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中國新能源汽車研發(fā)進(jìn)展

時(shí)間:2023-03-24 06:01:42 新能源 我要投稿
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中國新能源汽車研發(fā)進(jìn)展

“十一五”“863 計(jì)劃”《節(jié)能與新能源汽車》重大項(xiàng)目和“十二五”科學(xué)技術(shù)部《電動(dòng)汽車》重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組組長

中國新能源汽車研發(fā)進(jìn)展

進(jìn)入21世紀(jì)以來,中國汽車工業(yè)獲得飛躍發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一,年產(chǎn)量已突破2000萬輛大關(guān),并預(yù)計(jì)在2020年前超過3000萬輛。與此同時(shí),汽車保有量也快速上升,已突破1.5億輛大關(guān),并預(yù)計(jì)在2020年前達(dá)到2.5億輛左右。在汽車業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和國民富裕的重要標(biāo)志的同時(shí),中國也面臨著汽車產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),以及越來越嚴(yán)重的汽車尾氣污染和石油安全等重大問題。

汽車能源與環(huán)境問題也是21世紀(jì)全球汽車業(yè)共同面臨的巨大挑戰(zhàn)。全球低碳發(fā)展目標(biāo)和日益嚴(yán)格的油耗法規(guī)客觀上要求盡快實(shí)現(xiàn)車輛能源動(dòng)力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。為此,引發(fā)了全球汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)變革:以汽車排放潔凈化、汽車燃料節(jié)約化、汽車能源多元化為主要特征的各種節(jié)能環(huán)保汽車迅猛發(fā)展,混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,燃料電池汽車進(jìn)入市場,動(dòng)力電池和燃料電池等核心技術(shù)不斷突破和升級(jí)。預(yù)示著21世紀(jì)的前20年將是汽車能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略機(jī)遇期。從中長期看,為了達(dá)到2050年全球溫室氣體減排目標(biāo),全球能源結(jié)構(gòu)也將發(fā)生重大調(diào)整,以化石能源為主的集中供應(yīng)能源體系將轉(zhuǎn)變?yōu)橐郧鍧、可再生能源為主、分布與集中供應(yīng)相結(jié)合的能源網(wǎng)絡(luò)新模式。以插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車為代表的新能源汽車,作為能源網(wǎng)絡(luò)中用能、儲(chǔ)能和回饋能源的終端,將成為世界經(jīng)濟(jì)新體系中的重要組成部分,并從根本上解決空氣污染、能源安全、低碳發(fā)展等重大問題。

全球汽車能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)變革為中國提供了歷史機(jī)遇。與此同時(shí),中國還具有獨(dú)特的發(fā)展環(huán)境和優(yōu)勢。中國交通體系結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的“點(diǎn)-線-面”特征:大城市和大城市群為“點(diǎn)”,聯(lián)接大城市的交通干道為“線”,廣大中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村區(qū)域?yàn)椤懊妗薄T凇包c(diǎn)”上,公交系統(tǒng)占主導(dǎo),公交車輛電動(dòng)化全球領(lǐng)先;在“線”上,鐵路占主導(dǎo),高鐵電氣化全球領(lǐng)先;在“面”上,短途交通工具占主導(dǎo),電動(dòng)自行車全球領(lǐng)先。在這一交通體系中,中國乘用車主要集中在城區(qū)駕駛,具有短途出行為主的特征,加之中國道路交通建設(shè)與管理的體制優(yōu)勢,在已有的交通電氣化基礎(chǔ)上,中國新能源電動(dòng)汽車具有發(fā)展出全球領(lǐng)先優(yōu)勢的巨大潛力。

中國政府高度重視新能源汽車發(fā)展,將其確立為國家戰(zhàn)略。中國節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展經(jīng)歷了“十五”以來的在國家科技計(jì)劃支持下的研發(fā)、示范與考核,近年來在國家政策的大力推動(dòng)下,產(chǎn)業(yè)化與市場推廣形勢喜人,2017年年銷量已突破30萬輛,居世界第一位。本文對(duì)中國新能源汽車研發(fā)進(jìn)展進(jìn)行簡要總結(jié)與展望。

1新能源汽車科技研發(fā)歷程

中國從“十五”開始對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模有組織的研究開發(fā)!笆濉逼陂g是中國新能源汽車打基礎(chǔ)的階段,組織實(shí)施了國家“十五”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng);“十一五”期間是中國新能源汽車從打基礎(chǔ)到示范考核的階段,組織實(shí)施了“十一五”“863計(jì)劃”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目;“十二五”期間是中國新能源汽車從示范考核到產(chǎn)業(yè)化啟動(dòng)階段,組織實(shí)施了“十二五”電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)。

1.1“十五”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)

在中國汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、傳統(tǒng)汽車技術(shù)落后、電動(dòng)汽車與國外處于相近起跑線的背景下,為在世界汽車工業(yè)新一輪競爭中占領(lǐng)制高點(diǎn)、取得有利地位,提高中國汽車工業(yè)的國際競爭力,從而實(shí)現(xiàn)中國汽車工業(yè)跨越式發(fā)展,2001年,經(jīng)國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn),中國實(shí)施了國家電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)[1]。電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)以汽車整車技術(shù)和關(guān)鍵零部件技術(shù)為開發(fā)重點(diǎn),采取整車牽頭、零部件配合、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的模式,根據(jù)整車產(chǎn)品特征屬性和關(guān)鍵核心系統(tǒng)共享屬性,建立了電動(dòng)汽車“三縱三橫”的矩陣式研發(fā)布局[2](圖1)。

“三縱”是指燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車3種整車。“三橫”是指動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、多能源動(dòng)力總成電控等三大關(guān)鍵零部件系統(tǒng)。在“三縱三橫”研發(fā)布局中,整車項(xiàng)目單位對(duì)整車各個(gè)階段和總體目標(biāo)的質(zhì)量、進(jìn)度和資金運(yùn)用全部負(fù)責(zé),實(shí)現(xiàn)了對(duì)總成、子系統(tǒng)和零部件研究課題的擇優(yōu)組合、協(xié)調(diào)、指導(dǎo)、監(jiān)控,從而構(gòu)成了產(chǎn)業(yè)鏈縱向子聯(lián)盟;同時(shí),為了使“橫向”能夠聯(lián)合和交流,培育3種整車共同的零部件基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)鏈,分別成立電池、電機(jī)、電控3個(gè)專題組,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)零部件系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo),建立評(píng)估和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,同步進(jìn)行安全性、可靠性協(xié)調(diào)開發(fā)等。

