通向未来的汽车之路 智能制造助力电动汽车迅速、有效、可靠上路 siemens.com.cn/automotive 2 交通运输业正在处于变革的浪潮高峰：环境因素影响着越来越多的消费者的购买决定 - 尤其是在购买新车时。现在，越来越多的消费者选择购买电动汽车。原因在于，即使考 虑到电池生产和电力消耗，电动汽车的二氧化碳排放仍比内燃机低得多。 因此，今天，整车制造商和零部件供应商不再怀疑新能源动力譬如氢或电是否会取代内 缺的组成部分。 本白皮书重点介绍了电动汽车制造业面临的挑战和机遇，旨在为整车制造商和零部件供 应商提供重要指导，以对规划和生产过程进行必要的重新定位。 了解大众、保时捷和标致雪铁龙集团等领先汽车制造商如何将其电动车辆生产推上成功 之路的精彩范例。了解西门子会为您转换车型提供哪些支持。 祝您阅读愉快！ 3 4 电动交通：机遇和挑战 5 电动汽车：最重要的组成部分 6 共同壮大：缩短创新周期 Uniti：重新发明电动汽车 8 一切尽在掌握：让生产更加灵活 目录 9 北汽新能源：数字化工厂的智能制造 10 保时捷：柔性生产线桥接两个世界 11 切中要害：提高效率 12 大众汽车：制定汽车生产新标准 13 标致集团：电池组的流畅开发 14 西门子汽车工业解决方案 15 参考文献 4 电动交通：机遇和挑战 最新研究表明，与内燃机相比，电动汽车二氧化碳 1 可减排

中国电动汽车百人会2025年年会 130 新能源汽车革命技术路线图 动力电动化、整车智能化、能源低碳化 欧阳明高 ouymg@tsinghua.edu.cn 市场大变局 发展背景：技术大变革、产品大变型、 第一，汽车技术从电动化发展期转向爆发期导致市场结构性大变局 产业和企业能异军突起的主要原因，就是技术的厚积薄发爆发的时点、市场的爆发时点和政策的看力点 三点在时间上重合，好比燃烧爆 动力电动化、整车智能化、能源低碳化 1.动力电动化：新能源汽车1.0一一电动汽车时代：电动化爆发、智能化培育、低碳化起步 2010年：确立“纯电驱动”战略，私人购买新能源汽车补贴试点展开，市场化启动。2018年销量超过100万辆 2021年电动化爆发：乘用车磷酸铁锂电池系统突破，纯电动和插电混动厚积薄发，年销量达到352万辆， 2.整车智能化：新能源汽车2.0一一智能化电动汽车时代：智能化爆发、电动化优化、低碳化加速 型热潮，高阶智能辅助驾驶技术厚积薄发，开启智驾普及时代 2030年：预计基于先进的端到端大模型的L4级全自动驾驶乘用车在中高级乘用车规模商业化 3.能源低碳化：新能源汽车3.0一一新能源智能化电动汽车时代：低碳化爆发、智能化优化、电动化深化 2020年：习主席提出“双碳战略”，新能源汽车能源载体开始以绿电，绿氢为发展目标 2025年：电力全面市场化开始、风电光伏自发自用开始成为主要场景、全国车网互动城市级示范开始实施

