺”的势头显然已大不如前。

3.市场格局更趋稳定,龙头企业拉动行业发展

2018年,新能源客车市场竞争格局进一步趋于稳定,龙头企业“马太效应”明显。表8显示,在2017年和2018年这两年时间里,一直排在行业前十名的客车企业有九家,分别是宇通客车、比亚迪、中通客车、中车电动、银隆新能源、上海申龙、厦门金龙、厦门金旅和南京金龙;前十名阵营中只有一家发生变化——苏州金龙在2018年将福田欧辉客车挤了下去。根据新能源客车交强险数据统计,宇通客车一直稳定在行业第一的位置,这家企业既是整个客车市场销量的第一名,也是新能源客车细分市场销量的第一名,其2018年销售新能源客车24067辆,虽同比下滑5.5%,但市场份额从2017年的24%提高到2018年的26%,提高了2个百分点(2017年宇通新能源客车的市场份额就已经提高了3.1个百分点);比亚迪2018年销售新能源客车12628辆,同比下滑10.1%,市场份额从2017年的13.3%提高到2018年的13.7%,提高了0.4个百分点。从2016年到2018年,新能源客车市场前十名的合计市场份额从2016年的71%,提高到2017年的73.1%,再提高到2018年的77.4%,新能源客车龙头企业的市场集中度正在稳步和持续地提升。并且,上述企业都是行业内拥有较强的品牌影响力和技术实力、产品核心竞争力比较突出的客车企业,它们稳定地居于行业前十名并且不断扩大市场占有率,对于提升客车产业整体技术水平以及提高道路运输业的安全节能水平,都具有十分积极和正面的引导作用。

表8 2018年新能源客车市场前15名销量一览

单位:辆,%

企业

2018年销量

2017年销量

2018年同比增长

2018年市场份额

2017年市场份额

市场份额变化

市场总计

92437

105965

-12.8

100.0

100.0

0.0

宇通客车

24067

25469

-5.5

26.0

24.0

2.0

比亚迪

12628

14054

-10.1

13.7

13.3

0.4

中通客车

5920

8048

-26.4

6.4

7.6

-1.2

中车电动

5184

6237

-16.9

5.6

5.9

-0.3

银隆新能源

5050

6215

-18.7

5.5

5.9

-0.4

申龙客车

4246

4807

-11.7

4.6

4.5

0.1

厦门金龙

4168

3734

11.6

4.5

3.5

1.0

厦门金旅

3845

3945

-2.5

4.2

3.7

0.5

南京金龙

3451

3432

0.6

3.7

3.2

0.5

苏州金龙

2972

1576

88.6

3.2

1.5

1.7

安凯客车

2522

2177

15.8

2.7

2.1

0.7

东风集团

2226

1592

39.8

2.4

1.5

0.9

福田欧辉

1925

5183

-62.9

2.1

4.9

-2.8

亚星客车

1520

1539

-1.2

1.6

1.5

0.2

中国重汽

1332

2467

-46.0

1.4

2.3

-0.9

注:比亚迪销量中包含比亚迪、广汽比亚迪和天津比亚迪;银隆新能源销量中包含其控股的珠海广通汽车、成都广通汽车和石家庄中博汽车。

资料来源:客车交强险销量数据。

(三)座位客车市场同比下滑两成

2018年,我国座位客车市场共计销售各类车型66931辆,比上年同期的83751辆下滑20.08%。图5显示,2011~2018年这八年时间里,以班线客运为主、以旅游客运和通勤客运为辅的座位客车市场只有两年是同比上升的,分别是2011年和2015年;下降的年份达到6次,2016年、2017年和2018年销量连续三年同比降幅都超过15%,2018年下滑更是达到两成,销量规模跌至7万辆以下,形势非常严峻。

图片关键词 

图5 2011~2018年我国座位客车销量年度走势

2018年座位客车市场大幅下滑,6米以上所有米段的客车车型都出现了不同程度的下降。表9显示,除了车身长度在5~6米的轻型座位客车同比增长11.3%以外,其他米段车型的销量都是同比下降的,下降幅度最大的是6~7米车型,同比下滑44.7%;其次是10~11米大型座位客车,同比下滑39.0%;第三是7~8米车型,同比下滑22.5%。

我国座位客车市场连年遭受重挫,原因离不开“公铁竞争”和其他交通工具的替代。一是私家车出行、民航出行等对公路客运的持续替代;二是高铁客运对公路客运的大幅挤压。“公(路)铁(路)竞争”的话题,这么多年来一直是客运行业的热门词,但毫无疑问,公路客运在与高铁客运的竞争中已经败下阵来,每年新车销量和车辆总保有量都在逐年萎缩。根据交通运输部2019年4月发布的《2018年交通运输行业发展统计公报》,铁路客运2018年全年完成旅客发送量33.75亿人,比上年增长9.4%,旅客周转量14146.58亿人公里,比上年增长5.1%。其中动车组发送旅客20.05亿人,增长16.8%;公路客运的情形则是“哀鸿遍野”,2018年全年完成营业性客运量136.72亿人,比上年下降6.2%,旅客周转量9279.68亿人公里,下降5.0%;到2018年末拥有载客汽车79.66万辆,比上年下降2.4%,拥有2048.11万客位,比上年下降2.4%。公路客运市场受到动车和高铁的冲击而出现的持续多年的下滑,让大量运输公司业务量骤减甚至举步维艰,承担班线客运和旅游客运重任的座位客车的新车购买需求也在不断下降。并且,由于高铁线路未来还将进一步增加,这种下滑几乎是不可逆转的。

表9 2017年与2018年座位客车市场分米段销量

单位:辆,%

座位客车

总计

L>12

11<L≤12

10<L≤11

9<L≤10

8<L≤9

7<L≤8

6<L≤7

5<L≤6

2018年

66931

1482

17263

10209

1621

10908

8710

4331

12407

2017年

83751

1794

21259

16724

1906

11847

11237

7832

11152

同比增长

-20.1

-17.4

-18.8

-39.0

-15.0

-7.9

-22.5

-44.7

11.3

注:L指“车长(m)”。

资料来源:中国客车统计信息网。

此外,受财政补贴退坡的影响,新能源座位客车市场最近两年也下滑较大。根据中国客车统计信息网数据,2016~2018年,我国车长5米以上的新能源座位客车累计销量分别为17403辆、10857辆、5664辆,2017年同比降幅为37.6%,2018年同比降幅为47.8%,净减少5193辆,2018年新能源座位客车在当年座位客车整体销量中的占比仅为8.5%。从用途来看,新能源座位客车主要用于通勤及租赁市场,用于点到点班线客运的新能源座位客车屈指可数。新能源座位客车市场的快速下降,主要原因还是新能源客车补贴的大幅退坡,光靠市场经济手段难以刺激以股份制和民企为主的运输公司的购买需求。

表10 2018年我国座位客车市场前15名销量一览

单位:辆,%

企业

2018年

2017年

2016年

2018年同比增长

2018年市场份额

2017年市场份额

市场份额变化

市场总计

66931

83751

101214

-20.1

100.0

100.0

0.0

宇通客车

24878

29721

30458

-16.3

37.2

35.5

1.7

苏州金龙

6965

6133

13053

13.6

10.4

7.3

3.1

厦门金旅

5851

5761

7511

1.6

8.7

6.9

1.9

厦门金龙

4598

5546

8091

-17.1

6.9

6.6

0.2

中通客车

4202

5532

2809

-24.0

6.3

6.6

-0.3

东风超龙

3549

3568

4485

-0.5

5.3

4.3

1.0

安凯客车

3075

3430

4597

-10.3

4.6

4.1

0.5

江铃晶马

2924

3089

3126

-5.3

4.4

3.7

0.7









东风襄旅

2522

2158

2508

16.9

3.8

2.6

1.2

上海申龙

2064

3645

1910

-43.4

3.1

4.4

-1.3

福田欧辉

1123

1765

4310

-36.4

1.7

2.1

-0.4

少林客车

865

2100

3119

-58.8

1.3

2.5

-1.2

亚星客车

811

3228

2607

-74.9

1.2

3.9

-2.6

银隆新能源

572

0

0

0.9

0.0

0.9

桂林客车

565

397

693

42.3

0.8

0.5

0.4

资料来源:中国客车统计信息网。

2018年,座位客车市场的新能源化率进一步降低至8.5%,因此,这个市场上的“豪强们”几乎都是传统的老牌客车企业,如宇通客车、苏州金龙、厦门金旅、厦门金龙、中通客车、东风超龙、安凯客车、上海申龙等。由表10可知,在座位客车细分领域,“一通三龙”(宇通客车、苏州金龙、厦门金旅、厦门金龙)2018年继续保持了前四的地位,合计市场份额达到63.2%,比上年同期提高了6.9个百分点;宇通客车的市场占有率更是达到37.2%,稳定地保持“三分天下有其一”的地位。

(四)公交客车新能源化率再度提升

2018年,我国城市公交客车市场共计销售大、中、轻型公交车型98967辆,比上年同期的99640辆只下降了0.68%,如图6所示。相比座位客车和校车这两个大幅下降的细分市场,2018年的公交客车市场算是表现相对不错的一个细分领域。其中,增长最大的米段,是12米以上超大型客车,2018年销量同比增长715%;下降最大的米段是9~10米,这个米段的公交客车2018年销量同比下滑了61.3%,如表11所示。

图片关键词 

图6 2011~2018年我国公交客车销量年度走势

表11 2017年与2018年公交客车市场分米段销量

单位:辆,%

公交客车

总计

L>12

11<L≤12

10<L≤11

9<L≤10

8<L≤9

7<L≤8

6<L≤7

5<L≤6

2018

98967

5110

10315

38513

1107

35270

2493

4304

1855

2017

99640

627

17579

36599

2859

33837

2848

3300

1991

同比增长

-0.7

715.0

-41.3

5.2

-61.3

4.2

-12.5

30.4

-6.8

注:L指“车长(m)”。

资料来源:中国客车统计信息网。

2018年,我国公交客车市场共计销售98967辆,同比微弱下降0.68%;其中新能源公交客车销量为85756辆,公交客车的新能源化率为86.7%,比上年同期的76.3%高出10.4个百分点。可见,在国家大力发展新能源汽车的产业政策推动下,公交客车的新能源化趋势有增无减。表12显示,2017年和2018年公交客车销量排行前十五名的企业没有发生变化,有所变化的只是这十五家企业的内部排名。同时,“得新能源公交客车市场者,得公交客车天下;得公交客车天下,即可得客车市场天下”的特征十分明显,新能源公交客车销量领先的企业,如宇通客车、比亚迪、中通客车、银隆新能源、中车电动、厦门金龙、苏州金龙、厦门金旅、安凯客车等,在客车整体市场上的排名也都比较靠前。尤其值得一提的是,2018年,只生产纯电动客车的比亚迪,在公交客车市场上排名第二,同时在客车整体销量排行榜上位居行业第三;只生产纯电动客车的银隆新能源,在公交客车市场上排名第四,同时在客车整体销量排行榜上位居行业第七;只生产新能源客车的中车电动,在公交客车市场上排名第五,同时在客车整体销量排行榜上位居行业第十。这些当年被称为“黑马”的新秀,如今已成长为公交客车市场的顶梁柱和主力军。

表12 2016~2018年公交客车市场前15名销量一览

单位:辆,%

企业

2018年

2017年

2016年

2018年同比增长

2018年市场份额

2017年市场份额

市场份额变化

市场总计

98967

99640

120772

-0.7

100.0

100.0

0

宇通客车

25465

27016

29973

-5.7

25.7

27.1

-1.4

比亚迪

12690

12777

13278

-0.7

12.8

12.8

0

中通客车

7402

9124

14675

-18.9

7.5

9.2

-1.7

银隆新能源

6773

6215

5285

9.0

6.8

6.2

0.6

中车电动

5959

6328

4177

-5.8

6.0

6.4

-0.4

厦门金龙

5346

5180

4269

3.2

5.4

5.2

0.2

苏州金龙

4210

2257

5738

86.5

4.3

2.3

2.0

厦门金旅

4131

4851

5369

-14.8

4.2

4.9

-0.7

亚星客车

3915

2468

3422

58.6

4.0

2.5

1.5

安凯客车

3559

4529

5009

-21.4

3.6

4.5

-0.9

南京金龙

3390

2031

3348

66.9

3.4

2.0

1.4

上海申龙

3027

2363

1455

28.1

3.1

2.4

0.7

福田欧辉

2085

7432

5224

-71.9

2.1

7.5

-5.4

东风襄旅

1914

1700

2102

12.6

1.9

1.7

0.2

重汽客车

1471

1864

2783

-21.1

1.5

1.9

-0.4

资料来源:中国客车统计信息网。

(五)校车市场出现有史以来最大降幅

2018年,相比公交客车市场的微弱下滑态势,校车市场流年不利,遭遇了近七年来的最大降幅。图7显示,2016年至2018年,我国校车市场销量连续下降,从2016年的2.38万辆下降至2017年的2.11万辆,2018年再度下滑至1.6万辆,同比下滑达到24.05%,是近七年来的最大降幅,也是年销量规模首次降至2万辆以下。校车这类商用车产品带有很强的公益性质,事关学童安全出行,它的销量连续多年下滑,对这个产业的健康可持续发展非常不利。