通過“十五”國家科研資金的投入,在國內(nèi)形成了200多家企業(yè)、高校和科研院所,2000多名技術(shù)骨干組成的研發(fā)隊(duì)伍,培養(yǎng)了一批中青年技術(shù)骨干,建立了中國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需的人才隊(duì)伍,推動(dòng)出臺(tái)了26項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn);累計(jì)申請(qǐng)796項(xiàng)國內(nèi)外專利。專項(xiàng)的實(shí)施,對(duì)于提升中國汽車工業(yè)的核心競爭力,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)跨越,發(fā)揮了重要作用,為電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)[3]。

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1.2“十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目

隨著《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2017—2020年)》[4]的發(fā)布,與優(yōu)先主題之一“低能耗與新能源汽車”和前沿技術(shù)之一“氫能及燃料電池技術(shù)”相呼應(yīng),“十一五”總體研發(fā)思路是:基于國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃交通與能源領(lǐng)域戰(zhàn)略研究成果[5,6],推進(jìn)節(jié)能與新能源汽車并行互動(dòng)與協(xié)調(diào)發(fā)展。一方面優(yōu)化現(xiàn)有以內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)的車用能源動(dòng)力系統(tǒng),發(fā)展節(jié)能汽車;另一方面開發(fā)新一代車用能源動(dòng)力系統(tǒng),發(fā)展新能源汽車。通過“過渡”與“轉(zhuǎn)型”的雙重戰(zhàn)略促進(jìn)汽車動(dòng)力電控化和電氣化雙重技術(shù)變革。研發(fā)總體布局在保持“三縱三橫”的基本框架下,在車型“三縱”方面的內(nèi)涵相應(yīng)有所擴(kuò)展,將基于燃油的節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車和混合動(dòng)力汽車,基于氣體燃料的燃?xì)馄嚭蜌淙剂想姵仄囈约盎陔娔艿募冸妱?dòng)車和增程式電動(dòng)車綜合考慮。

“十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目研發(fā)布局如圖2所示[7]。項(xiàng)目以“十五”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)和清潔汽車科技行動(dòng)計(jì)劃研發(fā)成果為基礎(chǔ),以“建立技術(shù)平臺(tái),突破關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越”、“建立研發(fā)平臺(tái),形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,營造創(chuàng)新環(huán)境”和“建立產(chǎn)品平臺(tái),培育產(chǎn)業(yè)生態(tài),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為三大核心目標(biāo),在關(guān)鍵零部件、動(dòng)力系統(tǒng)、整車集成、測試平臺(tái)、示范推廣以及標(biāo)準(zhǔn)政策研究等方面安排課題270項(xiàng),以整車集成為載體、動(dòng)力系統(tǒng)為核心,重點(diǎn)突破關(guān)鍵零部件瓶頸技術(shù),支撐產(chǎn)業(yè)化示范推廣。國內(nèi)整車及零部件企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)院校等432家單位14600名科技人員參與研發(fā)工作,構(gòu)建了中國電動(dòng)汽車產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)創(chuàng)新體系。

通過5年國家科技計(jì)劃實(shí)施[8],攻克了一大批節(jié)能與新能源汽車關(guān)鍵技術(shù),有各類新能源汽車350余款進(jìn)入國家汽車公告目錄,在25個(gè)示范城市有超過19000輛自主研發(fā)的電動(dòng)汽車產(chǎn)品示范應(yīng)用;突破了一批代用燃料汽車關(guān)鍵技術(shù),帶動(dòng)形成國內(nèi)140萬輛天然氣汽車應(yīng)用規(guī)模;結(jié)合2017年北京奧運(yùn)會(huì)和2017年上海世博會(huì)等國際大型活動(dòng)的舉辦,成功開展了集中化、高強(qiáng)度的電動(dòng)汽車示范運(yùn)行,取得了良好的國際影響;制定電動(dòng)汽車國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)59項(xiàng),基本滿足電動(dòng)汽車科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化需求;建成15個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)研究中心,形成電動(dòng)汽車研發(fā)平臺(tái)48個(gè);項(xiàng)目成果獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)10項(xiàng),省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)22項(xiàng);累計(jì)申請(qǐng)專利2011項(xiàng),其中,發(fā)明專利1015項(xiàng)。

1.3“十二五”電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)

“十二五”期間,中國新能源汽車發(fā)展面臨更加緊迫的戰(zhàn)略需求,首先是作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,新能源汽車承載了汽車技術(shù)轉(zhuǎn)型需求[9],其次是國家汽車節(jié)能環(huán)保法規(guī)不斷嚴(yán)格帶來的產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代需求[10]。國家領(lǐng)導(dǎo)人在多次聽取專家意見的基礎(chǔ)上,以胡-錦-濤2017年在兩院院士大會(huì)上的講話為起點(diǎn)[11]、在2017年關(guān)于新能源汽車的講話為標(biāo)志[12],電動(dòng)汽車上升為國家戰(zhàn)略。

在此背景下,科技部制定了《電動(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》[13],在“十一五”節(jié)能與新能源汽車研發(fā)成果基礎(chǔ)上,以全面實(shí)施“純電驅(qū)動(dòng)”技術(shù)轉(zhuǎn)型為總體戰(zhàn)略,提出了技術(shù)平臺(tái)“一體化”、車型開發(fā)“兩頭擠”、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)“三步走”的技術(shù)發(fā)展路徑。在城市公共用車和私人小型轎車上優(yōu)先發(fā)展“純電驅(qū)動(dòng)”電動(dòng)汽車,形成“兩頭擠”發(fā)展格局,啟動(dòng)市場。然后滾動(dòng)發(fā)展,逐步擠占中高檔轎車這一市場空間。項(xiàng)目的組織實(shí)施落實(shí)了國務(wù)院2017年“關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定”精神,成為培育和發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重大科技舉措。

