圖 | 源自網(wǎng)絡(luò)
2020年1月10-12日，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇2020在北京釣魚臺(tái)國(guó)賓館圓滿落幕。論壇期間，中國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春出席并發(fā)表了題為《新能源汽車與大數(shù)據(jù)安全》的演講。孫逢春院士向與會(huì)者分享了國(guó)家新能源汽車大數(shù)據(jù)平臺(tái)的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)各類型新能源車輛的實(shí)際運(yùn)行情況做了深度解讀，并就如何用大數(shù)據(jù)加強(qiáng)車輛安全監(jiān)管工作做了介紹。
新能源汽車大數(shù)據(jù)運(yùn)行態(tài)勢(shì)
1.1 國(guó)家新能源汽車大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行的基本情況
目前，我國(guó)已經(jīng)建立了包括國(guó)家、地方政府和企業(yè)在內(nèi)的三級(jí)新能源汽車監(jiān)管體系，并強(qiáng)調(diào)企業(yè)作為安全的第一責(zé)任人，承擔(dān)安全監(jiān)管的主體責(zé)任。
截至2019年底，國(guó)家平臺(tái)接入新能源汽車296萬輛，月均接入量近15萬輛，總里程達(dá)1137.9億公里，車輛日在線率超過60%，實(shí)時(shí)在線率超過25%，平臺(tái)運(yùn)行情況越來越好。到目前為止，接入新能源汽車動(dòng)力蓄電池國(guó)家溯源管理平臺(tái)的車輛企業(yè)有227家，包含329.3萬輛車、520萬個(gè)電池包數(shù)據(jù)。其中，電池梯次利用信息達(dá)87萬條，電池再生環(huán)節(jié)共回收入庫9200余噸，目前已經(jīng)處置了約8600噸。
1.2 從上線率看各類新能源汽車使用情況
從相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，車輛的整體上線率大幅度提升，2019年相比2018年上線率同比增長(zhǎng)7.6%，2019年12月份比2018年1月份提高了40%以上。以上情況表明，新能源汽車的使用需求越來越高，車輛閑置的情況逐漸減少，車輛利用率明顯提高。
圖1 | 2018-2019國(guó)家平臺(tái)車輛上線情況
具體來說，客車和專用車的上線率相對(duì)比較平穩(wěn)，目前均超過85%；乘用車作為目前新能源汽車推廣的主力， 2019年12月上線率比2018年1月增長(zhǎng)了40%。
1.3 我國(guó)新能源汽車的百公里電耗水平不斷下降
從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，我國(guó)新能源乘用車百公里電耗總體在10-20kWh區(qū)間，平均電耗為15.1kWh，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。但與公告能耗數(shù)據(jù)相比還有一定差距，其原因主要在于國(guó)家平臺(tái)的數(shù)據(jù)是基于車輛實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，把空調(diào)、電氣附件等電耗、都計(jì)算在內(nèi)。具體來說，出租車、公務(wù)車、租賃車和私人車輛4種車型中，出租車的平均電耗最高，私人乘用車電耗最低；車速在30-80km/h范圍內(nèi)，電耗水平相對(duì)較低。
圖2 | 2018-2019新能源汽車電耗比較
新能源汽車百公里耗電量與整車質(zhì)量正相關(guān)，純電動(dòng)客車因?yàn)榇笮∫?guī)格不同，其電耗區(qū)間分布在20-120 kWh/100km，平均電耗為55.4 kWh/100km，從能耗角度，我國(guó)各類電動(dòng)客車電耗水平均達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
1.4 新能源汽車技術(shù)水平變化趨勢(shì)
經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平得到顯著提升。從最近兩年新能源汽車平均故障率變化趨勢(shì)可以看出，我國(guó)新能源車輛可靠性和質(zhì)量明顯改善。與2018年相比，乘用車一級(jí)故障率降低了18.1%，三級(jí)故障率降低了14.5%，客車一級(jí)故障率降低了22.8%，三級(jí)故障率降低了11.3%。
圖3 | 乘用車各級(jí)故障率變化趨勢(shì)
圖4 | 客車各級(jí)故障率變化趨勢(shì)
新能源汽車的全氣候特征有了較大提高，按照以往經(jīng)驗(yàn)，東北、西北地區(qū)溫度低，新能源汽車的適應(yīng)性不好。但從現(xiàn)在的新能源汽車增長(zhǎng)率來看，東北高寒地區(qū)已經(jīng)跟其他地區(qū)增長(zhǎng)基本持平，這是一個(gè)非常積極的現(xiàn)象，說明現(xiàn)在新能源汽車的適應(yīng)性有了明顯提高。
另外，在網(wǎng)約車領(lǐng)域，新能源汽車的應(yīng)用也愈加廣泛。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，2019年新能源汽車日均行駛里程超過400km的車輛數(shù)相比2018年同比增長(zhǎng)5.5倍。
1.5 新能源汽車的用戶使用變化趨勢(shì)
比較新能源乘用車的出行時(shí)長(zhǎng)變化，可以看出用戶選擇新能源汽車的出行需求越來越高。私人乘用車日行駛在0-1h的區(qū)間段占比下降4%，更多私家車主將新能源汽車用于長(zhǎng)時(shí)間出行；出租乘用車日行駛大于12小時(shí)的區(qū)間段占比同比提高8%，表明用戶使用新能源出租車出行的需求越來越高。
私人用戶對(duì)新能源汽車的使用程度也越來越高。與2018年1月相比，2019年12月新能源乘用車日均行程增加34km；2019年日均行駛里程相比2018年增長(zhǎng)40%，這都是新能源汽車質(zhì)量提升和用戶信心提升的積極現(xiàn)象。