图片关键词 

图7 2012~2018年我国校车市场销量走势

从校车车型的米段销量来看,轻型校车占主体地位的行业销售结构没有发生根本改变。表13显示,2018年7米以下轻型校车销量为9089辆,占当年校车销量的比重为56.67%,虽然比上年同期的64.68%减少了8个百分点,但占比仍然超过50%。车长5~7米、配置较低、价格相对便宜的轻型校车占比偏高,车长7米以上、代表行业较高技术水平的大中型校车产品的占比一直无法占据主导地位,说明校车这个细分市场在缺乏国家明确扶持政策和整体规划的环境下,还没有进入良性发展阶段,产品和技术升级难、校车运营公司资金紧张、校车运营模式不成熟等诸多行业困境亟待解决。

表13 2018年校车市场分米段销量

单位:辆,%

校车

总计

L>12

11<L≤12

10<L≤11

9<L≤10

8<L≤9

7<L≤8

6<L≤7

5<L≤6

2018

16038

5

42

1177

1798

420

3507

1906

7183

2017

21116

112

142

332

1880

932

4060

2700

10958

同比增长

-24.05

-95.5

-70.4

254.5

-4.4

-54.9

-13.6

-29.4

-34.4

注:L指“车长(m)”。

资料来源:中国客车统计信息网。

此外,由于校车市场新车销量同比大幅下滑24%,校车行业前十五名中,只有三家企业销量同比上升,大多数企业销量都出现了不同程度的下降。表14显示,在2018年校车生产商前十五强中,销量同比增长的企业包括中通客车(9.8%)、上饶客车(41.9%)和福田欧辉(33.9%);其他企业的销量都出现了同比下滑,下降幅度最大的是江苏友谊客车(-67.9%)。而即使是行业龙头企业宇通客车,2018年校车销量也出现了一定程度的下滑(7282辆、-18.3%),但其市场份额提升了3.2个百分点。可以看出,由于缺乏国家财政资金支持,多地的校车购买和运营都出现了难以为继的情况,亟须有关管理部门针对校车产业出台规划和扶持政策。

表14 2016~2018年校车市场前15名销量一览

单位:辆,%

企业

2018年

2017年

2016年

2018年同比增长

2018年市场份额

2017年市场份额

市场份额变化

市场总计

16038

21116

23814

-24.0

100.0

100.0

0.0

宇通客车

7282

8914

8888

-18.3

45.4

42.2

3.2

桂林客车

1466

2857

3913

-48.7

9.1

13.5

-4.4

中通客车

1401

1276

974

9.8

8.7

6.0

2.7

长安客车

1374

1486

1652

-7.5

8.6

7.0

1.6

上饶客车

1114

785

674

41.9

6.9

3.7

3.2

安凯客车

663

717

542

-7.5

4.1

3.4

0.7

少林客车

618

1166

1077

-47.0

3.9

5.5

-1.6

东风超龙

577

1253

1642

-54.0

3.6

5.9

-2.3

苏州金龙

522

692

768

-24.6

3.3

3.3

0

福田欧辉

482

360

147

33.9

3.0

1.7

1.3

东风襄旅

267

648

1005

-58.8

1.7

3.1

-1.4

友谊客车

114

355

873

-67.9

0.7

1.7

-1.0

厦门金旅

58

141

110

-58.9

0.4

0.7

-0.3

厦门金龙

32

51

28

-37.3

0.2

0.2

0

扬州亚星

22

46

13

-52.2

0.1

0.2

-0.1

资料来源:中国客车统计信息网。

二、2019年客车市场分析及预测

(一)新能源客车补贴政策再度发生变化

要谈客车行业走势,首先就要说新能源客车,在当前的市场大环境下,新能源客车细分市场已经是客车行业的最大影响因素。而要谈新能源客车市场,首先就要说到支撑新能源客车市场发展的新能源客车补贴政策。2019年3月26日,财政部联合工业和信息化部、科技部和国家发展改革委发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2019〕138号)(以下简称《通知》)。根据《通知》,2019年3月26日至2019年6月25日为过渡期。过渡期期间,符合2018年技术指标要求但不符合2019年技术指标要求的销售上牌车辆,按照《财政部 科技部 工业和信息化部 发展改革委关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》(财建〔2018〕18号)对应标准的0.1倍补贴,符合2019年技术指标要求的销售上牌车辆按2018年对应标准的0.6倍补贴。过渡期期间销售上牌的燃料电池汽车按2018年对应标准的0.8倍补贴。燃料电池汽车和新能源公交车补贴政策另行公布。

然而,有意思的是,《通知》中的“燃料电池汽车和新能源公交车补贴政策另行公布”这句话,使得该政策对于新能源客车市场所带来的影响非常小。其原因在于,新能源客车按用途主要分为新能源公交客车和新能源座位客车,由于新能源座位客车日益边缘化(关于这一点此前已有论述),因此,新能源公交车型在实际意义上决定着新能源客车市场的走向。而2019年3月26日发布的《通知》中暂时未涉及新能源公交客车的补贴,因而也无法对新能源客车市场带来较大影响。

真正发挥巨大作用的事件,发生在2019年5月8日,财政部、工业和信息化部、交通运输部、国家发展改革委联合下发《关于支持新能源公交车推广应用的通知》(财建〔2019〕213号),2019年新能源公交车购置补贴标准正式出台。该通知从2019年5月8日起实施,2019年5月8日至2019年8月7日为过渡期,过渡期内的补贴标准按照《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》关于过渡期的规定执行。这也就是说,5月8日发布的《关于支持新能源公交车推广应用的通知》和3月26日发布的《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》两项政策,共同组成了2019年度的新能源客车补贴标准体系。

表15 2019年新能源客车补贴标准

车辆类型

中央财政

补贴标准

(元/kWh)

中央财政补贴调整系数

中央财政单车补贴上限

(万元)

6<L≤8m

8<L≤10m

L>10m

非快充类纯电动客车

500

单位载质量能量消耗量(Wh/km·kg)

2.5

5.5

9

0.19(含)~0.17

0.17(含)~0.15

0.15及以下

0.8

0.9

1

快充类纯电动客车

900

快充倍率

2

4

6.5

3C~5C(含)

5C~15C(含)

15C以上

0.8

0.9

1

插电式混合动力(含增程式)客车

600

节油率水平

1

2

3.8

60%~65%(含)

65%~70%(含)

70%以上

0.8

0.9

1

单车补贴金额=Min{车辆带电量×单位电量补贴标准;单车补贴上限}×调整系数(包括:单位载质量能量消耗量系数、快充倍率系数、节油率系数)。

表16 2018年与2019年新能源客车补贴标准对比

中央财政补贴标准(元/kWh)

中央财政补贴调整系数

中央财政单车补贴上限(万元)

6<L≤8m

8<L≤10m

L>10m

1200

系统能量密度(Wh/kg)

5.5

12

18

115~135(含)

135以上

1

1.1

500

单位载质量能量消耗量(Wh/km·kg)

2.5

5.5

9

0.19(含)~0.17

0.17(含)~0.15

0.15及以下

0.8

0.9

1

2100

快充倍率

4

8

13

3C~5C(含)

5C~15C(含)

15C以上

0.8

1

1.1

900

快充倍率

2

4

6.5

3C~5C(含)

5C~15C(含)

15C以上

0.8

0.9

1

1500

节油率水平

2.2

4.5

7.5

60%~65%(含)

65%~70%(含)

70%以上

0.8

1

1.1

600

节油率水平

1

2

3.8

60%~65%(含)

65%~70%(含)

70%以上

0.8

0.9

1

表15和表16显示,在过渡期结束后正式实施的2019年新能源客车补贴标准,相比2018年再次大幅退坡,对新能源汽车的技术要求也有一定程度的提高。根据2019年新能源客车补贴政策要求,非快充类纯电动客车单位载质量能量消耗量(Ekg)不高于0.19Wh/km·kg并且不再有1.1倍的超额补贴调整系数(2018年补贴政策要求Ekg不高于0.21Wh/km·kg,Ekg≤0.15Wh/km·kg的车型可享受1.1倍补贴),电池系统能量密度不低于135Wh/kg并且不再有1.1倍的超额补贴调整系数(2018年补贴政策要求非快充类纯电动客车电池系统能量密度高于115Wh/kg,电池系统能量密度高于135Wh/kg的车型可享受1.1倍补贴),续驶里程不低于200公里(等速法)(与2018年补贴政策要求一致);快充类纯电动客车快充倍率要高于3C并且不再有1.1倍的超额补贴调整系数(2018年补贴政策要求快充倍率高于3C,快充倍率高于15C的车型可享受1.1倍补贴);插电式混合动力客车(含增程式)节油率水平要高于60%并且不再有1.1倍的超额补贴调整系数(2018年补贴政策要求节油率水平高于60%,节油率水平高于70%的车型可享受1.1倍补贴);插电式混合动力客车(含增程式)纯电续驶里程不低于50公里(等速法)(与2018年补贴政策要求一致)。

在最受关注的补贴金额和上限方面,2019年政策可谓是毫不留情。以目前国内主流的非快充类纯电动公交客车为例,从2018年6月12日至2019年5月7日,购买一辆10米以上非快充类纯电动大型公交客车最高可享受18万元的财政补贴(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则单车补贴上限为18万元×1.1倍×1.1倍=21.78万元);2019年8月8日以后(5月8日至8月7日的过渡期结束后),购买这类车的单车补贴上限降至9万元,退坡幅度达到50%~58.68%。从2018年6月12日至2019年5月7日,购买一辆非快充类纯电动中型公交客车(8米<车长≤10米)最高可享受12万元的财政补贴(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则单车补贴上限为12万元×1.1倍×1.1倍=14.52万元);2019年8月8日以后,购买这类车的单车补贴上限降至5.5万元,退坡幅度达到54.17%~62.12%。从2018年6月12日至2019年5月7日,购买一辆非快充类纯电动轻型公交客车(6米<车长≤8米)最高可享受5.5万元的财政补贴(如果车辆的电池系统能量密度>135Wh/kg以上,且Ekg≤0.15Wh/km·kg时,则单车补贴上限为5.5万元×1.1倍×1.1倍=6.655万元);2019年8月8日以后,购买这类车的单车补贴上限降至2.5万元,退坡幅度为54.55%~62.43%。

(二)2019年客车市场销量预计将继续同比下滑

2019年上半年的客车市场形势跟2018年上半年较为相似,其发展比较平稳,没有再出现2017年上半年那样一片萧条,直到6月份才逐渐回暖的态势。其中主要原因,就是相关部委连续两年对新能源客车补贴设立了过渡期,稳定了人心,稳固了预期。表17显示,2019年1~7月,我国客车市场累计销售各类车型91566辆,比上年同期微弱下降0.3%。图8显示,2019年前七个月,我国客车市场有四个月出现同比增长,分别是1月、3月、6月和7月;有三个月出现同比下降,分别是2月、4月和5月。

表17 2018年1~7月与2019年1~7月客车市场分米段销量及其增长情况

单位:辆,%

时间

总计

12<L

11<L≤12

10<L≤11

9<L≤10

8<L≤9

7<L≤8

6<L≤7

5<L≤6

2019年1~7月

91566

1860

19479

19387

2968

24223

7097

4489

12063

2018年1~7月

91855

3093

16077

22111

2486

20579

7935

5803

13771

同比增长

-0.3

-39.9

21.2

-12.3

19.4

17.7

-10.6

-22.6

-12.4

注:L指“车长(m)”。

资料来源:中国客车统计信息网。

 图片关键词 

图8 2018年1~12月与2019年1~7月客车市场销量月度走势

客车行业销量在2019年6月和7月连续两个月同比较大上涨,主要是受到了新能源客车尤其是新能源公交车销量增长的推动,如图9所示。根据财政部、工业和信息化部、交通运输部、国家发展改革委2019年5月8日联合下发的《关于支持新能源公交车推广应用的通知》(财建〔2019〕213号),当年5月8日至8月7日为新能源公交车购置补贴政策实施的过渡期,过渡期内的补贴标准按《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》关于过渡期的规定执行,也即符合2018年技术指标要求但不符合2019年技术指标要求的销售上牌车辆,按照2018年对应标准的0.1倍来补贴;符合2019年技术指标要求的销售上牌车辆按2018年对应标准的0.6倍来补贴;过渡期期间销售上牌的燃料电池汽车按2018年对应标准的0.8倍来补贴。过渡期结束之后,新能源客车的最高补贴金额普遍退坡超过50%,因此,在过渡期结束前的两个月内,多下订单、多生产、多上牌,拿到相对更高的0.6倍补贴(符合2019年技术指标要求的销售上牌车辆),是客车用户和客车厂家达成的共识,也是政策驱动的必然结果。新能源公交车补贴政策过渡期的设置,可以说是新能源客车6月到7月快速增长的主要驱动力。但是,过渡期的设立也带来了一定程度的市场需求提前透支,因此,过渡期结束后,“后遗症”将很快显现,8月份的新能源客车市场和客车整体市场销量将出现下降,再加上2019年新能源客车财政补贴继续大幅退坡,下半年行业形势不容乐观。笔者预计,2019年全年新能源客车市场将出现10%以上的同比下滑,客户订单向优势企业集中、高企的补贴应收账款以及不断恶化的现金流,将导致更多中小型客车生产企业难以为继甚至退出市场。