源难以满足电力电量平衡需求，开发需求侧可调资源是解决以上难题的有效且经济的手段。 考虑到资源潜力、技术成熟度和已有开发实践，报告建议积极培育虚拟电厂、智能微电网、 负荷聚合商等新型经营主体，优先开发工业负荷、电动汽车、非工空调、用户侧储能等资 源，并逐步拓展至换电站、数据中心、5G 基站等资源，形成分类分级的需求侧资源库， 逐步扩大需求侧资源规模。应以数字化赋能为基础，推动需求侧资源的规模化开发利用； 工空调、电动汽车 等典型的需求侧资源规模庞大，负控终端已实现 50 千伏安以上容量客户的全覆盖。2023 年实施了电动汽车充换电设施用电的支持性政策。2024 年，开展了全省非工空调智慧调 控能力建设，实施了省域大规模车网互动应用，构建了需求响应“市场化竞价 + 合理补偿” 双轨机制，首创“容量 + 度电”两部制补偿模式。2025 年，进一步优化工商业分时电价 结构并试点电动汽车 V2G V2G，鼓励电动汽车用户积极参与放电，缓解电网压力。 但目前需求侧资源规模化常态化开发利用方面还存在三大挑战。一是各类灵活性资 源差异大。灵活性资源在可开发潜力、建设条件、资源特性、成本效益等方面差异明显。 相较于电源侧，目前需求侧资源的可观、可测、可调、可控能力仍相对较弱。对于不同类 型灵活性资源的发展规划、建设进展、调度运行等缺乏统筹衔接，不利于各类型灵活性资 源的价值最大化。二是现有电力

能源效率指令（EED）的修订，这些修订将对负荷管理产生影响。修订后的 RED（2023 年）要求新的电力消费资产支持智能控制：例如，电动汽车（EV） 充电基础设施必须支持智能定时（参考 OCPP2.01 协议相关设计点），甚至在 适当情况下支持双向充电（车辆到电网）。自 2024 年起，欧盟所有新安装的 公共电动汽车充电桩都必须具备智能充电功能，以调节负荷。同时，修订后的 EED（2023 年）纳入了“效率优先”原则，确保在规划能源系统时，需求响应能 力供应商 必须在 2025 年 1 月 1 日前提供动态电价套餐支持。 其核心内容包括：  可控消耗设备：《能源产业法》（EnWG）第 14a 条规定，可以灵活控制 热泵、电力存储系统和电动汽车充电站等设备，以实现电网稳定和可再生 能源的整合。  前瞻性：第 14a 条 EnWG 是朝着分散和智能能源系统迈出的一步，在这个 系统中，消费遵循生产，可持续行为得到奖励。  动态电 动。 动态电价合同在北欧地区“已经很普遍”。挪威的情况尤为突出，其 64%的 消费者签订了现货指数合同，表明其强烈倾向于与市场挂钩的定价。这种高渗 透率归因于几个特定于国家的设备因素：热泵和电动汽车（EV）的渗透率非常 高。在西班牙，约有 35%的居民消费者签订了动态分时电价合同，这一比例 “远高于欧洲平均水平”。 动态电价还能让消费者更清晰地了解和掌控其能源使用情况及相关成本。 这

比传统方法更加经济、绿色 需求侧可调度资源 分布式储能 大工业用户 电动汽车 温控负荷 供给侧可调度资源 抽水蓄能 火力发电 光伏发电 风力发电 电网调度中心 供给侧 供给侧+需求侧 拓展 ◆ 分布式电力储能正迅猛发展；工商业、居民用电存在高比 例可时段转移温控负荷；2021上半年我国电动汽车数量已 达600万辆，可提供约上亿kW调节容量 需求侧参与电网运行潜力巨大 需求侧资源具有海量、分散、多元、碎片化等特点，如何常态化地纳入电力系统调度运行亟需解决一系列关键技术问 题，如：基线负荷预测、可调度潜力分析、动态聚合、优化运行调控等 政策强力支 分布式储能 大工业用户 电动汽车 温控负荷 容量 功率 响应速度 可调度资源池 聚合 虚拟电厂 分散、多元、碎片化的 可调度资源 基于可调资源特性、市场机制、物 联网技术进行聚合 电网调度 调度 参与 mqtt 数据 上传 指令 下发 辅助 服务 稳定 出力 需求 响应 市场 交易 …… 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 …… 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 …… 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 电动汽车 充电桩 2022云边协同大会 边缘区块链模组 •区块链浏览器：用于访问区块链所记录信息的应用，可以查询到链上记录的数据。