在研發(fā)布局上,以“三縱三橫”為基礎(chǔ),進(jìn)一步強(qiáng)化純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型,“三縱”方面,純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車作為純電驅(qū)動(dòng)汽車的基本類型歸為一個(gè)大類;燃料電池汽車作為純電驅(qū)動(dòng)汽車的特殊類型繼續(xù)獨(dú)立作為一“縱”;混合動(dòng)力汽車則主要為常規(guī)混合動(dòng)力汽車。

在“三橫”方面,電池包括動(dòng)力電池和燃料電池;電機(jī)包括電機(jī)系統(tǒng)及其與發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱總成一體化技術(shù)等;電控包括電轉(zhuǎn)向、電空調(diào)、電制動(dòng)等在內(nèi)的電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)技術(shù)。同時(shí),為了適應(yīng)從科技研發(fā)向示范推廣轉(zhuǎn)型的需求,增加了標(biāo)準(zhǔn)檢測、能源供給、集成示范等三大支撐平臺(tái)的研發(fā),從而形成“三橫三縱三大平臺(tái)”戰(zhàn)略重點(diǎn)與任務(wù)布局(圖3)。

在組織實(shí)施上,根據(jù)“三縱”(混合動(dòng)力、純電驅(qū)動(dòng)、燃料電池)技術(shù)發(fā)展的不同階段,分別以“產(chǎn)業(yè)鏈”、“價(jià)值鏈”、“技術(shù)鏈”為紐帶,建立“三縱三鏈”技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟開展研發(fā)活動(dòng)。專項(xiàng)部署的項(xiàng)目共61項(xiàng),包括863項(xiàng)目18項(xiàng)、科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目36項(xiàng)、國際合作項(xiàng)目3項(xiàng)、公益類項(xiàng)目4項(xiàng)。全國177家高校和科研院所參與。截至2017年,已經(jīng)驗(yàn)收的首批啟動(dòng)項(xiàng)目完成新產(chǎn)品、新工藝及相關(guān)軟件開發(fā)500多項(xiàng),發(fā)表科技論文1000多篇,申請(qǐng)國內(nèi)發(fā)明專利1000多項(xiàng)。專項(xiàng)的實(shí)施全面帶動(dòng)了關(guān)鍵零部件、整車和支撐平臺(tái)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,技術(shù)支撐了中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化在2017年躍居全球首位。

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2新能源汽車技術(shù)進(jìn)展經(jīng)

過3個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān),中國掌握了新能源商用車的整車技術(shù),實(shí)現(xiàn)了從混合動(dòng)力向純電驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)型;發(fā)展出了獨(dú)具特色的新能源乘用車純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的跨越式發(fā)展;燃料電池汽車形成了自主研發(fā)能力,實(shí)現(xiàn)了與國際技術(shù)的基本同步;在關(guān)鍵零部件方面,鋰離子車用動(dòng)力電池技術(shù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)取得重大進(jìn)展;在公共平臺(tái)技術(shù)方面,建立了新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)體系和整車、電池、電機(jī)測試平臺(tái)。

2.1關(guān)鍵零部件技術(shù)

1)動(dòng)力電池技術(shù)。至今為止,中國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池研發(fā)經(jīng)歷了3個(gè)階段。“十五”起步階段:主要研發(fā)鎳氫動(dòng)力電池和錳酸鋰鋰離子動(dòng)力電池;“十一五”發(fā)展階段:加大了磷酸鐵鋰電池研發(fā),支撐了“十二五”電動(dòng)汽車示范與產(chǎn)業(yè)化;“十二五”升級(jí)階段:重點(diǎn)支持三元材料動(dòng)力電池的研發(fā),電池比能量目標(biāo)要求達(dá)到180(w·h)/kg。經(jīng)過3個(gè)五年計(jì)劃,中國已基本掌握了電池材料、單體電池、電池系統(tǒng)、批量生產(chǎn)工藝等核心技術(shù)。中國已形成包括磷酸鐵鋰和錳酸鋰正極材料、三元材料前驅(qū)體、石墨負(fù)極材料、鈦酸鋰負(fù)極材料、電解液和pp/pe隔膜在內(nèi)的完整電池材料技術(shù)體系,技術(shù)水平與國際基本同步。中國單體電池設(shè)計(jì)制造能力取得重要突破,電池能量密度顯著提高,如磷酸鐵鋰電池單體的能量密度從2017年的90(w·h)/kg提高到接近140(w·h)/kg,三元材料的電池單體的能量密度達(dá)到180(w·h)/kg,與國際水平基本保持同步;功率型電池比功率最高達(dá)到3000 w/kg,與國際先進(jìn)水平相當(dāng)。中國在電池系統(tǒng)集成技術(shù)和能力方面取得較大進(jìn)展和突破,動(dòng)力電池模塊的比能量最高達(dá)到140(w·h)/kg以上,鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平已經(jīng)具備支撐電動(dòng)汽車開展大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)條件。但是,中國在先進(jìn)電池材料與機(jī)理等基礎(chǔ)研究方面,以及電池一致性和良品率等方面與國際領(lǐng)先水平相比還存在差距。

2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)方面,采用車用電機(jī)多領(lǐng)域集成優(yōu)化設(shè)計(jì)理念,解決了多目標(biāo)高性能車用電機(jī)的極限設(shè)計(jì)、多物理場精確分析、控制策略、系統(tǒng)集成等技術(shù)難題。采用結(jié)構(gòu)圖3“十二五”電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)布局集成設(shè)計(jì)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與變速器在機(jī)械、電磁、熱的高度一體化設(shè)計(jì)與應(yīng)用。利用中國稀土資源優(yōu)勢,逐步形成了車用永磁電機(jī)技術(shù)特色,中國多個(gè)電機(jī)企業(yè)突破高效、高功率密度車用永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù),研制出功率密度超過3 kw/kg的高速高密度永磁電機(jī),在多款純電動(dòng)轎車、插電式混合動(dòng)力轎車上獲得了廣泛應(yīng)用。中國商用車電機(jī)(特別是直驅(qū)電機(jī))在轉(zhuǎn)矩指標(biāo)、成本控制方面已經(jīng)具備較強(qiáng)的國際競爭優(yōu)勢。