图片关键词 

图9 2018年1~12月与2019年1~7月新能源客车市场销量月度走势



行业报告

第二章 智能客车国内外研究现状及发展趋势


随着城市化进程的不断加快,汽车保有量持续增加,交通拥堵、事故频发、环境污染、能源短缺等问题日益严重。得益于计算机技术、人工智能、互联网技术、控制技术的快速发展,智能汽车成为汽车行业新的研究热点。该文综述了国内外智能客车的发展现状,由于短期内无法实现全工况无人驾驶,文章重点介绍了L2~L4级别的智能客车技术,详细介绍了智能客车的环境感知技术、智能决策技术、控制执行技术、V2X技术、高精度地图等关键技术的研究现状;同时简要介绍了未来智能客车的发展趋势,人工智能(AI)技术、人机共驾技术在智能客车上的应用,智能客车在开放道路环境下的应用前景。

一、引言

近年来公路客车运输受高铁影响,发车班次和在营车辆数量急剧降低,但公路客车仍然是节假日、旅游出行不可或缺的方式。由于客车载客量大、智能化水平较低、主动安全系统配置不够全面,因此造成的客车安全事故都非常严重,例如安康秦岭客车撞墙事故、包茂高速客车追尾危化品车、山西晋城客车撞击韩家寨隧道事故等导致了严重的人民生命与财产损失。大量事故调查结果显示,驾驶员疲劳驾驶、违规操作、恶劣天气等因素是造成事故的主要原因。中国作为世界上客车产销量最高的国家,频发的客车道路安全事故引起了行业主管部门、客车生产厂家、汽车质量监督管理单位的高度重视,将传统的客车装备先进的智能驾驶辅助系统,提升客车安全技术水平降低事故发生率成为社会和行业的共同愿望。

2016年由交通部组织牵头制定的客车技术行业标准《营运客车安全技术条件》JT/T 1094-2016正式发布,该标准从客车的被动安全结构、座椅强度等方面进行了提升,最重要的是要求从2018年4月开始生产的车长大于9m客车必须装备前碰撞预警系统FCWS(Faward Collision Warning System)、车辆偏离预警系统LDWS(Lane Departure Warning System)、电子车身稳定系统ESC(Electronic Stability Control),2019年4月份开始生产的车长大于9m的客车必须装备自动紧急制动系统AEBS(Advanced Emergency Braking System)。JT/T 1094-2016标准是汽车行业首次通过强制性检验与认证的方式提升汽车主动安全水平的标准,客车智能化升级拉开帷幕。未来自适应巡航ACC、车道保持辅助LKA、盲区监测BSD等系统都会在客车上装备,实现客车横向与纵向L2级自动驾驶的功能,降低驾驶员的劳动强度和减少由于驾驶员失误造成的严重交通事故。

中国汽车工业起步较晚,欧洲客车的技术水平和技术储备量都明显高于中国和其他国家的车企,例如沃尔沃、斯堪尼亚、奔驰、赛特拉、MAN、Van Hool等主流客车制造企业。中国早期为发展客车行业解决出行难的问题,车企从欧洲引进了一些大客车整车平台与制造技术并沿用至今,宇通作为全球客车产销量最高的客车制造企业,其部分大客车平台采用的制动与转向等技术仍然被国外企业垄断,因此在国外技术垄断的大客车平台上进行智能化升级始终存在一定的技术风险和技术屏障,相反基于线控底盘的无人驾驶小巴士,其智能驾驶系统应用难度低和控制稳定性更高,因此L3级及以上的无人驾驶小巴士具备良好的自主应用平台基础。

车辆的系统装备需要多元的供应商体系,环境感知、决策控制、高精度定位、V2X车路协同、智能人机交互等人工智能技术,是智能化装备的核心支撑技术。与传统的机械部件不同,以软件定义系统功能并输出控制决策操作车辆安全行驶是智能化装备的技术路线。在JT/T 1094标准发布之前的几年时间里,以研发智能图像识别系统、主动安全系统的创业公司不断涌现,其研发的产品主要集中在乘用车领域,在与传统的博世、大陆、Mobileye直接竞争过程中处于劣势,只能用于后装市场,国内自主汽车智能化装备产业发展受到很大限制。JT/T 1094标准发布之后,各大客车主机厂纷纷建立与智能化装备系统供应商的合作,让智能化装备作为标配的车辆前装系统,极大释放了智能化产业的创新与活力,带动了一大批高科技人工智能创业公司与行业巨头进行角逐,有效降低了客车智能化升级的成本,客车智能化技术水平的提升初步具备了供应商产业基础。

二、国内外智能客车技术水平发展现状

(一)欧洲

欧洲的客车在主动安全装备方面起步较早,2013年起中国出口欧洲的大型载客客车都需要装备AEBS并且该系统的系统功能和性能需要满足ECE-R131的标准要求。欧洲的商用车目前主要装备由威伯科、克诺尔两家制动系统供应商所提供的AEBS解决方案。图1所示的奔驰大客车已经装备AEBS系统,在其成熟的底盘制动系统与AEB系统良好的匹配基础之上,可以直接采用实车作为测试用目标车辆,体现了欧洲客车制造商和系统集成商优秀的技术功底与工程应用能力。

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图1 奔驰客车

由法国初创公司Navya研发,法国专用客车运输公司Keolis出品的穿梭巴士在美国赌城市中心地区免费搭载乘客,可实现环绕0.6英里的既定路径运行。车辆采用了激光雷达、摄像头、毫米波雷达、高精度定位的传感方案,全车采用线控底盘,可实现精准的转向、制动、加速等操作,具备了L4级的自动驾驶能力(见图2)。但该车仅在运行一小时后,车头与另一辆从装车车位倒出的卡车的车尾相撞,而被迫停止运行,感知与决策技术仍需提高。

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图2 法国Navya与Keolis研发的小型无人驾驶穿梭巴士

(二)日本

日野汽车作为日本最大的客车制造厂商,其智能化水平代表着日本客车的最高水准。目前日野汽车的公路大型载客客车均装备了本土化的紧急制动AEB、车道偏离LDW、疲劳监测DSM、自适应巡航ACC、VSC车身稳定、自动大灯等系统,日野所装备的ADAS系统已经具备L2级的自动驾驶功能,但车道保持辅助LKA并未在其配置中(见图3)。

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图3 日野客车

SB drive在日野汽车平台基础之上,对车辆进行了自动驾驶改装,安装了前向激光雷达与360环视系统,实时感知行驶环境,同时以GPS高精度定位与移动互联网结合实现车辆自动驾驶导航(见图4)。该公司在自动驾驶小巴士试验方面起步较早,目前已经能够实现从乡村到城市道路的公交线路运行,具备较强的自动驾驶研发与工程应用能力。

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图4 软银公司SB drive

丰田和软银合作成立了Monet Technologies,目标是通过整合自动驾驶技术、打车服务和零售递送,借助丰田发布的多用途智能驾驶概念车e-palette,为日本民众提供按需定制的交通出行服务。在Monet Technologies成立的同年,马自达、铃木、本田、五十铃、斯巴鲁、日野、本田等主要日本汽车厂家纷纷入股成为Monet的股东,使得Monet的技术背景和资金实力达到空前高度。

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图5 Monet Technologies

(三)中国

1.L2级自动驾驶应用情况

中国作为全球最大的客车制造国,拥有完备的客车整车生产企业50家,覆盖了城市公交、摆渡车、校车、公路运输客车等全部车型。在早期的粗犷式发展过程中,订单式的生产模式与行业监管不够全面,可执行的智能化标准体系不够完善,客车在很长一段时间内都未配置先进的智能驾驶系统,只具备记录行驶距离、行驶速度、定位信息的车载监控终端。

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图6 智能驾驶终端

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图7 客车智能化系统

2013年底,“道路运输车辆卫星定位系统车载视频终端”等三项交通运输行业标准通过专家评审,标准要求通过视频分析技术判断司机是否生理疲劳,判断车辆是否按规定车道行驶。JT/T 1094-2016《营运客车安全技术条件》于2017年3月7日发布,要求2018年4月1日前必须安装车道偏离预警系统(LDWS)和自动紧急制动系统的前装预警功能;JT/T 1076/1078-2016交通部《车载视频终端技术要求》DSM+LDWS在存量车市场安装。目前国内新生产且车长大于9米的客车已经前装AEBS、LDWS、ESC、DSM等智能驾驶辅助系统,初步具备了L2级自动驾驶的应用数量基础,而行驶记录终端已经具备了本地存储与远程实时上传云端人工智能与大数据平台,进行实时车辆动态运行状态分析与远程警告功能。在已经具备条件的客车存量市场,采用后装智能车载终端实现车辆智能化改造,提升了在用车辆的安全技术水平。急加速急减速预警、自适应巡航、车道保持辅助、360环视等国标与行业标准正在制定,系统供应商正在加紧技术研发与储备,客车主机厂正在密集进行系统匹配与道路试验工作,未来这些标准有可能被引入客车安全技术条件中作为强制性执行标准。

FCW系统在客车上的应用不介入底层执行系统控制,在前装与后装市场推动都较为容易实现。AEB系统需要进行制动控制,而底层控制主要依靠高精度电子制动控制EBS实现制动。目前,国内的公路运输客车底盘制动系统都依赖于威伯科、克诺尔等系统供应商提供EBS、ESC关键功能,国内几乎不具备ESC系统研发能力。根据JT/T1094标准和JT/T1242标准,车长大于9米的公路客车必须前装ESC和EBS系统才能应用AEB功能。因此在AEBS前装过程中,在底盘制动系统厂家封闭制动命令接口的现状下,创业公司与客车主机厂只能通过外加制动器阀实现AEB功能。多套制动系统管路会造成额外的不稳定因素,且增加主机厂成本,长此以往会迫使主机厂转向更为简便的系统集成方案,对国内汽车智能化产业发展极为不利。

2.无人驾驶巴士发展情况

在自动驾驶与车路协同技术兴起的大浪潮背景下,国内各大客车制造主机厂与创业公司纷纷开展自动驾驶无人巴士的研发,并展开了大量的路试工作。具备无人巴士研发与制造的客车主机厂主要有:宇通客车、厦门金龙、厦门金旅、苏州金龙、安凯客车等,此外清智科技等创业公司也具备设计与研发能力。目前几乎所有的无人驾驶客车传感器解决方案都大相径庭,均搭载主流的激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS天线等众多高科技设备用于感知周围环境,且依靠高精度的定位地图路径规划和导航。一般的传统车企在自动驾驶感知、决策与控制技术研发与储备方面不足,而选择与专业的人工智能企业合作是快速应用落地的捷径和有效资源配置方案。

厦门金龙的阿波龙搭载了百度的APOLLO系统,该系统搭载了主流传感方案,通过人工智能、自动控制、视觉计算等“超能力”,可针对道路情况和突发状况实时做出反应,具备较高的人工智能水平。宇通客车的自动驾驶小巴士在郑州龙子湖智慧岛承担岛内的载客任务,该车采用纯电驱动与线控底盘,配置了3个激光雷达、2个毫米波雷达、12个超声波雷达、360环视系统、5G车路协同终端、云端处理器等,车辆与交通信号灯可实现基于5G通信实时上传数据和接受云端调度中心的控制。在车内配置了基于5G的智能语音交互系统,可以对车内的温度、光线进行控制,具备良好的乘坐体验与科技感。

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图8 无人巴士

目前国内的公路运输客车全面实现自主智能化升级存在较大困难,且应用无人驾驶技术的大型载客公路高速运行客车存在安全与法规问题。将5G高速通信技术应用于车路协同实现智慧公路+智慧城市,城市公交、封闭园区、机场等区域运行中小型无人驾驶巴士,将会全面落地与应用。

三、智能化客车关键技术研究现状

智能化客车的关键技术主要包括:

(1)环境感知技术。利用雷达、摄像头障碍物检测技术、机器视觉技术提取道路信息、周围障碍物运动状态,为智能网联汽车提供决策依据和条件,相当于智能汽车的“眼睛”。

(2)控制决策技术。根据获取到的环境信息,结合车辆自身状态,进行工况识别,并根据识别结果,对车辆下一步的行为进行安全、舒适、节能、高效的正确决策,相当于智能汽车的“大脑”。

(3)控制执行技术。基于车辆自主决策结果融合V2X通信,控制车辆的底层执行器,包括加速、制动、转向等操作,从而保证车辆能够稳定、精确地按照速度与路径进行行驶,它相当于智能汽车的“四肢”。

(4)V2X(Vehicle To Everything)通信技术。利用车辆专用通信系统,实现车—车、车—路、车—人之间信息共享,提高驾驶安全性、减少拥堵以及提高交通效率,它是ITS的关键技术之一。

(5)高精度地图。高精度地图对车辆精准定位的作用非常显著,车辆将传感器实时感知的信息与高精度地图做比较,可以获取自动驾驶车辆精准的位置,有利于加快决策规划及控制执行过程。

(一)环境感知技术

环境感知是智能汽车技术的基础,车辆利用激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器和摄像头等主要车载传感器以及V2X通信系统感知周围环境,通过提取路况信息、交通标志信息、障碍物信息,为智能汽车提供决策依据。在传感器领域,激光雷达是最主要的环境感知器之一,其原理是向周围环境发射激光再通过测量从发射到接收的时间差,来获取车与周围障碍物的二维或者三维空间的距离信息。按照激光雷达传感器扫描特性的不同,激光雷达可分为三类。

