在中國電動汽車百人會論壇2020期間，中國工程院院士、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。孫逢春院士向與會者分享了國家新能源汽車大數(shù)據(jù)平臺的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)對我國各類型新能源車輛的實際運行情況做了深度解讀，并就如何用大數(shù)據(jù)加強車輛安全監(jiān)管工作做了介紹。
新能源汽車大數(shù)據(jù)運行態(tài)勢
1.1 國家新能源汽車大數(shù)據(jù)平臺運行的基本情況
目前，我國已經(jīng)建立了包括國家、地方政府和企業(yè)在內(nèi)的三級新能源汽車監(jiān)管體系，并強調(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，國家平臺接入新能源汽車296萬輛，月均接入量近15萬輛，總里程達1137.9億公里，車輛日在線率超過60%，實時在線率超過25%，平臺運行情況越來越好。到目前為止，接入新能源汽車動力蓄電池國家溯源管理平臺的車輛企業(yè)有227家，包含329.3萬輛車、520萬個電池包數(shù)據(jù)。其中，電池梯次利用信息達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國家平臺車輛上線情況
具體來說，客車和專用車的上線率相對比較平穩(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月增長了40%。
1.3 我國新能源汽車的百公里電耗水平不斷下降
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，我國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，達到了國際先進水平。但與公告能耗數(shù)據(jù)相比還有一定差距，其原因主要在于國家平臺的數(shù)據(jù)是基于車輛實際運行數(shù)據(jù)，把空調(diào)、電氣附件等電耗、都計算在內(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)，純電動客車因為大小規(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，我國各類電動客車電耗水平均達到了國際領(lǐng)先水平。
1.4 新能源汽車技術(shù)水平變化趨勢
經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國新能源汽車產(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可以看出，我國新能源車輛可靠性和質(zhì)量明顯改善。與2018年相比，乘用車一級故障率降低了18.1%，三級故障率降低了14.5%，客車一級故障率降低了22.8%，三級故障率降低了11.3%。
圖3 | 乘用車各級故障率變化趨勢
圖4 | 客車各級故障率變化趨勢
新能源汽車的全氣候特征有了較大提高，按照以往經(jīng)驗，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率來看，東北高寒地區(qū)已經(jīng)跟其他地區(qū)增長基本持平，這是一個非常積極的現(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5.5倍。
1.5 新能源汽車的用戶使用變化趨勢
比較新能源乘用車的出行時長變化，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時間出行;出租乘用車日行駛大于12小時的區(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%，運營車輛同比降低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對比
1.6 新能源公交車輛的使用變化趨勢
客車和專用車的行駛里程峰值呈現(xiàn)增長趨勢?？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重要表現(xiàn)。
同時，新能源公交車的使用強度在不斷的加大。圖中顏色越深，表明車輛使用強度越大，從圖中可以看出，2019年與2018年相比，車輛使用強度提高非?？?。最近剛統(tǒng)計出的結(jié)果顯示，公交車的日均行駛里程在145-190km區(qū)間，日均行駛時長達7-11h，典型城市的平均車速達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長已經(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比
1.7 公共充電場站使用變化趨勢
乘用車已經(jīng)成為公共充電場站應(yīng)用主體，乘用車使用占比達到66%，并且有繼續(xù)增大的趨勢，物流車和公交車的公共充電不論是時長還是充電量占比都在逐漸下降。
公共服務(wù)設(shè)施的完善對新能源車輛的市場增長有明顯帶動作用。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，1km范圍內(nèi)有公共充電場站時，新能源汽車的增長率是沒有公共場站的3.5倍，3km范圍內(nèi)有公共充電站，則該增長率是2.8倍，因此，可以說用戶對公共充電設(shè)施的需求是非常高的。2019年，我國充電場站的建設(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
針對目前運營里程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較大。從統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在有75%的公交車，在運營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)達到較高水平。
新能源汽車運行安全情況
截至2019年底，我國新能源汽車保有量達381萬輛，國家平臺共接入296萬輛。按照相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國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，國家平臺監(jiān)測和統(tǒng)計的新能源車輛事故共計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%以上的事故占比達到40%，SOC為100%的占比達到9.7%。
為減少新能源汽車安全事故，目前國家平臺全面落實7×24小時全天值班反饋制度，向企業(yè)實時推送3級報警信息，每周定時反饋1級和2級報警信息，并定時上報工信部。另外，國家平臺充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，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)反饋對預(yù)警模型進行了優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)前，平臺對歷年典型事故車輛的數(shù)據(jù)對預(yù)測模型準(zhǔn)確性進行了對比和評估，模型識別結(jié)果與現(xiàn)場核查結(jié)果的匹配度最高可達90%，有效證明的模型的可靠性和適用性?？傮w來說國家平臺現(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，國家平臺在事故發(fā)生前10天內(nèi)預(yù)警提示準(zhǔn)確率能達到62.9%。
* 文 / 中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授孫逢春，北京理工大學(xué)教授王震坡
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