..........................................................................................21 图2.3 电动汽车智能充电以降低电费成本..................................................................... 28 图 2.4 高级智能充电形式。 加拿大人力资源部电力 EIF 欧洲互操作性框架 EMDEs 新兴和发展中经济体 EMS 能源管理系统 ENTSO-E 欧洲电力输电系统运营商网络 ESG 环境、社会及公司治理 欧盟 欧洲联盟 EUR 欧元 EV 电动汽车 事实 灵活交流输电系统 FEMS 工厂能源管理系统 FLISR 故障定位、隔离、服务恢复 FSC 未来技能中心 G7 七国集团 GO 来源保证 GW 吉瓦 GWh 吉瓦时 IEA 国际能源署 物联网 终端用户增值 ，帮助它们体验更大的舒适度，并拥有更多控制和意识来把握优化机会。除了成本之外，舒适在 能源相关决策中扮演着重要角色，特别是在需求响应计划中，数字化可以避免权衡。智能能源技术（智能恒温器、 电动汽车充电器、家庭 例如 能源管理系统使得约70%的美国消费者能够更好地控制他们的能源消耗，同时使他们的家居环境更加舒适（智能能 源消费者合作组织，2025）。 • 进一步提高可再生能源的整合 通过有

深化配电物联网建设应用，深化融合终端与智能断路器 理功能，强化分布式电源的国-网-省-地纵向管理 智能电表等交互，实现台区全景监测、故障精准研判 实现分钟级数据采集功能，试点建设县域分布式光伏 分布式光伏并网监控、电动汽车有序充电等功能规模 应用。 功率预测与监视系统。 开展台区级低压分布式电源功率自主平衡试点，提升 研究分布式资源安全接入的实现方法，研发适应分布式 分布式电源调节能力。 资源高比例接入的边缘终端扩展应用支撑模块。 置、发电厂、储能电池和各类可控制（调节）的用电设备（负荷）整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源系 统。主要包括二种形式：1、集中式发电形式，在桌个区域实现分散式能源资源（分布式电源、储能系统、可控负荷 、电动汽车等）的聚合，形成一个虚拟电厂主体，参与电力交易及调峰调频等辅助服务：2、某个综合能源基地形式， 包括火电厂、分散式光伏、分散式风电、储能、充电桩等“电源”聚合，形成一个虚拟电主体，参与电力交易及调峰 厂、虚拟电厂等整合为 一个大型的“虚拟电厂广”市场主体，参与电力交易及辅助服务。 虚拟电广建设意义 新能源的特点 对电网的影响 客户侧的现状 》随机性 增加了负荷预测准确性的难度 存在大量电动汽车和可调 》规模化 》随着规模增加，影响力度增加 节负荷 >不可预测性 >对传统调度计划方式提出挑战 》存在弱可观性、弱可测性 》不可控制性 >威胁实时电网运行的安全稳定 和弱可控性 》发电和负荷，呈双侧随机性

表的就地交互及深化应用，实现中、低压并网光伏的可 观、可测与就地调控。 深化配电物联网建设应用，深化融合终端与智能断路器 、 智能电表等交互，实现台区全景监测、故障精准研判 、 分布式光伏并网监控、 电动汽车有序充电等功能规模 应 用。 强化电力平衡管理，建立考虑负荷类型和分布式能源 的负荷预测机制。 加强日内平衡管理，动态分析风光 水煤气蓄等资源的发电能力和全网增供潜力，提前预 判日内平衡风险。 的用电设备 ( 负荷 ) 整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源 系 统。主要包括三种形式： 1 、集中式发电厂形式，在某个区域实现分散式能源资源 ( 分布式电源、储能系统、可控 负荷 、电动汽车等 ) 的聚合，形成一个虚拟电厂主体，参与电力交易及调峰调频等辅助服务； 2 、某个综合能源基地 形式， 包括火电厂、分散式光伏、分散式风电、储能、充电桩等“电源”聚合，形成一个虚拟电厂主体，参与电力交易及调峰 、虚拟电力公司形式，某个省级发电公司、售电公司可以将相关签约独立电厂、虚拟电厂等整合为 一个大型的“虚拟电厂”市场主体，参与电力交易及辅助服务。 虚拟电厂定义 8 客户侧的现状 存在大量电动汽车和可调 节负荷 存在弱可观性、弱可测性 和弱可控性 分布式资源商业模式欠缺 难以参与市场化交易 是否存在有 效方案 ? > 增加了负荷预测准确性的难度 随着规模增加，影响力度增加