(1)单线激光雷达。投射出一层扫描面,在一定范围内获取线性扫描点,特点是响应时间短、快速扫描目标,但获取的点云数据量较少,无法详细描述三维目标信息,一般用于道路边界的快速定位,其中典型代表有SICK激光雷达。

(2)多线局部激光雷达。相比于单线激光雷达,多线局部激光雷达扫描点密度较高,能投射出多层扫描面,在一定程度上能反映目标物的外形信息,但横向和纵向测量范围均较窄,往往需要安装多个传感器才能实现智能车辆周围环境的全方位覆盖,其中典型代表有4线和8线激光雷达。

(3)多线全视场激光雷达。通过全方位360°扫描周围环境,能获取丰富的点云信息,完整描述三维场景,要求较高的实时处理能力。代表产品有Velodyne公司系列产品,包括16线激光雷达VLP-16、32线激光雷达HDL-32和64线激光雷达HDL-64。基于激光雷达的环境感知关键技术主要包括点云聚类、可通行区域分析、障碍物检测和动态障碍物跟踪等,数据处理流程如图9所示。

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图9 数据处理流程

毫米波雷达发射的毫米波波长通常为1~10mm,频域在30~300GHz之间,对烟尘雨雾的穿透性较好,能与激光雷达形成良好的互补关系。目前车载毫米波雷达常用的工作频率为24GHz和77GHz,24GHz雷达检测范围为中短距离,77GHz雷达检测范围为长距。车载毫米波雷达对前方目标的检测与跟踪是一个多目标跟踪过程,主要包括点迹预处理、航迹起始与终结、数据关联和跟踪等,如图10所示。雷达的目标跟踪算法常采用卡尔曼滤波及其衍生的滤波算法,如适用于非线性系统的拓展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法等;拓展卡尔曼滤波算法通过对非线性函数一阶或二阶泰勒展开并截断,将非线性问题转化为线性问题求解,由于忽略了高阶项,引入的线性化误差容易导致滤波器发散并且计算量大;无迹卡尔曼滤波算法是通过确定性采样,以无迹变换(UT)为基础,基于线性卡尔曼滤波算法建立起来的。无迹卡尔曼滤波算法无须对非线性系统线性化,因此其估计精度更高,稳定性更好。

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图10 毫米波雷达多目标跟踪过程

超声波雷达利用发生器产生40KHz的超声波,再由接收探头接收经障碍物反射回来的超声波,根据反射接收的时间差计算与障碍物之间的距离,探测距离在1~5m之间。超声波的频率高、波长短、绕射现象小,导致超声波雷达的散射角大,方向性较差,且波速易受温度影响。但超声波探测得来的数据处理简单、快速,且超声波雷达技术相对成熟,价格便宜,在短距离测量中,超声波雷达具有较大的优势。常见的超声波雷达有UPA、APA两种,主要用于自动泊车以及汽车盲区碰撞预警。传统自动泊车方案多以12个超声波雷达为基础,能够完成横向、垂直、斜向3种泊车动作,但使用条件苛刻,适应场景单一。而新的视觉+超声波的融合解决方案,能够适应较多的场景,技术和成本方面都有优势,逐渐成为主流做法。

智能客车上常用的视觉传感器主要有单目摄像头、双目摄像头(立体摄像头)、环视摄像头和红外摄像头等。视觉传感器可获得丰富的图像信息,如图像物体的颜色、纹理和轮廓等特征信息,根据这些特征完成对目标的检测和识别。机器视觉感知系统具有信息量大、探测范围广、成本低廉等优点,但对道路环境的光照变化、天气条件和交通情况较为敏感,目标识别精度会受到不同程度的影响。其检测流程如图11所示。

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图11 视觉传感器检测流程

目前基于车载视觉的目标检测方法有图像特征提取方法、机器学习方法以及深度学习方法。图12为基于图像特征的车辆检测流程,分为三个步骤。

步骤1:图像预处理。使用加权平均值法对摄像头采集的图像进行灰度化处理,得到灰度图;采用基于路面灰度级的图像分割方法处理灰度化图像,将车辆底部阴影区域从环境背景中分割出来,得到含有车底阴影区域的二值化图像。

步骤2:生成车辆ROI区域。对步骤1中得到的二值化图像进行形态滤波操作,使车辆底部阴影区域呈现更为明显的类矩阵特征,基于车辆底部阴影特征,设置矩形面积滤波阈值、矩形宽高比滤波阈值和矩形位置滤波阈值,定位出准确的车底阴影矩形区域,设置阴影区域矩形宽高放大系数,生成车辆ROI区域。

步骤3:车辆对称性验证。基于车辆轮廓对称性特征,采用Canny算子提取步骤2车辆ROI区域的轮廓,通过轮廓存在性判断和对称性判断方法,初步判定车辆ROI区域是否存在车辆。

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图12 基于图像特征的车辆检测流程

基于机器学习的目标检测方法是使用人工设定的已知图像特征,用机器学习的方法对样本数据集进行训练获得分类器,使用分类器进行目标检测和分类。用于训练分类器的机器学习算法主要有支持向量机(SVM)、Adaboost算法等。基于深度学习的目标检测算法有Fast R-CNN、Faster R-CNN、YOLO、SSD、DCNN等,图13为基于Adaboost算法的车辆检测流程。

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图13 基于Adaboost算法的车辆检测流程

综上所述,各类传感器都有自身的优势和劣势,采用单一传感器进行环境感知时具有一定的局限性,单一传感器很难应对复杂多变的行驶环境,因此智能客车目前大多将不同类型的传感器融合进行复杂场景的处理和判断,整合来自不同传感器的对同一目标进行感知的冗余或互补的信息,提高传感器系统的感知能力,实现准确高效的环境感知。基于多传感器融合的环境感知算法是目前智能车领域主流的方案,图14为毫米波雷达与机器视觉信息融合算法框架。

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图14 毫米波雷达与机器视觉信息融合算法框架

雷达数据经过滤波,与摄像头信息在时间和空间对准后,投影到同一时刻摄像头采集的图像上,获得雷达检测到的车辆ROI区域;采用机器视觉车辆检测算法对摄像头采集到的图像进行检测,获得车辆存在的ROI区域。将雷达和机器视觉检测到的车辆ROI区域进行数据融合,判断两种算法获得的ROI区域的关联度,若ROI区域关联成功,则表示检测到同一目标,输出该目标ROI区域作为车辆存在区域,若不一致则使用Adaboost分类器对不一致ROI区域进一步检测。分类器的检测结果分为有车和无车两种情况,若有车ROI区域为雷达识别结果,则输出该ROI区域,表示机器视觉检测算法漏检,反之表示误检;若车辆存在ROI区域为机器视觉识别结果,则输出ROI区域,表示雷达漏检,反之表示误检,多传感器信息融合技术能避免因单传感器车辆检测算法失效而引起的漏检误检现象,提升检测结果的鲁棒性和准确性。

(二)智能决策技术

智能决策系统根据行车目标,通过环境感知系统、自车车载传感器、V2X技术等获取自车运动状态、环境信息等,做出驾驶行为及确定动作的时机。驾驶决策应在保证安全的前提下,适应尽可能多的工况,满足多工况下进行安全、舒适、节能、高效的正确决策。

1.L2级自动驾驶控制决策

L2级自动驾驶控制决策由先进的驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems,ADAS)完成。ADAS利用安装在车上的各种传感器感知汽车行驶过程中周围环境的信息、车辆自身行驶状态、障碍物信息等,对驾驶员进行驾驶辅助操作。目前驾驶辅助系统已经大规模产业化发展,广泛用于各种乘用车、客车和货车上。按照其是否控制车辆的纵横向操纵可分为预警类驾驶辅助系统和控制类驾驶辅助系统,其中常见的预警类系统包括前向碰撞预警(Forward Collision Warning,FCW)、盲点检测(Blind Spot Detection,BSD)、车道偏离预警(Lane Departure Warning,LDW)、防碰撞主动制动系统(Precrash Brake Assist System,PBAS)驾驶员疲劳预警(Driver Fatigue Warning,DFW)、全景环视(Top View System,TVS)等。常见的控制类系统有:自动紧急制动(Auto Emergency Braking,AEB)、车道保持系统(Lane Keeping System,LKS)、自适应巡航(Adaptive Cruise Control,ACC)、自动泊车系统(Auto Parking System,APS)、车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,ESP)等。图15为预警辅助系统与控制辅助系统协同工作示意图。

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图15 预警辅助系统与控制辅助系统协同工作示意图

首先,利用毫米波雷达、激光雷达等传感器感知前方目标车辆信息,主要包括目标车辆相对于本车的速度、相对距离(Δd)、相对航向角以及TTC(Time To Collision)等信息;其次,读取CAN数据、车载传感器等获取自车速度、姿态角度、航向角度、加速度值等信息;当两车之间的相对距离(Δd1)或是TTC1达到前向碰撞预警(FCW)工作阈值时,预警系统通过语音或是视频提醒驾驶员注意行车安全;当两车之间的相对距离(Δd2)或是TTC2达到防碰撞主动制动系统(PBA)工作阈值时,PBA工作,提醒驾驶员减速行驶,并主动进行车辆加速度控制,使车辆之间保持安全的距离区间;当两车之间的相对距离(Δd3)或是TTC3达到自动紧急制动(AEB)工作阈值时,AEB工作,车辆进行主动制动,直到车辆停止行驶。研究表明驾驶辅助系统能有效地降低交通事故率,减少人员伤亡。

控制策略需要较多的数据作为支撑,除了利用车载传感器、CAN信号感知采集的车辆信息、环境信息外,部分信息不能直接获取,如路面附着系数、路面坡度、整车质量等,这部分信息对控制策略影响较大,可通过估计的方式进行获取。图16为利用EKF/UKF非线性滤波状态估计器对车辆运行的路面坡度、整车质量及路面附着系数等重要状态变量的实时估计,通过车载传感器获取车辆的纵横向加速度、横摆角速度、各车轮的轮速,基于车辆动力学系统估计模型设计EKF/UKF滤波状态估计器,系统框图如图16所示。

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图16 自适应车—路状态参数估计框图

2.L3级自动驾驶决策

就目前智能汽车技术发展进程来看,在短期内实现全工况无人驾驶还很困难,相当长一段时间内将处于L1~L3阶段,即人机协同驾驶。L1~L2阶段,汽车智能化程度有限,车辆驾驶权由人类驾驶员掌控,L3阶段,车辆智能化程度较高,智能汽车将参与驾驶权的分配,即驾驶员(人)与智能控制系统(机)共同参与完成驾驶任务,图17为人机协同控制系统结构。

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图17 人机协同控制系统结构

人类驾驶员与智能控制系统之间存在很强的互补性,智能控制系统通过环境感知系统能够精细化感知外部信息,通过决策系统规范化地做出决策、通过控制系统精准化地进行车辆控制,但其学习和自适应能力相对较弱,未知复杂驾驶场景下的经验不足;人类驾驶员容易受心理和生理状态等因素的影响,感知到不准确的周边信息,做出不合理的规划决策,但是人类驾驶员对环境理解的综合能力较强,通过人机协同控制,结合两者优势,形成双向的信息交流与控制,可以极大地提高车辆安全性、操控性、舒适性、经济性,促进汽车智能化的发展。

在某些典型场景下,智能控制系统根据人—车—路(环境)状态信息,通过分析计算,判断是否进行驾驶权的交接,当驾驶员状态不佳或驾驶能力下降时,智能系统获取车辆驾驶权;相反,当智能系统出现故障失效时,驾驶权可发生转移,由驾驶员进行人工接管重新获得驾驶权。现有的人机协同控制主要是利用驾驶员的状态和操纵动作、车辆状态和交通环境等信息,以安全、舒适等性能指标实时协调人与机之间的控制权。根据智能控制协同方式的不同,驾驶权分配可以分为两类:输入修正式协同控制和触觉交互式协同控制,图18为输入式人机协同控制系统架构。

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图18 输入式人机协同控制系统架构

智能控制系统只对驾驶员的操控输入与控制器的输入按照一定比例进行叠加或者修正,不直接参与控制端(方向盘、踏板等)的控制。

图19为触觉交互式人机共驾示意图,人类驾驶员通过触觉交互与系统进行持续反馈,人的在环程度更深;在紧急情况下驾驶员可以覆盖系统的输入实现对车辆的完全接管,保留了驾驶员对车辆的最终控制权。

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图19 触觉交互式人机共驾示意图

目前国内外各大汽车厂商都加大了智能汽车的研究力度,达到L3级的量产车型正在逐步增多。奥迪A8是全球第一款L3级自动驾驶的量产车型,自动驾驶框架如图20所示。A8将环境感知、自主决策、底层控制集成至zFAS中央决策控制器中。该车在车速小于或等于37英里/时,控制系统能完全接管车辆操作,能在复杂道路环境下完成主动变道、主动刹车、主动避让、车道保持、限速识别等。

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图20 奥迪A8自动驾驶框架

国内企业也着手布局L3级自动驾驶汽车,广汽新能源表示将在2019年推出L3级自动驾驶量产车型;长安汽车宣布到2020年实现L3级自动驾驶量产,2025年将实现L4级自动驾驶量产;百度Apollo和小鹏、奇瑞等车企表示争取在2020年实现L3级自动驾驶汽车量产。