在電機(jī)控制器技術(shù)方面,采用電力電子模塊集成技術(shù),將汽車級(jí)igbt模塊、長壽命膜電容與低電感復(fù)合母排高度集成、低熱阻散熱技術(shù)以及小型化電路板設(shè)計(jì)技術(shù)高度集成,降低了電機(jī)控制器的體積和重量,提高了系統(tǒng)集成度,實(shí)現(xiàn)了電力電子與信息處理技術(shù)的融合。中國典型電機(jī)控制器功率密度達(dá)到8 kw/l,控制器峰值效率超過97%,大于90%的高效率區(qū)超過50%。全速度范圍的轉(zhuǎn)矩控制精度提升至±2~3n·m或±3%~5%。但是中國在芯片集成設(shè)計(jì)、電力電子系統(tǒng)集成等方面與國際領(lǐng)先水平還存在差距。

3)車用燃料電池技術(shù)。燃料電池系統(tǒng)技術(shù)鏈長,中國相關(guān)基礎(chǔ)薄弱。經(jīng)過多年努力,中國在燃料電池電化學(xué)基礎(chǔ)材料器件和電堆方面取得了顯著的進(jìn)步,近年來突破了耐久性強(qiáng)化的復(fù)合膜、高活性抗毒催化劑、高導(dǎo)電性碳紙、低鉑載量的電極組件、超薄金屬雙極板沖壓、防腐蝕、焊接和密封等關(guān)鍵技術(shù);中國在“十二五”期間已基本突破了金屬雙極板電堆的設(shè)計(jì)技術(shù),研制的樣堆功率密度突破2 kw/l的水平,為今后高功率密度發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。研制的燃料電池催化劑、復(fù)合膜、碳紙、膜電極及雙極板樣品從性能指標(biāo)上已經(jīng)能夠滿足商業(yè)化需求,但是需要建立批量化生產(chǎn)線,大力開展測試評(píng)價(jià)并建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)中國燃料電池技術(shù)趕上國際先進(jìn)水平。

4)電動(dòng)化附件技術(shù)。電空調(diào):開發(fā)了無位置傳感器的變頻壓縮機(jī)電機(jī)控制技術(shù)、高效的一體化低噪聲電動(dòng)空調(diào)技術(shù)、基于總線控制技術(shù)的電動(dòng)空調(diào)高效控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了空調(diào)與電池的集成熱管理。

電轉(zhuǎn)向:突破了轉(zhuǎn)向傳感器、eps控制器、ehps控制器、eps與電動(dòng)轎車匹配,ehps與電動(dòng)客車匹配等電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-40~85℃范圍內(nèi)正常工作,具有良好的高低溫穩(wěn)定性。

電制動(dòng):在中國已有液壓和氣壓abs系統(tǒng)自主技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過集成化設(shè)計(jì),成功地開發(fā)出能量回饋式液壓和氣壓制動(dòng)系統(tǒng),打破了國際壟斷,且在成本上有競爭優(yōu)勢。實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)安全性、系統(tǒng)可靠性與壽命、制動(dòng)舒適性與制動(dòng)能量回收效率的綜合優(yōu)化;仞佒苿(dòng)對(duì)能量經(jīng)濟(jì)性的貢獻(xiàn)率達(dá)到20%以上。

2.2整車技術(shù)

1)純電動(dòng)汽車技術(shù)。純電動(dòng)汽車是中國新能源汽車的主要類型。經(jīng)過3個(gè)五年計(jì)劃的努力,中國純電動(dòng)乘用車技術(shù)取得重大進(jìn)展,整體技術(shù)水平接近國際先進(jìn)水平,續(xù)駛里程、可靠性、安全性不斷提高,能效持續(xù)優(yōu)化,完全具備了商業(yè)化推廣條件。尤其是形成了中國特色小型純電動(dòng)轎車技術(shù)特色。

純電動(dòng)公交車整體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)。已建立起純電動(dòng)客車設(shè)計(jì)理論與系統(tǒng)集成體系;在高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車輕量化、動(dòng)力電源熱電集成和管理技術(shù)等方面取得了重大進(jìn)展,通過關(guān)鍵部件通用化、總成配置模塊化、機(jī)電接口標(biāo)準(zhǔn)化建立了新能源客車的技術(shù)平臺(tái),開發(fā)出低地板公交車專用電動(dòng)化底盤,基于平臺(tái)開發(fā)的整車性能優(yōu)異,12 m公交大客車實(shí)際運(yùn)行百公里電耗在100 kw·h左右。

電動(dòng)汽車充換電設(shè)施技術(shù)方面,建立了電動(dòng)汽車充換電設(shè)施仿真平臺(tái);研發(fā)了基于交流和直流能源供給模式的多種變換容量的充換電設(shè)備接口-技術(shù)、充換電過程控制技術(shù)、電能計(jì)量技術(shù)、安全可靠性技術(shù);研發(fā)了40 kw單口三相交流車載充電技術(shù)和450 kw直流非車載充電技術(shù)及產(chǎn)品;新型換電技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)3 min內(nèi)更換11箱電池。開發(fā)了無線充電系統(tǒng)樣機(jī),開始在整車上進(jìn)行示范。

2)插電式混合動(dòng)力汽車技術(shù)。在乘用車方面,國內(nèi)基本掌握了混合動(dòng)力機(jī)電耦合、混合動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制與能量管理系統(tǒng)等核心關(guān)鍵技術(shù)。形成了比亞迪秦為代表的p3后并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)及在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來的四驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng);上汽榮威550為代表的雙電機(jī)串并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),吉利和科力遠(yuǎn)聯(lián)合研制的“chs”為代表的雙行星排功率分流構(gòu)型混合動(dòng)力系統(tǒng),基本打破了日本公司在國際上的技術(shù)壟斷。進(jìn)入“十二五”以來,國內(nèi)企業(yè)紛紛發(fā)力插電式/增程式汽車,推出了如比亞迪秦、上汽榮威550、廣汽傳祺等插電式混合動(dòng)力車型。其中,比亞迪秦百公里加速時(shí)間達(dá)到5.9 s,百公里綜合油耗低至1.6 l,總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平。榮威550插電式車型實(shí)現(xiàn)了純電行駛里程58 km,百公里綜合油耗2.3 l(工況法測試),百公里加速時(shí)間10.2 s等先進(jìn)性能指標(biāo)。