另外，新能源用戶的充電焦慮已經(jīng)有所緩解。原來用戶見到樁就充，但從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)分析得出，乘用車用戶充電起始SOC狀態(tài)同比降低7.9%，運(yùn)營(yíng)車輛同比降低15.2%，表明充電焦慮已經(jīng)有所緩解。
圖5 | 2018-2019車輛充電開始SOC對(duì)比
1.6 新能源公交車輛的使用變化趨勢(shì)
客車和專用車的行駛里程峰值呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)?？蛙嚾站旭偫锍痰淖罡邊^(qū)間由2018年的140-160km發(fā)展到今年的160-180km，專用車的日均行駛里程最高區(qū)間由2018年的40-60km發(fā)展到2019年的60-80km。這是車輛水平提高的一個(gè)重要表現(xiàn)。
同時(shí)，新能源公交車的使用強(qiáng)度在不斷的加大。圖中顏色越深，表明車輛使用強(qiáng)度越大，從圖中可以看出，2019年與2018年相比，車輛使用強(qiáng)度提高非?？臁Ｗ罱鼊偨y(tǒng)計(jì)出的結(jié)果顯示，公交車的日均行駛里程在145-190km區(qū)間，日均行駛時(shí)長(zhǎng)達(dá)7-11h，典型城市的平均車速達(dá)18km/h。這些數(shù)據(jù)表明，新能源公交車的日均行駛里程和時(shí)長(zhǎng)已經(jīng)基本與柴油公交客車相接近。
圖6 | 2018與2019公交客車行駛密度對(duì)比
1.7 公共充電場(chǎng)站使用變化趨勢(shì)
乘用車已經(jīng)成為公共充電場(chǎng)站應(yīng)用主體，乘用車使用占比達(dá)到66%，并且有繼續(xù)增大的趨勢(shì)，物流車和公交車的公共充電不論是時(shí)長(zhǎng)還是充電量占比都在逐漸下降。
公共服務(wù)設(shè)施的完善對(duì)新能源車輛的市場(chǎng)增長(zhǎng)有明顯帶動(dòng)作用。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，1km范圍內(nèi)有公共充電場(chǎng)站時(shí)，新能源汽車的增長(zhǎng)率是沒有公共場(chǎng)站的3.5倍，3km范圍內(nèi)有公共充電站，則該增長(zhǎng)率是2.8倍，因此，可以說用戶對(duì)公共充電設(shè)施的需求是非常高的。2019年，我國(guó)充電場(chǎng)站的建設(shè)基本完善，63%的用戶都可以在3km范圍之內(nèi)找到充電樁。
1.8 不同使用領(lǐng)域車型的電池性能衰退差異
針對(duì)目前運(yùn)營(yíng)里程15萬公里的不同車型，分析其電池衰退情況發(fā)現(xiàn)，公交客車運(yùn)行管理得最好，衰減程度最少，物流車輛和乘用車的衰退相對(duì)較大。從統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在有75%的公交車，在運(yùn)營(yíng)15萬公里之后，還能保持92%甚至95%的續(xù)駛里程，衰減只有5%，這表明我們電池技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到較高水平。
新能源汽車運(yùn)行安全情況
截至2019年底，我國(guó)新能源汽車保有量達(dá)381萬輛，國(guó)家平臺(tái)共接入296萬輛。按照相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)燃油車的燃燒事故率每年約為2-4輛/萬輛，但新能源汽車的燃燒事故率約為0.9-1.2輛/萬輛。從2019年5月1日至2019年底，國(guó)家平臺(tái)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)的新能源車輛事故共計(jì)113起，新能源汽車的事故率比燃油車事故率還是要低一些。在著火事故車輛中，乘用車占比較高，達(dá)到69.6%，其次是專用車，公交車事故率最低。在不同類型的電池種類中，三元鋰離子電池的事故率占比最高，達(dá)到90%，磷酸鐵鋰電池和其他種類電池共占比10%。
電池問題依然是著火事故的主要原因，占所有著火車輛的61%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，充電過程、充滿電之后靜置最容易發(fā)生著火事故，分別占到著火事故的38%和24%。另外，新能源汽車燃燒事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)，其中，SOC在85%以上的事故占比達(dá)到40%，SOC為100%的占比達(dá)到9.7%。
為減少新能源汽車安全事故，目前國(guó)家平臺(tái)全面落實(shí)7×24小時(shí)全天值班反饋制度，向企業(yè)實(shí)時(shí)推送3級(jí)報(bào)警信息，每周定時(shí)反饋1級(jí)和2級(jí)報(bào)警信息，并定時(shí)上報(bào)工信部。另外，國(guó)家平臺(tái)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建立了事故預(yù)警模型，開發(fā)了相應(yīng)的預(yù)警軟件模塊，目前已在20余家整車企業(yè)開展試用，并根據(jù)企業(yè)反饋對(duì)預(yù)警模型進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)前，平臺(tái)對(duì)歷年典型事故車輛的數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型準(zhǔn)確性進(jìn)行了對(duì)比和評(píng)估，模型識(shí)別結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)核查結(jié)果的匹配度最高可達(dá)90%，有效證明的模型的可靠性和適用性?？傮w來說國(guó)家平臺(tái)現(xiàn)在基本上可以做到事故可發(fā)現(xiàn)、可預(yù)判、可處置，按照當(dāng)前技術(shù)水平，國(guó)家平臺(tái)在事故發(fā)生前10天內(nèi)預(yù)警提示準(zhǔn)確率能達(dá)到62.9%。
* 文 / 中國(guó)工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春，北京理工大學(xué)教授王震坡