(三)控制执行技术

控制系统的任务是根据当前周围环境和车辆位移、姿态、车速等信息按照一定的逻辑做出决策,并分别向油门、制动及转向等执行系统发出控制指令。智能车辆的运动控制,主要包括横向运动控制和纵向运动控制。

1.横向控制

横向控制主要研究智能车辆的路径跟踪能力。通过环境感知系统、GPS定位系统等获取车辆状态信息、自车位置信息、期望路径信息等,通过控制器使其按照期望的路径行驶。根据配置的传感器不同,其动力学模型可分为非预瞄式横向控制动力学模型与预瞄式横向控制动力学模型。

非预瞄式横向控制动力学模型采用磁性传感器获取车辆位置信息、期望路径信息,建立车辆与期望路径之间的相对位置关系,通过横向控制器控制车辆行驶轨迹;预瞄式横向控制动力学模型通过视觉传感器获取预瞄点与参考路径的位置偏差,通过横向控制器按照控制逻辑进行偏差修正。图21为非预瞄式与预瞄式横向控制动力学模型。

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图21 非预瞄式与预瞄式横向控制动力学模型

针对非预瞄式与预瞄式横向动力学系统控制问题,国内外学者进行了广泛深入的研究,主要控制方法如下:

(1)经典的PID控制

PID控制是一种常用闭环反馈控制方式,该控制方法不需要知道精准的被控对象模型,通过试凑法对控制器参数、比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd进行调节,该控制方式简单高效,能够满足智能车辆的横向路径跟踪要求,在工程上有较好的应用。

(2)最优控制

最优控制包括LQR和LQG两种算法,能够对多输入多输出系统进行控制。通过对给定的目标进行优化,确定系统状态加权矩阵及控制加权矩阵,通过系统各个指标权重系数得出控制器反馈增益K,从而对系统进行反馈控制。最优控制是一种线性控制算法,假设车辆横向动力学模型为线性系统,进而实现路径的最优跟踪控制。最优控制需要精准的车辆模型,外界干扰和参数变化,会影响控制精度。

(3)滑模控制

滑模控制是一种非线性控制方法。通过判断系统状态偏离滑模面的程度,来切换控制函数和调节控制参数,使被控系统按照一定规律运行。滑模控制响应快速、不需要系统辨识、对外界干扰不敏感,适用于多输入多输出的非线性系统,滑模控制可提高智能车辆横向运动系统的控制精度和响应特性。

(4)模糊控制

模糊控制是以模糊集合论、模糊逻辑推理和模糊语言变量为基础的控制技术。通过将经验编写成模糊规则,将输入信号模糊化并作为模糊控制器的输入,通过模糊推理和反模糊化,得出系统的输出。模糊控制无法得出系统的最佳性能,一般与其他算法联合使用,如文献[29]通过模糊控制与遗传算法相结合的方式,对车辆进行路径跟踪控制,结果表明,遗传算法—模糊控制优化单一的模糊控制。

(5)模型预测控制

模型预测控制是一种基于性能在线优化的先进控制方法,简称为预测控制,近年来被广泛应用于解决路径跟踪等多约束条件下的优化控制问题。模型预测算法采用非最小化描述的模型,对系统精度要求不高,建模方便;模型预测控制采用滚动优化策略而不是一次性优化,能够及时弥补模型失配、畸变、外界干扰等因素引起的不确定性。文献[30]将模型预测方法用于车辆横向位置保持上,取得了不错效果。

(6)H∞鲁棒控制

由于工作状态变动、外部干扰以及模型误差的缘故,精确的车辆模型很难得到,因此模型的不确定性在控制系统中广泛存在。鲁棒控制的特点是使具有不确定性的对象满足控制品质,在不确定参数有外界扰动下保证系统的性能,具有较好的容错能力和鲁棒性。文献[31]通过三自由度车辆模型检验H∞横向控制的鲁棒性,比较H∞控制器和LQG/LTR控制器,结果表明,H∞控制器能有效降低超调量,对外界噪声干扰具有较好的鲁棒性。

2.纵向控制

纵向控制主要控制车辆的纵向距离、速度及加速度,使车辆按照期望的运动状态运行。控制算法与横向控制算法相似,按照控制结构方式的不同可分为直接式控制和分层式控制。

直接式控制是指通过控制器控制节气门开度和制动压力,使其维持在期望值附近,从而保证达到控制车辆纵向状态的目的(加速行驶、减速行驶、匀速行驶)。具体结构如图22所示。

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图22 直接式控制结构

智能驾驶车辆纵向动力学模型是一个复杂多变的非线性系统,大部分参数在测量时精度不高。通过设计单个控制器来实现多个性能的控制具有一定的开发难度。

为降低纵向控制系统的开发难度,有研究者提出采用一种多层次控制结构来建立控制系统模型,如图23所示。根据控制目的不同,分层式控制器有上位控制器和下位控制器,上位控制器主要用来产生期望车速和期望加速度,下位控制器根据速度、加速度的期望值,控制油门开度和节气门开度,从而实现对车辆纵向状态的控制。控制。

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图23 分层式结构纵向控制器

(四)V2X技术

V2X(Vehicle to Everything)即车用无线通信技术,是指将车辆与各种信息资源(车、基础设施、人、云端)相连接的新一代信息通信技术。V2X通信是由车载传感器与通信模块实时获取车辆自身状态与周边交通信息,再通过终端直连(device-to-device,D2D)通信技术与邻近实体相连接或通过云端间接连接,实时共享交通信息,扩大单车信息获取范围,减小车辆检测盲区,从而提高道路交通效率与安全性。同时,基于信息融合技术,综合车载与非车载信息,可获得更为精准的车辆定位,为智能网联汽车及智能交通系统发展提供基础保障。按照通信对象的不同,V2X通信主要包括车与车(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与行人(Vehicle to Pedestrian,V2P)和车与云端(Vehicle to Network/Vehicle to Cloud,V2N/V2C)4种通信模式,如图24所示。目前,国际上实现V2X通信的主流方法主要有专用的短程通信(Dedicated Short-Range Communications,DSRC)技术与C-V2X(Cellular-V2X)技术两种。

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图24 V2X通信模式

DSRC以IEEE 802.11p协议为基础,系统主要包括车载单元(On Board Unit,OBU)与路侧单元(Road Side Unit,RSU)两个组成部分,配备车载单元的车辆可以与路边单元和附近车辆进行通信,实时交换交通信息;C-V2X是以LTE(Long Term Evolution)蜂窝网络为基础的通信技术,包括LTE-V2X以及5G-V2X。C-V2X有Uu接口(蜂窝通信接口)和PC5接口(直连通信接口)两种通信接口,如图25(a)所示。其中PC5模式与DSRC相似,信息可通过车与车直接连接进行传递,如图25(b)所示。在可预见的5G-V2X中,由于采用频段具有良好的传播特性和更为丰富的频谱,相对于DSRC,C-V2X在远距离数据传输、低延迟性、高可靠性等方面表现更为突出,对未来包括自动驾驶、车辆队列、传感器共享等先进V2X服务的信息交换将更具优势。但目前C-V2X产业仍然面临着关键商品成熟度不足、商业模式不清晰、各界力量不统一等问题。

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图25 C-V2X通信接口

图26为V2X技术在车路协同驾驶中的应用逻辑,车辆通过路侧单元、车载传感器、人机交互接口获取周围车流信息、自车状态信息、行人等信息。车辆控制器对路侧信息、传感器信息、人机交互信息按照设定好的优先逻辑对信号进行分类处理和任务分解,车辆上层控制器综合计算上述信息后,向下层控制器输出期望速度、加速度、车道位置等指令;下层控制器对指令进行进一步分解计算,最后控制节气门开度、制动压力、方向盘转角等,从而实现对车辆的协同驾驶控制。

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图26 V2X技术在车路协同驾驶中的应用逻辑

(五)高精度地图

高精度地图对于L3级别及以上的自动驾驶汽车有着十分重要的意义,是实现自动驾驶汽车商业化必不可少的一项基础设施。相较于传统电子地图,高精度地图具有高精度、地图元素及其属性更加丰富的特点,定位精度达到厘米级,而传统电子地图精度在米级,商用GPS精度为5米;高精度地图所包含的道路元素及其属性更加丰富,含有大量驾驶辅助信息,比如路标位置、交叉路口布局等道路网的精确三维特征,此外,还包含大量语义信息,包括道路标识线的位置和特征信息、道路限速信息、车道特征等信息。高精度地图能精准地传达道路特征信息,为自动驾驶汽车提供精准的定位,并辅助传感器进行环境感知,以做出合理的路径规划和决策,提高自动驾驶的安全性、可靠性。

(1)高精度地图制作的关键技术

高精度地图制作的关键技术主要在数据处理环节,一般是先根据自动驾驶的级别和用户需求制订明确的生产计划,然后再进行地图数据的采集,接着进行数据处理、编译、绘制和渲染等,最后对数据信息进行转换编译和检查,以确保高精度地图的准确性。通过采集车获取数据进行点云处理、三维重建和正射校正等处理,可获得厘米级精度的数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map),基于DOM数据可制作绝对精度高于10厘米的高精度地图。使用Arc CIS软件进行数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)制作,利用图像解译的方法分别创建点、线、面文件进行地物提取,待提取的地物包括道路、道路标识、车道线、转向标志、人行道、红绿灯、道闸、摄像头、建筑物、绿化带、水域以及停车场、地名地址信息,涵盖道路、道路链接、其他地物和POI(Point of Interest)信息点四个类别。几何特征提取完成之后就是录入相应属性,比如道路宽度、建筑物名称、绿化带宽度等。在矢量化的过程中需要保证数据的绝对定位精度要求、要素类别的完整性以及相应属性信息的完整性;对提取的数据进行拓扑结构调整,并通过多级质检保证最终数据的可靠性,最后得到的高精度地图模型就是附着有不同对象属性信息的道路网络的拓扑结构。

(2)应用高精度地图的政策法规问题

我国现行的测绘、地图管理领域政策法规与企业发展需求之间仍存在一定差距。目前企业在政策法规上存在的矛盾主要有表1中四个方面。

表1 企业在高精度地图领域遇到的政策法规问题


矛盾

现行政策法规要求

企业要求

1

地图精度要求

根据GB/T 35764-2017规定,公开地图位置精度不得高于50m

一般车道宽约3m左右,为保证车辆在车道内正常行驶不出事故,地图精度须在1m以下

2

重要地理信息数据表示

主要包括重要桥梁的限高、限宽、载重量和坡度属性,重要隧道的坡度和宽度属性

高精度地图十分需要这些属性信息,但国家有保密要求

3

地理信息安全监管

《基础地理信息公开表示内容的规定》中指出了地理信息敏感内容。国家规定,公开发布含敏感地理信息的地图,需做保密处理

部分商企业已经掌握了敏感信息识别技术,能对敏感信息加密处理。但其他类型企业没有相关资质,未来需研究在合法合规的情况下共享此类信息

4

测绘资质获取

我国政策要求,外资企业来华测绘必须采取与中国企业合作的方式,且即使合作,也不得从事导航电子地图的编制活动

外资车企来华测绘可与中国企业合作。目前有通用与高德合作的例子,其采取合作模式

 

四、未来发展趋势

综上所述,近年来随着计算机技术、云计算、物联网技术的不断发展,智能汽车取得了令人瞩目的进展。智能汽车是融合多学科、多领域的高新技术载体,人工智能技术(AI)及人机交互技术的应用将大大提高智能汽车的智能化水平,提升环境感知、决策规划、执行控制的宜人性,更好地满足人们对安全性、舒适性、友好性及个性化的需求;未来智能客车的工作场景将由典型封闭特定场景,走向全工况开放路段,实现大面积推广,进一步提高道路交通效率,降低事故发生率,减少排放。未来智能客车技术将朝着高级智能化、个性化、全面应用化等方向发展。

(一)人工智能(AI)技术

人工智能是计算机科学的一个分支,近年来,诸如深度学习、增强学习的人工智能技术在自动驾驶技术中取得了较好的研究成果。在环境感知领域,使用Faster R-CNN、SSD等深度学习模型进行车辆、行人和交通标志检测时能获得很高的准确率,且算法的实时性也能基本满足实际需求。特别是在非结构化道路的检测中,基于人工智能的检测算法成为自动驾驶视觉感知的重要支撑。除了在自动驾驶技术上的应用,人工智能在客车上的辅助应用也比较多,比如法国米其林公司通过对转向盘振动数据进行分析判断驾驶员疲劳状态,并进行声音报警提示,能有效避免交通事故。由于人工智能在智能客车领域应用的研究尚处于起步阶段,且客车所行驶的工况多是混杂繁忙的路段,需要大量数据样本、计算资源,在自动驾驶的感知、决策、执行等环节尚无法达到实时检测和实时控制的要求。此外,由于客车自身的体积特性,运用人工智能技术对客车侧方环境进行感知是其独有的技术需求,但这一研究领域目前仍处于空白状态。