商用車方面,國內(nèi)基本掌握了混合動(dòng)力整車控制、高功率電機(jī)系統(tǒng)、混合動(dòng)力自動(dòng)變速箱及控制、apu發(fā)電單元等關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整車系統(tǒng)。具有中國技術(shù)特色的直驅(qū)混聯(lián)系統(tǒng)節(jié)油率達(dá)到40%;谧灾鱝mt技術(shù)的同軸并聯(lián)混合動(dòng)力機(jī)電耦合系統(tǒng)構(gòu)型混動(dòng)模式下的節(jié)油率>30%。以車載發(fā)電裝置和儲(chǔ)能裝置共同驅(qū)動(dòng)電機(jī)為特征的新型純電驅(qū)動(dòng)客車動(dòng)力系統(tǒng)形成了插電、增程、純電動(dòng)、燃料電池等各種技術(shù)路線的一體化平臺(tái),具有總成模塊化、能源多元化、車型系列化的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢。

3)燃料電池汽車技術(shù)。中國燃料電池轎車采用獨(dú)具特色的“電-電混合”動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)方案,具有“動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)整車適配、電-電混合能源動(dòng)力控制、車載高壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)、工業(yè)副產(chǎn)氫氣純化利用”的技術(shù)特征。進(jìn)入“十二五”后,以上汽為代表的汽車集團(tuán)制定了燃料電池汽車發(fā)展的5年規(guī)劃,開始投入大量資金研發(fā)燃料電池汽車,完成了第3代燃料電池轎車fcv的開發(fā),在2011年必比登比賽中,上汽開發(fā)的fcv在燃料電池轎車組別中,名列第三名。

中國燃料電池城市客車在三大系統(tǒng)(燃料電池/蓄電池混合動(dòng)力、電動(dòng)化底盤、整車控制)和三大技術(shù)(燃料電池耐久性、氫電安全性、整車燃料經(jīng)濟(jì)性)取得重要突破;趪覙(biāo)準(zhǔn)公交循環(huán)的整車氫耗≤7.5 kg/100 km,達(dá)到國際先進(jìn)水平!笆濉逼陂g,以宇通客車為代表的國內(nèi)領(lǐng)先的新能源客車企業(yè)全面介入燃料電池客車研發(fā),開發(fā)出獲得國家產(chǎn)品公告的燃料電池客車,并制定了“十三五”燃料電池客車商業(yè)化計(jì)劃。

中國已基本掌握35 mpa加氫站系統(tǒng)集成技術(shù)。加氫站三大關(guān)鍵設(shè)備:45 mpa大容積儲(chǔ)氫罐、35 mpa加氫機(jī)和45mpa隔膜式壓縮機(jī)已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。在上海2017世博會(huì)上,規(guī);母碑a(chǎn)氫氣提純、輸送以及由2輛移動(dòng)車(移動(dòng)加氫站)和2座固定加氫站構(gòu)成的小型加氫網(wǎng)絡(luò)成功為世博園區(qū)內(nèi)外196輛燃料電池觀光車、轎車和大巴提供高壓氫氣加注服務(wù),安全性和可靠性得到檢驗(yàn)。

3新能源汽車示范考核與推廣應(yīng)用

3.1新能源汽車示范推廣歷程

中國新能源汽車示范推廣經(jīng)歷了3個(gè)階段。

第一階段(2003—2017年):技術(shù)驗(yàn)證與科技示范工程。2003—2017年,在“十五”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)和“十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目支持下,開展了小規(guī)模的電動(dòng)汽車示范運(yùn)行和技術(shù)驗(yàn)證,積累了大量的技術(shù)研發(fā)和升級(jí)的寶貴數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,中華人民共和國發(fā)展和改革委員會(huì)于2017年11月正式公布實(shí)施《新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)則》及《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》的管理規(guī)定。2017年開始,先后配合北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)等重大國際活動(dòng)開展新能源汽車科技示范工程。其中,作為科技示范工程的起點(diǎn)和標(biāo)志開展了全球最大規(guī)模的奧運(yùn)會(huì)新能源汽車示范運(yùn)行,共投入595輛節(jié)能與新能源汽車為奧運(yùn)會(huì)提供服務(wù),累計(jì)行駛371.4萬km,載客441.7萬人次。在奧運(yùn)史上第一次實(shí)現(xiàn)了中心區(qū)零排放、周邊地區(qū)交通低排放,對(duì)中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮了啟動(dòng)作用。

第二階段(2017—2012年):十城千輛示范推廣工程一期。2017年開始,中國加大了對(duì)新能源汽車示范推廣的投入力度,出臺(tái)了系列支持措施。2017年,中華人民共和國財(cái)政部、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展和改革委員會(huì)等4部門共同啟動(dòng)組織實(shí)施“十城千輛”新能源汽車示范推廣工程。為鼓勵(lì)新能源汽車推廣應(yīng)用積極性,2017和2017年,先后出臺(tái)公共服務(wù)領(lǐng)域和私人購買領(lǐng)域新能源汽車補(bǔ)貼政策。為提升新能源汽車產(chǎn)品性能及產(chǎn)業(yè)化水平,2012年9月,中華人民共和國財(cái)政部、工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部組織實(shí)施《新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程》。2017—2012年,中國在25個(gè)試點(diǎn)城市開展的新能源汽車規(guī);痉哆\(yùn)行,總共推廣新能源汽車2.7萬輛。