表的就地交互及深化应用，实现中、低压并网光伏的可 观、可测与就地调控。 深化配电物联网建设应用，深化融合终端与智能断路器 、 智能电表等交互，实现台区全景监测、故障精准研判 、 分布式光伏并网监控、 电动汽车有序充电等功能规模 应 用。 强化电力平衡管理，建立考虑负荷类型和分布式能源 的负荷预测机制。 加强日内平衡管理，动态分析风光 水煤气蓄等资源的发电能力和全网增供潜力，提前预 判日内平衡风险。 的用电设备 ( 负荷 ) 整合集成，协调控制，对外等效形成一个可控电源 系 统。主要包括三种形式： 1 、集中式发电厂形式，在某个区域实现分散式能源资源 ( 分布式电源、储能系统、可控 负荷 、电动汽车等 ) 的聚合，形成一个虚拟电厂主体，参与电力交易及调峰调频等辅助服务； 2 、某个综合能源基地 形式， 包括火电厂、分散式光伏、分散式风电、储能、充电桩等“电源”聚合，形成一个虚拟电厂主体，参与电力交易及调峰 、虚拟电力公司形式，某个省级发电公司、售电公司可以将相关签约独立电厂、虚拟电厂等整合为 一个大型的“虚拟电厂”市场主体，参与电力交易及辅助服务。 虚拟电厂定义 8 客户侧的现状 存在大量电动汽车和可调 节负荷 存在弱可观性、弱可测性 和弱可控性 分布式资源商业模式欠缺 难以参与市场化交易 是否存在有 效方案 ? > 增加了负荷预测准确性的难度 随着规模增加，影响力度增加

国际经验启示 3 IEA. CC BY 4.0. 摘要 中华人民共和国（以下简称“中国”）正在经历分布式能源（DER）的快速发展，包 括屋顶太阳能光伏发电、电池储能和电动汽车（EV）充电桩。随着中国向碳达峰 和碳中和目标迈进，这些资源如果能够得到妥善的整合管理，将为构建更灵活、 更高效、更具韧性的电力系统提供独特的机遇。 本报告分析了中国各地分布式能源部署的最新趋势，并强调了其增长给电力系统 发电、电池 储能、电动汽车和柔性电负荷。这些小型资产通常位于用户侧，如果能够高效融 合，将让中国的电力系统受益匪浅，例如提高灵活性、加强电力安全和降低系统 成本。随着技术成本的下降和国家支持计划的推动，农村地区和工商业建筑的分 布式能源部署正在加速。到 2024 年，分布式光伏（DPV）占全国太阳能总装机容 量的比例从四年前的 30%提高到了 40%，而同期电动汽车的保有量则增长了 650% 中国的分布式能源融合发展 执行摘要 国际经验启示 9 IEA. CC BY 4.0. 需要扩展可行的分布式能源商业模式，以支持中国向自发自用和市场化参与的转 变，同时利用虚拟电厂（VPP）、电动汽车和需求响应来提高灵活性。为加快这 一转型，对于国家和省级监管机构的主要建议包括： • 促进分布式能源和聚合商进入本地批发和辅助服务市场，具体措施是消除 实际准入壁垒、调整竞标规则和市场产品。在省级市场制定和试行规则时，