(二)人机交互技术

由于智能汽车的完全自动驾驶在短期内很难实现,在很长一段时间内智能汽车都将处于人机协同驾驶的阶段。然而目前商用主动安全与驾驶辅助系统大都采用固定参数,缺乏对驾驶员个性化需求的考虑,大大降低了使用率与满意度。此外,人机协同驾驶策略与控制同样缺乏人性化、个性化考虑,驾驶权切换过程不够平滑自然、舒适性较差,人机共驾商业化进程缓慢。目前,人机交互技术正朝着考虑驾驶员状态、意图、风格与技能的方向发展。基于人机交互机理,坚持以人为本的原则,制订符合驾驶员个性化需求的主动安全与驾驶辅助系统以及特定场景下安全舒适、个性化的人机驾驶权切换策略与分配方案,实现人机协同驾驶中车适应人的目标,是智能客车人机交互的主要任务。

(三)从封闭场地到开放道路的应用

随着智能客车研发的不断深入,目前智能客车在特定场景已经有小规模的测试和应用。2015年8月,宇通客车发出了全球第一台无人驾驶客车,并在郑州与开封的城际道路上完成了一次自动驾驶试验。

2016年2月,荷兰瓦赫宁根大学,两台WEpod小型公交车在校园内运行。2018年4月金旅的无人驾驶客车“星辰”实现了无人工干预的L4级自动驾驶,并拿到了平潭综合实验区公安交通管理部门授予的平潭无人驾驶汽车测试牌照,这些都是智能客车发展过程中的重要成果。

目前智能驾驶客车相关技术尚不成熟,仍存在许多挑战,包括技术难题、缺乏完善的测试理论和方法、法律法规尚未形成等。首先,在环境感知、决策规划、控制执行、高精度地图等方面的安全可靠性有待进一步提高,以保障更高级别的自动驾驶。其次,由于我国人口密集、交通环境复杂,当前各地已开放的测试道路和测试场景有限,尚不能满足各类主体的测试需求。最后,支持道路测试的相关法律法规标准还亟待完善,目前我国关于无人驾驶的相关法律法规仍然空白,需逐步完善有关无人驾驶的法律法规以适应交通方式的变化。

虽然目前仍存在许多问题,且高速、大运载量的无人营运客车几乎不可能应用,但是在应用了大量的前述先进智能化技术后,智能客车的安全技术水平将达到前所未有的高度,事故率降低,小范围、固定场景或路线的营运客车将逐步走进人们的视野。

五、 结语

智能汽车的发展为汽车产业带来了机遇与挑战。客车属于汽车大家庭中的重要成员,相对于其他车型,客车商用化程度较高,在人们的日常生活中,灵活且应用面广,发展智能客车意义重大。一方面智能汽车技术是一门综合型交叉学科,智能客车商用化程度高,发展智能客车能够大大促进计算机技术、通信技术、互联网技术、控制技术发展,同时促进智能道路基础设施、V2X通信基础设施、智能汽车相关测试标准及规范发展,为新一轮科技革命和产业升级奠定基础;另一方面,智能客车的发展能够大大改善人们的交通出行品质,能够提供更安全、更高效、更环保、更舒适的出行方式。

 


第三章 新能源客车产业全面电动化发展的路径研究


客车涉及城市公交、道路客运以及校车、救护车等公共服务领域,国家与地方层面已出台了一系列支持政策和明确推广比例、加强财税等措施推进客车领域电动化进程,尤其是在城市公交领域新能源汽车推广应用效果显著。截至2018年底,城市公交车电动化比例已达到50%,电动化进程相对较快;公路客车电动化进程较慢,市场占比仅为3%,未来市场潜力较大。但是,在电动化发展中,客车领域仍面临产品供给不足、技术不完善、充电建设滞后等突出问题,需要国家和地方层面提供相应的政策支持。因此,坚持问题导向,建议从战略规划、生产、购置、推广、使用、充电设施等方面提供政策支持,完善新能源汽车推广应用环境,加快全面电动化发展。

一、新能源客车产业电动化现状

(一)支持政策现状

客车主要应用在公共服务领域,其已成为新能源汽车推广应用的“先行者”。国家及地方层面率先在城市公交等公共服务领域,加大新能源汽车推广应用力度,加快全面电动化进程,推动公共服务领域车辆的能源结构转型,有利于汽车产业转型升级。

1.国家政策统筹推进全面电动化进程

从顶层设计出发,国家对新能源客车的推广范围及比例做出具体要求,主要体现在以下两点:

一是适时提高车辆总体推广目标。2015年3月,交通运输部提出到2020年,城市公交、出租和城市物流配送等领域的新能源汽车总量要达到30万辆,其中新能源城市公交车达到20万辆。2018年,新能源城市公交车保有量已达到30万辆,提前完成了2015年的推广目标;同年7月,交通运输部将推广总量调整为60万辆,既反映了公共服务领域推广新能源汽车的积极性,也体现了国家加大新能源汽车推广应用的决心。

二是各区域电动化进程设置差异化要求。由于不同地区的经济水平、自然条件、环境污染程度等存在差异,且考虑到当前新能源汽车技术水平及充电设施配套建设情况,国家层面需要统筹协调各区域的新能源汽车推广要求,做到科学规划、稳健发展。具体包括:在新增及更新方面,要求城市建成区新增和更新城市公交车基本采用新能源汽车;在存量替换方面,要求2020年底前,重点区域的直辖市、省会城市、计划单列市建成区公交车全部更换为新能源汽车(见表1)。

2.地方政策合理规划电动化推广目标

各省市综合考虑城市化发展水平、环境污染程度、公交车保有量等各种因素,积极推进公交车电动化目标,主要特点如下:(1)重点区域先行。以城市中心城区、建成区等区域为公交电动化核心区域,此区域人口密度大、运行公交车数量多,对城市的污染程度突出。(2)明确推广目标。除了四川和甘肃没有出台明确政策,其他省区市均响应国家政策要求,提出新增及更换公交车为新能源汽车的电动化要求;大气污染治理重点区域和省份对公交车电动化比例要求高,因此也加快了推进电动化的进程。天津、上海、河北等10个省份要求核心城区的公交车在2020年全部实现电动化,其中广东深圳2017年已实现公交纯电动化,其余19个省份也提出了每年的新能源公交车比例要求(见表2)。

表1 国家层面对新能源公交车的主要支持政策

发布部门

政策名称

关键点

主要内容

交通运输部(2015.3)

关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见

总量

到2020年,城市公交、出租和城市物流配送等领域的新能源汽车总量要达到30万辆,其中新能源城市公交车达到20万辆

交通运输部(2018.7)

关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的实施意见

总量

到2020年底前,城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量需达60万辆

存量替换

到2020年底前,重点区域的直辖市、省会城市、计划单列市建成区公交车全部更换为新能源汽车

国务院(2018.7)

关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知

新增及更新

城市建成区新增和更新的公交、环卫、邮政、出租、通勤、轻型物流配送车辆使用新能源或清洁能源汽车,重点区域使用比例达到80%

存量替换

2020年前,重点区域的直辖市、省会城市、计划单列市建成区公交车全部更换为新能源汽车

生态环境部(2018.9)

京津冀及周边地区2018~2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案

推广比例

确保2020年城市建成区公交、环卫、邮政、出租、通勤、轻型物流配送车辆中新能源和国六排放标准清洁能源汽车的比例达到80%

新增及更新

自2018年10月1日起,城市建成区新增和更新的公交、环卫、邮政车辆等基本采用新能源或清洁能源汽车

存量替换

北京、天津、石家庄、太原、济南、郑州市制定了2020年底前建成区公交车全部更换为新能源汽车实施方案

资料来源:CATARC政研中心整理。

 表2 全国31个省区市关于新能源公交车的推广政策

省区市

主要内容

北京

在中心城区和城市副中心使用的公交车辆为电动车,力争到2020年纯电动公交车的比重由现在的10%提升到约60%

天津

2020年底前,建成区公交车全部更换为新能源汽车

上海

2020年底前,建成区公交车全部更换为新能源汽车;到2022年,公交新增车辆力争全面实现电动化

河北

到2020年,石家庄市建成区公交车全部更换为新能源汽车

山西

2020年底前,11个设区市建成区公交车全部更换为新能源汽车

内蒙古

2018~2020年在呼和浩特、包头的公交车新增或更新的车辆中,NEV占比逐年递增(2016年≥30%),其他盟市分别不低于20%、25%、30%

山东

加快推进城市建成区新增和更新的公交车采用新能源或清洁能源汽车,其中7个传输通道城市达到80%2020年底前,济南、青岛市中心城区在保留必要燃油公交车进行应急保障的基础上,其他全部更换为新能源或清洁能源汽车

福建

2018年将全省2011~2013年购入的传统燃油城市公交车更新为纯电动公交车;2020年全省城市公交更新为新能源汽车

江苏

到2020年,新增及更新的公交车中新能源公交车比重达到80%以上

浙江

加快推进城市建成区新增和更新的公交车采用新能源或清洁能源汽车,全省使用比例达到80%2020年底前,杭州市、宁波市建成区公交车全部更换为新能源汽车

安徽

2017年,合肥市、芜湖市新增及更换的公交车中,新能源公交车比例不低于80%;其他城市比例不低于50%。到2020年前,每年按照10个百分点的增加比例逐年扩大应用规模

江西

2018~2020年每年新增及更换的公交车中,新能源公交车的比例要分别达到55%、65%、75%

河南

原则上新增、更新公交车辆全部纯电动化,2020年底不低于50%,郑州市建成区公交车领域全部实现电动化

湖北

2015年购买配备新能源汽车数量不低于年度更新车辆总量的30%,并逐年提高比例

湖南

到2020年,新增及更换的公交车中新能源车辆比重达65%

广东

深圳2017年已实现公交纯电动化,广州、珠海2018年底实现公交电动化,珠三角其余各市到2020年前全部实现公交电动化(其中纯电动公交车占比超85%),粤东西北各市市区到2020年电动化公交车占比超80%

广西

2019年,全区新增及更新公交车中新能源公交车比重不低于30%

海南

新增和更换车辆100%使用清洁能源汽车,力争2020年总体清洁能源化比例不低于80%

辽宁

2018~2020年,城市中心城区的公交车应用清洁能源或新能源汽车比例力争达到80%、85%、100%

黑龙江

2018~2020年,新增及更换的公交车中,新能源公交车比重分别达到25%、30%和35%

吉林

2019年起,每年各市(州)城市建成区新增和更新的公交车中,新能源汽车或清洁能源汽车比例达到30%以上

四川

重庆

引导主城区公交车主动使用新能源汽车

云南

各地新增或更新城市公交车中,新能源汽车比例昆明市不低于80%,曲靖、玉溪、楚雄、红河等4个市(洲)不低于60%

贵州

2020年底前,重点区域新增及更换的公交车中新能源汽车比重不低于35%

西藏

稳步推进城市公交“油改气”“油改电”工作,大力推广新能源汽车

陕西

城市新增公交车全部使用新能源车;2020年底前,关中城市现有燃油公交车更新为新能源公交车,其中,2018年和2019年不少于40%

宁夏

公交领域率先使用新能源汽车

甘肃

青海

到2020年,新能源公交车数量占公交车总数的比例不低于30%

新疆

到2020年底,“乌-昌-石”“奎-独-乌”区域城市公交车气(电)化率达到100%,其中2019年底达到80%

资料来源:CATARC政研中心整理。

(二)新能源汽车产品及市场现状

“十五”期间,我国就启动了新能源客车的研发和推广工作,带动了整车动力系统及关键零部件等核心技术的发展。“十一五”期间,国家开展“十城千辆”示范工程,率先在城市公交等公共服务领域推广新能源汽车,推动了行业加快新能源客车产品布局和技术创新。当前,新能源客车产品成熟、技术大幅提升、推广应用突出,成为国家推进全面电动化发展的重要领域。

1.部分领域具备了全系列新能源汽车产品条件

按车辆用途划分,公共服务领域的客车产品主要包括城市公交、道路客运、校车、救护车、机场摆渡车等。受使用场景、运行特征、政策支持等因素的影响,各领域下的新能源汽车产品有一定差异。具体情况如下:一是城市公交领域已实现了全系列新能源汽车产品,包括5~18米的纯电动公交车(慢充和快充)、插电式混合动力公交车(油电混及气电混),以及可示范运营的燃料电池公交车。二是道路客运领域基本具备了全系列新能源汽车产品条件,但在续航里程、运载效率等性能方面有待提升。三是专用校车运输距离短、运输载重轻、运维成本高,适用于推广应用新能源汽车;但由于专用校车主要用于载运幼儿园、中小学生特殊群体,对车辆安全性提出更高要求,尤其是对新能源汽车用的电池等关键零部件在防护、防碰撞等设计上提出更严格的要求;根据调研,客车企业在新能源校车方面已有产品储备,但尚未进入产品公告。四是救护车和机场摆渡车具备新能源汽车产品条件,但受特殊应用场景制约,当前推广应用情况表现一般。

2.技术水平基本满足正常运营需求

以10米典型客车车型为例,新能源客车在动力性、能耗水平方面有明显提升,与传统燃油客车运营能力间的差距逐步减小,使用成本经济性优势明显。

随着动力电池系统能量密度提升,配套客车的电池电量逐步增加,纯电动客车的续驶里程也在不断提高,年均增长幅度在10%左右,预计2019年平均续航里程将达到400公里,将不断接近加满油后传统燃油客车的行驶里程(见图1)。因此,在保障充电能源供给情况下,新能源客车续航里程已基本能满足客运需求,具备竞争优势。