第三階段(2017—2017年):十城千輛示范推廣工程二期。2017年開始,國家對(duì)新能源汽車的支持政策密集出臺(tái),促成了新能源汽車大規(guī)模示范推廣。2017年,第二期示范推廣工程補(bǔ)貼政策出臺(tái)。2017年,國務(wù)院先后4次發(fā)布加快新能源汽車發(fā)展的政策措施。2017年5月,新能源汽車決策咨詢平臺(tái)——中國電動(dòng)汽車百人會(huì)成立,研究聚焦新能源汽車產(chǎn)業(yè)化初期政策、技術(shù)與市場之間的復(fù)雜互動(dòng)關(guān)系,整車開發(fā)、關(guān)鍵零部件供應(yīng)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展問題。在國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)和多部門多領(lǐng)域多行業(yè)共同努力下新能源汽車市場發(fā)展出現(xiàn)快速增長的良好勢頭。2017年中國新能源汽車銷量達(dá)到33萬輛,在新增汽車銷售中的占比首次突破1%,在2017全球銷售新能源汽車的占比超過50%,中國首次超過美國銷量居全球第一。中國成為全球最大的新能源汽車推廣應(yīng)用區(qū)域,新能源汽車?yán)鄯e推廣接近50萬輛。截至2017年底,建成充電站3600座,充電樁48000個(gè),初步形成了充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò),智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)開始應(yīng)用,有力支撐了新能源汽車推廣。

3.2關(guān)鍵零部件技術(shù)示范考核與產(chǎn)業(yè)化

中國新能源汽車示范推廣與產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展源于關(guān)鍵零部件產(chǎn)品技術(shù)性能突破和產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)。占據(jù)新能源汽車保有量95%以上市場份額的中國品牌新能源汽車依靠的是基于自主核心技術(shù)的電池、電機(jī)和電控關(guān)鍵部件。而且,其中的高端產(chǎn)品已與德國寶馬等國際頂級(jí)廠商開發(fā)的車型配套。

1)動(dòng)力電池。中國已建立起較為完整的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈,形成了珠江三角洲、長江三角洲、中原地區(qū)和北京-天津區(qū)域?yàn)橹鞯乃拇髣?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化聚集區(qū)域。鋰離子動(dòng)力電池正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜已進(jìn)入國際動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)體系。磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)成熟度和規(guī)模國際領(lǐng)先,采用三元正極材料的高比能量電池和鈦酸鋰負(fù)極材料的快充電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。在整車需求的帶動(dòng)下,中國電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,2017年產(chǎn)量達(dá)到20 gw·h,涌現(xiàn)出比亞迪和寧德時(shí)代新能源等具有國際競爭力的動(dòng)力電池生產(chǎn)商,其中,比亞迪建成全球最大的鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)基地,浙江微宏動(dòng)力的車用鋰離子電池系統(tǒng)規(guī)模出口歐洲。中國車用鋰離子電池產(chǎn)業(yè)總體上處于國際前3甲。

2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成。中國的乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)和商用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)已形成規(guī);a(chǎn)業(yè)。乘用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)形成了系列化產(chǎn)品,并為國內(nèi)多款乘用車配套,部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了批量出口;開發(fā)出了深混動(dòng)力分流雙電機(jī)、并聯(lián)單電機(jī)和高速橋驅(qū)電機(jī)等重點(diǎn)產(chǎn)品,應(yīng)用于混合動(dòng)力和插電混合動(dòng)力以及各類純電動(dòng)車型。在商用車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品方面,形成了65~200 kw的系列化電動(dòng)客車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)產(chǎn)品,分別應(yīng)用于10.5~12 m插電式混合動(dòng)力客車和12~13.7 m純電動(dòng)客車;開發(fā)出了同軸混聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力總成產(chǎn)品,應(yīng)用于12 m插電式混合動(dòng)力公交車。

基本形成電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)零部件的完整產(chǎn)業(yè)鏈,包括硅鋼片、液冷鑄鋁殼體、永磁體等。中國也建立了“電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”和“中國igbt技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”,在高性能硅鋼、高性能磁鋼、車用功率模塊、車用膜電容器、旋轉(zhuǎn)變壓器、車用接插件以及車用dc/dc變換器等方面,形成了一大批典型產(chǎn)品,其指標(biāo)和性能與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面也取得快速進(jìn)展,推動(dòng)了中國電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.3新能源整車技術(shù)示范考核與產(chǎn)業(yè)化

伴隨著國家科技項(xiàng)目和推廣工程的實(shí)施,各龍頭企業(yè)加快了新能源客車產(chǎn)品開發(fā),形成了混合動(dòng)力客車、純電動(dòng)客車、燃料電池客車等多種技術(shù)路線。2017年起,各種車型的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速,2017年實(shí)現(xiàn)了新能源汽車產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展。2017年銷售各類新能源汽車33萬輛,有4家企業(yè)進(jìn)入全球新能源汽車銷量前10名,比亞迪成為全球最大的新能源汽車生產(chǎn)商。中國新能源汽車,尤其是新能源商用車開始規(guī)模出口發(fā)達(dá)國家市場。

1)新能源商用車。新能源商用車從2017年開始產(chǎn)銷量快速增長,2017年產(chǎn)量超過17萬輛。其中,新能源客車產(chǎn)量超過12萬輛,占據(jù)全球總量的80%以上,居全球首位。新能源公交車是新能源客車推廣的先行者和主力軍。截至2017年新能源公交車保有量超過10萬輛,現(xiàn)在已經(jīng)占到國內(nèi)公交車保有量19%左右,在全球遙遙領(lǐng)先。新能源商用車國際競爭力取得重大突破,行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)新能源客車整車與總成開始規(guī)模出口。目前,各種混合動(dòng)力客車產(chǎn)品成熟度較高,經(jīng)過市場拉動(dòng)作用,產(chǎn)品性能逐步提高,與國際對(duì)標(biāo)水平(25 l/100 km)相比,中國混合動(dòng)力大客車的油耗已經(jīng)從2012年的局部相當(dāng)(11款車型中2款達(dá)到25 l/100 km),改善到2017年全面超越的水平(最佳達(dá)到21l/100 km),并發(fā)展出插電式混合動(dòng)力產(chǎn)品系列,2017年技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)的插電式混合動(dòng)力客車的油耗水平已經(jīng)降至19 l/100 km。純電動(dòng)客車經(jīng)歷了電池快換、大容量電池慢充、小容量電池多次快充的示范考核與技術(shù)選擇,已逐步形成主流技術(shù)和主流車型。隨著性能的不斷提升,電動(dòng)客車逐步受到市場認(rèn)可,運(yùn)營效率已經(jīng)從最初的60%提升至93%,運(yùn)營成本下降到2元/km左右,基本可以與傳統(tǒng)燃油車競爭。