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图1 纯电动客车平均续航里程

随着动力电池系统管理技术和轻量化技术的应用等,纯电动客车的百公里电耗水平逐年下降,年均下降幅度在1%左右,预计2019年百公里平均电耗将达到50kWh/100km左右(见图2)。因此,在客车运营相同里程下,新能源汽车使用成本将具备更明显的竞争优势。

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图2 纯电动客车平均电耗水平

随着动力系统节能技术和轻量化技术的应用等,插电式混合动力客车的节油率水平将逐年提高,2017年后年均提高幅度在1%左右,预计到2019年平均节油率水平将达到61%(见图3)。因此,在纯电动客车仍存在续航里程、充电等问题的情况下,插电式混合动力客车在节能减排、使用成本等方面仍具有一定的竞争优势。

图片关键词 

图3 插电式混合动力客车节油率水平

3.市场现状:有待进一步加快电动化进程

截至2018年底,全国客车保有量为162万辆左右,传统燃油客车、替代燃料客车和新能源客车市场占比分别为61.5%、13.5%和25.0%(见表3)。其中,城市公交车电动化比例已达到50%,电动化进程相对较快;公路客车电动化进程较慢,市场占比仅为3%;校车和救护车几乎没有新能源汽车,仍以传统车辆为主。

表3 客车各领域的市场情况

单位:辆,%

类型

传统燃油客车

替代燃料客车

新能源客车

总计

保有量

占比

保有量

占比

保有量

占比

公交车

191778

25

183350

25

381723

50

756851

公路客车

592290

91

35171

6

21702

3

649163

校车

162401

100

0

0

0

0

162401

救护车

48848

99.8

71

0.15

26

0.05

48945

总计

995317

61.5

218592

13.5

403451

25.0

1617360

注:公交车和公路客车数据截至2019年3月,校车和消防车数据截至2018年底。

资料来源:交通部、教育局等部门统计数据。

按产品结构分析,新能源客车以纯电动客车为主,市场占比接近80%;替代燃料客车主要是天然气客车,占比接近100%,还有少部分的甲醇乙醇客车及其他燃料客车。

图片关键词 

图4 清洁能源客车产品结构

(三)产品经济性分析

对于运营类客车来说,车辆使用期间的经济性是选择的重要标准。客车以大中型车型为主,以10米左右的城市公交车和公路客车为例,在不考虑新能源汽车享受的财税政策情况下,假设各动力类型车辆的运行特征相同,并综合考虑生产环节、运营环节、折旧环节等方面的成本,本文评估了新能源客车与传统燃油客车在使用年限内的综合成本差距。依据《机动车强制报废标准规定》,结合引导报废行驶里程参考值及行业情况,城市公交和公路客车使用年限按照8年计算,报废年限分别是13年、15年。此外,校车尚无新能源汽车产品推广,救护车新能源汽车推广应用较小,本文暂不对这两类车型做经济性差距分析。

1.新能源公交车经济性分析

与传统燃油公交车相比,纯电动公交车的一次性购置成本仍要高出40多万元,运营环节的成本可节省7万元/年左右(按年行驶里程6万公里计算),折旧、维修保养[1]等其他综合成本高约1.3万元/年,则在8年使用期间的综合成本可节省约4万元,在13年全生命周期内的综合成本可节省约30万元。同理,与传统燃油公交车相比,插电式混合动力公交车的一次性购置成本约高27万元,运营环节的成本可节省约6万元/年,折旧、维修保养等其他综合成本高约1.2万元/年,则在8年使用期间的综合成本可节省约14万元,在13年全生命周期内的综合成本可节省约40万元(见图5)。

图片关键词 

图5 新能源公交车与传统燃油公交车间的经济性分析

2.新能源公路客车经济性分析

由于新能源公路客车以纯电动车型为主,本文仅分析纯电动公路客车与传统燃油公路客车之间的成本差距。与传统燃油公路客车相比,纯电动公路客车的一次性购置成本(含购置税)仍要高出约50万元,运营环节的成本可节省约11万元/年(按年行驶里程10万公里计算),折旧、维修保养等其他综合成本高约3.5万元/年,则在8年使用期间的综合成本可节省约8.5万元,在15年全生命周期内的综合成本可节省约60万元(见图6)。

图片关键词 

图6 纯电动公路客车与传统燃油公路客车间的经济性分析

综上所述,新能源公交车和公路客车在运营环节的成本优势突出,在不考虑技术、充电等制约因素的情境下,新能源车型在使用期间和全生命周期内的经济性低于传统燃油车型。但是,若考虑技术水平、充电设施等制约因素,新能源汽车在客车领域的推广仍存在初始购置成本高、运力达不到传统汽车水平的情况。

二、推进客车产业电动化发展存在的问题

在国家政策大力扶持及地方政府积极响应下,城市公交车等公共服务领域的新能源汽车市场发展较快,为新能源汽车整体市场的扩大发挥了至关重要的推动作用。但是,客车领域电动化仍面临着部分领域推广受限、产品质量不高、配套设施不完善、维修保养不成熟等突出问题。

(一)部分领域推广受制于特殊的应用场景

当前,救护车领域尚不具备大规模推广使用新能源汽车的条件。一是医疗急救存在任务急、频次高等特点,有时突发急救任务的地点偏僻、待命时间长,当前新能源汽车技术水平仍不适合作为日常救护任务使用。二是我国地形复杂多样,新能源汽车不能很好地适应高寒、高热、高原地区气候条件,而且各地充电基础设施建设差距较大,不具备满足救护任务的使用特征。据了解,目前投入使用的新能源救护车均为特种车,不承担日常急救任务。此外,校车虽具备推广新能源汽车的使用特征,但受特殊群体乘坐使用要求,对新能源汽车产品的技术水平提出更高条件。主流客车企业储备了新能源校车产品,但国家层面尚未通过产品公告。

(二)新能源汽车产品质量问题突出

目前,新能源城市公交车和道路客车以纯电动汽车为主,而我国动力电池技术尚未实现革命性突破,在一致性、安全可靠性、能量密度、使用寿命等性能方面仍存在突出问题,而且驱动电机、变速箱等主要部件故障率突出,降低了车辆的安全性和可靠性,影响了运营效率。据公开报道不完全统计,2017~2018年,新能源客车发生15起安全事故,涉及9家企业的165辆车(98%为纯电动车型)。按事故原因统计,2017年安全事故原因主要是电气连接失效和外部引燃,比例各占50%;2018年安全事故原因多样,其中产品问题是主要因素(占50%),其次是局部过热(占29%)和过充电(占14%),外部引燃比例下降至7%(见表4)。

表4 新能源客车安全事故统计情况

单位:%

事故原因

2017年

2018年

当年发生的事故数占比

17

28

 其中:产品问题占比

0

50

    电气连接失效占比

50

0

    局部过热占比

0

29

    过充电占比

0

14

    机械伤害占比

0

0

    外部引燃占比

50

7

资料来源:根据公开报道整理。

(三)配套充电基础设施建设受限

城市新能源公交车车辆增加,带来了充电桩建设的重大需求问题。目前,公交车发展面临着综合场站和终点站场地缺失的最大瓶颈,场站的建设速度与公交车辆的增长速度存在一定的差距,北京、上海等一线城市的公交车场站缺口超过40%。一方面充电站、充电桩的建设将挤占原有场站面积;另一方面在临时场地停放的公交车也有充电需求,进一步对场站资源提出更高要求。由于永久性公交场站建设周期过长,从规划、立项、审批到投资、拆迁和建设的周期一般在两年以上,因此公交集团多采用租地等方式临时搭建停车场站,这进一步增加了场站管理和改造难度(见表5)。

表5 主要省市的公交车场站建设及缺口情况

地区

场站情况

北京

2017年,全市范围内共有公交场站665处,其中永久场站仅194处,总用地面积540多万平方米,永久公交场站用地缺口达430万平方米

天津

2015年,公交部门所实际管辖的公交场站面积仅为389.45万平方米,有122.55万平方米的缺口,车位缺口已超过50%

上海

公交车场站缺口超过40%

广州

2017年,按照首末站每标准车100平方米的标准,目前站场缺口比例达42.73%

深圳

2017年,公交场站共计390个,占地面积达206万平方米;缺口面积共计43万平方米。如扣除临时租赁公交场站,缺口达196万平方米

大连

公交场站面积缺口约30万平方米

厦门

2014年,公交场站用地需82万平方米,而实际仅有场地约32万平方米,其中约有一半是租借用地

福州

公交车场站缺口超过40%,租用和占道停车比例过高

资料来源:根据公开资料整理。

(四)缺乏完善的保养维修管理制度

一是新能源汽车维修保养专业技术人员缺口大。新能源汽车属于新兴技术型产业,运营企业缺乏电子技术维修的专业技能人才,尚未完成知识储备更新、技术转型升级等问题,在一定程度上降低了车辆的维修效率(见表6)。二是新能源汽车专属维修保养体系尚未建立,包括保养项目及级别、维修项目、维修设备和检测设备、收费标准等内容,缺乏国家层面的统一标准。而且,生产企业将电池管理系统、整车动力管理系统、驱动电机等项目的多项技术作为技术专利,未能提供运营企业专业的维修技术和故障判断排除技能。

表6 新能源汽车维修保养存在的问题

项目

主要问题

维护项目

注重“三电(电池、电机、电控)”定期维护,但缺乏专业化维护场站建设及专业技术人员,在维护项目方面尚未建立专门的技术标准规范,亟待正规化

维护周期

尚未明确维护等级(比如行驶里程要求、时间间隔要求),以及不同维护等级下的作业项目和对应的技术标准

维护检测设备

新能源汽车涉及高压系统部件,需要加强绝缘设备使用;维修人员对检测设备缺乏专业使用规范

维护时间

新能源汽车相关部件存在库存管理问题,电池等核心部件仍没有库存,造成维护时间拉长,降低了客户满意度

收费标准

核心部件仍面临成本问题,尤其是动力电池成本仍占新能源汽车总成本的40%左右,造成维修保养收费较高

资料来源:根据公开资料整理。

三、 新能源客车产业全面电动化发展的政策建议

结合客车领域车辆电动化过程中存在的问题,以及推进全面电动化发展的需求,从生产、购置、使用、充电配套环境等方面建立系统性的政策体系,完善新能源汽车推广应用环境。

(一)战略规划:建立车辆电动化奖惩机制

在城市公交领域,综合考虑各省市的公交车电动化政策规划、传统公交车保有量和年度更新车辆数量,以及综合成本等因素,国家层面应对不同区域的公交车电动化时间提出差异化要求,尤其是可要求大气污染治理重点区域的省市区在3年内实现城市公交车全面电动化。根据国家层面制定的电动化时间进程表,对各城市的新能源汽车推广效果进行考核,建立新能源汽车推广应用奖惩机制。一方面对推广效果好的城市给予一定的奖励和支持,优先拨付新能源汽车购置补贴、公交车运营补贴及充电设施建设补贴等,保证推广应用的积极性;另一方面对推广积极性差、未完成推广任务的城市给予一定的经济性惩罚,延迟拨付补贴资金。对于市场化推广的道路客车和缺乏新能源汽车产品的校车、救护车领域,建议采取支持政策引导运营企业和教育部、国家卫生健康委办公厅积极使用新能源汽车。

(二)生产和购置环节:加快实施积分政策,安排资金鼓励采购

一是建议加快在商用车领域实施新能源积分政策,综合考虑客车的主要结构参数和性能指标,合理设置核算方法,通过市场化机制提升公共领域企业研发生产积极性。二是控制燃油车增量,免征新能源汽车牌照费,从采购源头上建立新能源汽车优先分配运营权优势。三是对燃油车置换为新能源汽车安排专项奖励资金。2021年前,结合购置补贴力度,设置合适的单辆车置换补贴资金比例;2021年购置补贴退出后,可适度提高置换补贴资金比例。四是延续免征购置税和车船税,保持新能源汽车的成本优势。

(三)推广环节:明确运营车辆的技术选型标准

加快制定新能源公交车、道路客车、校车等行业标准,明确新能源汽车在行业的使用范围、技术要求、服务保障要求、车辆配置要求等。一是编制新能源汽车营运车辆使用指南,根据典型地区的新能源公交车使用经验,明确不同领域、不同车型、不同条件环境等情况的新能源汽车使用操作指南。二是国家层面完善新能源汽车使用效果动态评估机制,建立新能源使用效果动态评估指标体系,评估不同车辆技术类型在不同环境、不同领域、不同运营条件下的使用效果,从而为不同区域因地制宜地选择最优车型、最佳解决方案提供决策支撑。三是加快建立新能源客车领域车辆在生产端、使用端、充电设施、政府的四级监控体系,搭建新能源汽车运营管理、社会维保体系,并设定新能源汽车技能岗位与评价体系。

(四)使用环节:加大系统性政策支持力度

一是城市公交车运营权优先授予新能源汽车,提高新能源汽车运营指标。二是鼓励地方政府制定高速通行费优惠、路桥通行费优惠、停车费优惠政策。三是对新能源公交车充电电价实行优惠政策,可按低谷电价或平电价执行,减轻运输企业运营成本。四是继续支持城市新能源公交车实行运营补贴,可按照运营里程给予运营补贴。五是加强新能源运营车辆的运行动态监测,建立可持续的事前事后安全监管机制,对于发现安全隐患的视严重程度给予处罚。六是组织交通运输管理部门、城市公交企业开展新能源汽车使用培训,并推动维修企业新能源汽车维护与维修项目的建设,发挥行业力量、协会力量,加快编写有关新能源公交车维修保养的相关教材和标准。

(五)配套环境:加大基础设施支持力度

从规划、建设和管理各个环节,强化政策扶持,切实提高充电便利性。一是保障土地供应,把公交场站建设项目纳入城市基础设施建设之中,对新建公交场站用地进行土地储备,并纳入城市土地一级开发项目中。二是加快建设充电设施。对现有城市公交站、客运场站改造,符合配建条件的,加快建设完善充换电设施。在规划建设城市公交枢纽、客运场站时,根据需求加快配建快速充换电设施。三是完善公交场站建设配套标准,明确新能源充电设施配建标准。明确充电设施用地、布局和安装法律依据,制定充电设施政府服务指导价,制定充电设施的维保标准,加快公共充电网的互联互通。四是完善资金支持方式。中央财政应进一步完善充电设施奖补政策,提升奖补资金使用效益,提高充电设施企业建设和运营的积极性。


第四章 国内外氢燃料电池客车发展现状及趋势展望


在国家引领、企业合作、产业协同推动下的能源低碳化和氢能产业化已成为世界能源发展趋势。综合技术、成本等多重要素,氢燃料电池动力更加适合应用在商用车领域,以氢燃料电池客车为代表的清洁产品已在世界范围内开启小规模示范应用。目前,我国氢燃料电池客车已取得一定突破,但整体产业技术发展水平仍落后美、日、欧等发达国家,未来需要政府、行业和企业等多方资源聚力攻坚,共同实现我国氢燃料电池客车产业技术创新发展。

一、氢燃料电池汽车成为当前各国发展战略热点

氢能是多能源传输及融合交互的纽带,是未来清洁绿色低碳能源系统的核心之一。根据Hydrogen Council预测,在未来全球变暖控制在2℃的情境下,预计2050年,氢的年需求量将会增长十倍,氢能将能够满足全球终端能源需求的18%,预计2050年燃料电池汽车占比20%~25%,超过4亿辆[1]。当前,氢能产业备受世界各国关注,发展氢燃料电池汽车已经成为各国的共同战略选择。

(一)国外氢能及燃料电池汽车发展战略

1.欧盟

欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障,先后发布了《2020气候和能源一揽子计划》《2030气候和能源框架》《2050低碳经济》《可再生能源指令》《新电力市场设计指令和规范》等一系列能源和经济相关发展战略,提出将氢能作为发展可再生能源的重要支撑,并促进氢能与交通融合发展。目前,欧盟正在推进氢能和燃料电池实施计划,预计到2020年形成以氢能为能源载体、燃料电池为能源转化系统的清洁高效、经济可行的能源系统,使之成为保证可持续、安全能源供应与低碳交通技术融合的重要组成部分。

2.美国

从布什政府的“氢经济发展蓝图”、奥巴马政府的《全面能源战略》,再到特朗普政府的“美国优先能源计划”,美国始终将发展氢能作为能源战略的重要部分并给予持续支持。近十年来,美国对氢能和燃料电池领域研发支持规模在16亿美元左右,以实现大规模应用氢能的能源系统。

3.日本

日本高度重视氢能发展并从国家战略层面致力于实现氢能社会,相继发布了《日本复兴战略》《能源战略计划》等国家经济和能源战略,将氢能和燃料电池技术作为重要的战略领域。2017年12月,日本经济产业省更新发布《氢能及燃料电池战略路线图》,规划了实现氢能社会战略的目标和技术路径。到2020年、2025年、2030年燃料电池汽车分别实现4万辆、20万辆和80万辆规模。针对氢能基础设施,提出到2020年,建设加氢站160座,2025年建设320座。2018年,日本经济产业省(METI)在氢能与燃料电池产业研发上的总投入达到2.6亿美元[2]。2019年3月,日本政府发布《氢能利用进度表》,计划到2025年实现氢燃料电池汽车价格与混合动力汽车持平。

4.韩国

2019年,韩国政府发布《氢能燃料电池汽车发展路线图》,计划在2030年建成氢能经济社会,到2022年氢能燃料电池汽车达到8.1万辆,其中,燃料电池客车2000辆,到2040年氢能燃料电池汽车达到620万辆,其中,燃料电池客车6万辆。

(二)中国氢燃料电池汽车发展规划

1.国家层面

我国高度重视氢能和燃料电池汽车产业,并将其作为我国创新战略和交通、制造业及汽车产业战略的重要组成部分。

2016年,我国明确了发展氢燃料电池汽车的技术路线图,提出到2020年、2025年燃料电池汽车规模累计分别达到5000辆、5万辆(见图1)。近年来,我国氢燃料电池汽车发展迎来重要窗口期,特别是2019年氢能首次被写入政府工作报告,将进一步助推氢能和燃料电池汽车产业加速发展。

图片关键词 

图1 我国燃料电池汽车发展目标

2.地方层面

近年来,国内上海、苏州、武汉、如皋等地发布了地方规划支持氢能和燃料电池汽车产业发展,例如《上海市燃料电池汽车发展规划》提出到2020年,建设加氢站5~10座、乘用车示范区2个,运行规模达到3000辆。北京、河北、山东、佛山等地在多项地方规划中将发展氢能和燃料电池汽车产业作为重要的战略支持产业。例如,佛山在《新能源汽车产业发展规划》中提出,到2025年南海区推广燃料电池叉车5000辆,燃料电池乘用车1万辆,燃料电池客车5000辆。各地积极布局推动产业落地,并提速加氢基础设施网络化局部建设,探索出“产城融合”“特色小镇”等各具特色的发展模式(见表1)。

表1 2019年各地发展氢燃料电池汽车相关政策

地区

时间

规划名称

主要内容

安徽省六安市

2019年4月22日

《六安市人民政府关于大力支持氢燃料电池产业发展的意见》

以公交车、物流车、船舶等交通运输领域为突破口,加快氢燃料电池规模化、商业化进程

山东省潍坊市

2019年5月7日

《关于做好全市汽车加氢站规划建设运营管理工作的意见》

从行业监管、规划建设、经营服务、安全管理、经营许可等五个方面,对加氢站从规划建设到运营管理工作提出了具体要求

上海嘉定区

2019年5月13日

《嘉定区鼓励氢燃料电池汽车产业发展的有关意见(试行)》

加大氢燃料电池汽车产业聚集;完善氢燃料电池汽车产业配套

河南省

2019年6月10日

《河南省加快新能源汽车推广应用若干政策》

扩大氢燃料电池汽车市场应用范围

浙江省

2019年6月19日

《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见(征求意见稿)》

到2025年,基本形成完备的氢能装备和核心零部件产业体系

广东省广州市

2019年7月10日

《广州市推进汽车产业加快转型升级的工作意见(征求意见稿)》

到2025年,实现氢燃料电池汽车初步商业化运营

四川省成都市

2019年7月22日

《成都市加快重点项目建设开展基础设施等重点领域补短板三年行动实施方案》

加快在郫都区、龙泉驿区等氢燃料电池汽车示范运营区域配套建设加氢站,探索建设加氢、加油(加气)、充电综合能源站

山东省

2019年8月1日

《关于大力拓展消费市场加快塑造内需驱动型经济新优势的意见》

鼓励有条件的城市开展燃料电池汽车示范运行,配套建设加氢站

四川省成都市

2019年8月2日

《成都市氢能产业发展规划(2019~2023年》

以燃料电池汽车、动车、有轨电车、无人机等为牵引,大力发展氢能燃料电池关键零部件及系统集成,有序发展氢源供给设备,带动氢能产业成链发展、集群发展

江苏省

2019年8月30日

《江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划》

至2025年,基本建立完整的氢燃料电池汽车产业体系,力争全省整车产量突破1万辆,建设加氢站50座以上

资料来源:根据公开资料整理。

燃料电池汽车尚处于小规模示范应用阶段,2019年上半年,北京、河南、成都、六安、山西等主要地区发布了燃料电池汽车最新补贴政策。此外,长治、佛山等地出台了加氢站基础设施建设补贴政策,将进一步推动燃料电池汽车产业化发展进程(见表2)。

表2 2019年上半年地方燃料电池汽车最新补贴政策

省市

发布日期

文件名称

补贴标准

深圳市

2019年1月10日

《深圳市2018年新能源汽车推广应用财政支持政策》

按照中央与地方1∶1的比例补助

佛山市

2019年1月10日

《佛山市南海区促进加氢站建设运营及氢能源车辆运行扶持办法》

对加氢站设施建设和运营进行补贴

佛山市

2019年2月19日

《禅城区新能源公交车推广应用和公交充电设施建设财政补贴资金管理实施细则》

氢能公交车按照同期国家补贴的100%确定地方补贴

镇江市

2019年3月21日

《2018~2020年镇江市新能源汽车推广应用地方财政补贴实施细则》

按照中央与地方40%进行补助,地方财政补贴总额最高不超过扣除国家补贴后汽车售价的60%

江门市

2019年3月25日

《江门市人民政府关于印发〈江门市推动新能源汽车产业创新发展实施方案〉的通知》

按燃料电池装机额定功率进行补贴,最高地方单车补贴额不超过国家单车补贴额度的100%

长治市

2019年3月28日

《长治市上党区人民政府关于印发〈长治市上党区氢能产业扶持办法(试行)〉的通知》

对加氢站设施建设和运营进行补贴

山西省

2019年4月15日

《关于印发〈山西省新能源汽车产业2019年行动计划〉通知》

按照中央财政补助1∶1的比例给予省级财政补助,并对加氢站和氢燃料加注进行适度补贴

六安市

2019年4月19日

《关于大力支持氢燃料电池产业发展的意见》

对于加氢站的财政补贴最高不超过400万元

成都市

2019年6月10日

《关于印发〈成都市新能源汽车市级补贴实施细则〉的通知》

按照中央与地方1∶0.5的比例补贴

河南省

2019年6月10日

《关于印发〈河南省加快新能源汽车推广应用若干政策〉的通知》

省财政按照主要设备投资总额的30%对燃料电池加氢站给予奖励

北京市

2019年6月26日

《关于调整〈北京市推广应用新能源汽车管理办法〉相关内容的通知》

按照中央与地方1∶0.5的比例补贴

资料来源:https://www.ofweek.com/hydrogen/2019-07/ART-180824-8110-30397538.html.

二、氢燃料电池客车发展预期加速

(一)产品技术性能显著提升

1.国外燃料电池客车

公开资料显示,国外奔驰、丰田等整车制造商纷纷推出燃料电池客车。韩国现代汽车于2018年2月平昌奥运会期间推出了第三代燃料电池客车。此外,亚历山大丹尼斯有限公司(Alexander Dennis,ADL)正在计划制造氢燃料电池客车。ELO Mobility GmbH与HyMove(阿纳姆)燃料电池技术公司、WS咨询公司(奥格斯堡)、弗劳恩霍夫运输与基础设施系统研究所(德累斯顿)和BTS巴士拖车服务(Oberwiera)等进行合作,共同研发氢燃料电池客车,首款车型车辆将于2021年交付。2019年2月13日,RONN汽车集团宣布,将根据其在中国的新合资销售协议在中国建造其首款全电动轻型纳米复合材料氢燃料电池客车,并销往特定的国家。

国外燃料电池客车主要技术指标对比见表3。

表3 国外燃料电池客车主要技术指标对比

客车制造商

美国Van Hool

美国New Flyer

德国戴姆勒奔驰

日本Sora

燃料电池功率(kW)

120

150

2×60

2×114

动力电池(kWh)

17.4

47

26

3.2

耐久性(小时)

18000

11000

12000

双极板类型

石墨

石墨

石墨

金属

续驶里程(km)

480

480

250

250

资料来源:根据各企业公开资料整理。

国外燃料电池客车示范项目持续进行,推进燃料电池客车产业化发展。2019年1月,戴姆勒(Daimler)、曼(MAN)、索拉瑞斯(Solaris)、范胡尔(Van Hool)、VDL等欧洲五家主流客车制造商共同签署谅解备忘录,承诺加强推进城市公交系统燃料电池客车的商业化和市场推广。由欧洲燃料电池和氢能联合行动计划(FCH JU)提出促进燃料电池客车商业化的倡议,在协议签署方和主要欧洲城市公交运营商支持下,其目标是到2020年在欧洲共运营500至1000辆燃料电池客车[1]。

2.中国燃料电池客车

在燃料电池客车方面,国内进行研发投入的主要企业有宇通客车、北汽福田、东风汽车、上汽等。其中,宇通客车的第四代燃料电池客车,续航里程达到600公里,相比上一代客车成本下降50%,加氢只需10分钟。北汽福田的第四代氢燃料电池客车已经完成-30℃低温启动、-40℃低温存放和停机自动保护测试,预计2020年底实现量产。

以下对工业和信息化部发布的2019年《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(1~7批)25款燃料电池客车性能参数进行统计分析。

在燃料电池系统额定功率方面,25款燃料电池客车系统额定功率整体处于30~65 kW区间段,其中40~50 kW区间段占比32%,相比上年同期以30~40kW为主有所提升,额定功率平均值为47 kW(见图2)。根据2016年发布的《节能与新能源汽车技术发展路线图》中氢燃料电池汽车技术路线图预测,到2020年和2025年,额定功率分别可达60 kW、100 kW。

图片关键词 

图2 燃料电