2)新能源乘用車。從2017年開始新能源乘用車產(chǎn)銷量逐年高速增長。2017年新能源乘用車產(chǎn)量僅為3773輛,2017年的產(chǎn)量增加到6.2萬輛,2017年,產(chǎn)量大幅上升到20.5萬輛。新能源乘用車在新增乘用車銷售中的占比首次突破1%,這是一個(gè)具有里程碑意義的數(shù)據(jù),它表明新能源乘用車已經(jīng)從示范推廣階段的產(chǎn)品導(dǎo)入期進(jìn)入規(guī)模化推廣階段的產(chǎn)業(yè)成長期。分車型來看,純電動(dòng)乘用車以微小型電動(dòng)轎車為主,而且比例在逐年提高,2017年占比超過了85%,小型電動(dòng)汽車性價(jià)比高,節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢明顯,有望成為中國電動(dòng)國民車的戰(zhàn)略車型,同時(shí)具有形成國際競爭優(yōu)勢的巨大潛力。中高級(jí)別新能源乘用車以插電式混合動(dòng)力車為主,2017年銷量占比超過82%。尤其是以比亞迪唐為代表的插電式suv受到市場歡迎,銷量直線上升。suv的插電化正在成為重要的發(fā)展趨勢,這對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)中國品牌suv競爭優(yōu)勢,同時(shí)解決suv油耗和排放問題將發(fā)揮重要作用,有望成為中國品牌主流戰(zhàn)略車型。從插電式混合動(dòng)力乘用車實(shí)際使用看,基于用車大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的改善,用電的比例在大幅上升,純電行駛里程已經(jīng)占到總行駛里程的2/3以上,純電驅(qū)動(dòng)的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢正在顯現(xiàn)。

4“十三五”新能源汽車研發(fā)展望

4.1“十三五”新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)背景與目標(biāo)

當(dāng)前,中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展正面臨3個(gè)重大挑戰(zhàn)和歷史任務(wù)。第一,汽車產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。明確指出:“發(fā)展新能源汽車是我國由汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路”;第二,汽車排氣污染治理的挑戰(zhàn)。大氣污染控制的國家行動(dòng)計(jì)劃倒逼零排放汽車的發(fā)展;第三,汽車保有量快速上升帶來的能源安全和低碳發(fā)展的挑戰(zhàn)。2020年乘用車企業(yè)平均油耗降到百公里5 l的國家油耗法規(guī),倒逼中國汽車新型能源動(dòng)力的全面發(fā)展。

從全球范圍看,以動(dòng)力電氣化、材料輕量化、車輛智能化三大科技為核心的新能源汽車技術(shù)大變革,正在深入發(fā)展,未來5~10年,將迎來全球汽車產(chǎn)業(yè)重組和技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。

總體看,中國新能源汽車核心關(guān)鍵技術(shù)尚未徹底突破,例如新型高比能量、長壽命、高安全動(dòng)力電池技術(shù),第三代燃料電池膜電極技術(shù),新一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)電力電子技術(shù)等;配套體系不夠完善,例如充電基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)、規(guī)范和運(yùn)營模式大大滯后于整車市場發(fā)展;產(chǎn)品性能還不能完全滿足市場需求,例如純電動(dòng)轎車的性價(jià)比與燃油轎車相比還偏低。中國新能源汽車技術(shù)研發(fā)雖然起步不晚、速度不慢,但基礎(chǔ)不牢、體制不順,與國際領(lǐng)先水平相比仍有差距。作為一個(gè)完全開放的市場,技術(shù)競爭壓力越來越大,加快新能源汽車持續(xù)創(chuàng)新,推進(jìn)中國汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí),是中國科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

“十三五”新能源汽車科技創(chuàng)新的總體目標(biāo)是:落實(shí)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》;實(shí)施新能源汽車“純電驅(qū)動(dòng)”技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略;完善電動(dòng)汽車“三縱三橫”技術(shù)體系和新能源汽車研發(fā)體系,升級(jí)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái);抓住新能源、新材料、信息化科技帶來的新能源汽車新一輪技術(shù)變革機(jī)遇,超前研發(fā)下一代技術(shù);到2020年,建立起完善的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈,技術(shù)支撐新能源汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展。

4.2研發(fā)布局與重點(diǎn)任務(wù)

1)研發(fā)布局!笆濉毙履茉雌囋圏c(diǎn)專項(xiàng)總體布局,按照全創(chuàng)新鏈設(shè)計(jì)原則分為4個(gè)層次:基礎(chǔ)科學(xué)問題、共性核心技術(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)、集成開發(fā)與示范。每層有3個(gè)模塊:三大基礎(chǔ)科學(xué)問題;“三橫”共性核心技術(shù);“三縱”動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù);面向集成開發(fā)與示范的三大支撐平臺(tái)(圖4)。

將上述12個(gè)模塊通過串并聯(lián)組合形成從基礎(chǔ)研究、重大共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)到應(yīng)用示范的全鏈條貫穿的6個(gè)創(chuàng)新鏈條(動(dòng)力電池與電池管理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力電子、電動(dòng)汽車智能化技術(shù)、燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、插電/增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)和純電動(dòng)力系統(tǒng)),共部署39個(gè)任務(wù)(圖5)。

2)重點(diǎn)任務(wù)與目標(biāo)。動(dòng)力電池與管理系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo):重點(diǎn)突破高比能量動(dòng)力電池技術(shù)和電池管理系統(tǒng)、電池安全性等電池系統(tǒng)集成技術(shù)。2020年,量產(chǎn)化能量型動(dòng)力電池單體比能量達(dá)到300(w·h)/kg,系統(tǒng)比能量大于210(w·h)/kg,壽命達(dá)到1500次,成本達(dá)到0.8元(/ w·h);示范用新型能量型電池單體比能量達(dá)400(w·h)/kg,探索性能量型動(dòng)力電池新體系單體比能量達(dá)到500(w·h)/kg;高功率長壽命型動(dòng)力電池單體比功率達(dá)到1500 w/kg,循環(huán)壽命達(dá)到10000次。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力電子研發(fā)重點(diǎn)與目標(biāo):開發(fā)功率密度超過4 kw/kg的高速、高效和輕量電機(jī)系統(tǒng);電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器比功率2020年達(dá)到17 kw/l,新一代車載電力電子變換器功率密度>30 kw/l。

電動(dòng)汽車電控與智能化研究重點(diǎn)與目標(biāo):突破純電動(dòng)汽車智能化平臺(tái)技術(shù),電動(dòng)汽車智能化水平達(dá)到sae 3級(jí)(結(jié)構(gòu)化道路的無人駕駛)。實(shí)現(xiàn)百輛級(jí)自動(dòng)駕駛智能電動(dòng)汽車、千輛級(jí)網(wǎng)聯(lián)化智能電動(dòng)汽車示范運(yùn)行。

插電/增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo):形成中國特色插電式電動(dòng)汽車主流技術(shù)路線和處于世界領(lǐng)先地位主流車型;到2020年,插電式混合動(dòng)力轎車百公里綜合油耗小于1.3 l,混合工況節(jié)油率大于45%;插電式混合動(dòng)力客車(12m)百公里油耗小于16 l。

燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo):重點(diǎn)突破高功率密度、低成本的乘用車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和長壽命、高效率商用車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。到2020年,轎車燃料電池電堆體積功率密度超過3.1 kw/l,發(fā)動(dòng)機(jī)最高效率達(dá)到55%;客車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性超過1萬h,最高效率達(dá)到60%。加速開展氫能的“儲(chǔ)-輸-運(yùn)”體系研究和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),支撐燃料電池汽車的規(guī);痉逗屯茝V應(yīng)用。

純電動(dòng)力系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo):全面提升純電動(dòng)轎車底盤一體化、車身輕量化、整車智能化綜合技術(shù)水平。以集中驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)轎車為重點(diǎn),通過技術(shù)進(jìn)步全面提升主流電動(dòng)轎車性價(jià)比,a級(jí)車百公里電耗降低20%,達(dá)到12 kw·h(工況法測試),續(xù)駛250 km左右的小型純電動(dòng)轎車,取消補(bǔ)貼后購置+使用綜合成本可以與燃油車競爭。同時(shí)研發(fā)高性能電動(dòng)轎車技術(shù):針對(duì)典型車型(車長≥4.5 m),同時(shí)實(shí)現(xiàn)百公里電耗≤10kw·h(工況法測試)和續(xù)駛里程≥400km(工況法測試)。重點(diǎn)加強(qiáng)充電基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)支撐能力,提高互聯(lián)互通水平,開展無線充電和v2g等前沿技術(shù)研發(fā),實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。

5結(jié)論

經(jīng)過3個(gè)五年計(jì)劃的艱苦努力,中國新能源汽車經(jīng)歷了從打基礎(chǔ)、示范考核、到產(chǎn)業(yè)化啟動(dòng)的發(fā)展進(jìn)程,“三縱三橫”研發(fā)布局的內(nèi)涵和外延不斷得到完善,“純電驅(qū)動(dòng)”的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略得以確定,核心技術(shù)的突破帶動(dòng)了產(chǎn)品性能的提升,中國已成為全球新能源汽車技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化最活躍的區(qū)域之一,新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展被稱為中國“新經(jīng)濟(jì)”在工業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)志性行業(yè)。隨著動(dòng)力電氣化、材料輕量化、車輛智能化的新能源汽車技術(shù)大變革的深入,作為一個(gè)完全開放的市場,中國面臨的技術(shù)競爭壓力也越來越大。我們要盡最大努力抓住新能源、新材料、信息化科技帶來的新能源汽車新一輪技術(shù)變革機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)全面升級(jí),尤其是要加快實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池革命性突破,以完善的科技體系支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)中國汽車工業(yè)的技術(shù)強(qiáng)國夢。

新能源汽車研發(fā)已取得重要進(jìn)展2017-04-22 21:45 | #2樓

在廣州舉行的"中國國際綠色創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品展"中,中國工業(yè)和信息化部裝備司副司長王富昌在"節(jié)能和新能源汽車發(fā)展研討會(huì)"表示,近10年來中國已累計(jì)投入20億元人民幣,支持新能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā),并已取得重要進(jìn)展。

王富昌在發(fā)言中指出,中國汽車行業(yè)的較快增長使能源安全、環(huán)境保護(hù)和交通壓力等問題日益凸顯,加快培育發(fā)展節(jié)能和新能源汽車已勢在必行。盡管取得了重大進(jìn)步,但新能源汽車行業(yè)仍存在整車設(shè)計(jì)技術(shù)亟待提升、動(dòng)力電池等關(guān)鍵零部件性能存在差距、汽車先進(jìn)節(jié)能技術(shù)尚未完全掌握等問題。

中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長葉盛基表示,中國應(yīng)在構(gòu)建新能源汽車發(fā)展整體保障系統(tǒng)、培育關(guān)鍵核心技術(shù)自主創(chuàng)新能力、制定扶持新能源汽車發(fā)展政策、加快產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟建設(shè)等方面作出更多努力。

此外,據(jù)工信部發(fā)布消息稱,國家財(cái)政部、科技部、工信部、發(fā)改委在北京召開了"節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)督導(dǎo)檢查動(dòng)員會(huì)",成立新能源汽車督導(dǎo)組。

會(huì)議傳達(dá)了日前四部委聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步做好節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作的通知》、《關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能與新能源汽車示范推廣安全管理工作的函》等文件精神,宣布成立節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作督導(dǎo)聯(lián)絡(luò)組和專家組,并對(duì)節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)督導(dǎo)檢查工作作出了整體部署。近期,督導(dǎo)檢查組將奔赴25個(gè)節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)城市進(jìn)行督導(dǎo)檢查。

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