张进华解读节能与新能源汽车技术路线图

2016-12-16 08:51:00 cnautonews.com 分享
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   汽车网讯 12月15日,由中国汽车技术研究中心、深圳市坪山新区管理委员会联合主办的“2016 国际新能源汽车用户评价与应用创新研讨会”(2016坪山论坛)在深圳坪山新区隆重召开。会议围绕“关注用户评价聚焦业态创新”展开,从“市场化发展现状”、“应用模式创新”、“产品用户评价”三大方向深入研讨和互动交流,搭建促进新能源汽车市场化发展的权威行业平台,为产业发展建言献策、助力提升。

   以下为中国汽车工程学会秘书长张进华题为“节能与新能源汽车技术路线图”的演讲实录:

第一,背景。

   去年发布的《中国制造2025》,新能源汽车是重大发展领域之一,是其他技术应用载体,而且是先导性产业。它的进展情况决定了中国制造2025、强国战略实施的程度,汽车以及相关产业都需要有一个明晰的路线图来找到汽车及相关产业的发展,从而能够聚焦变革、明晰路径、凝聚共识、引导相关资源集聚推广产业创新。

   国家制造强国战略资金委员会是2025的制定以及目前实施的最早决策咨询机构,把路线图作为中国制造2025后续重要的工作之一,路线图由强国战略执行委员会和工信部共同委托发布。总体报告是按照1+7的结构。1是总的,7是包括4个车辆整车技术,3个分项技术。

   第二,国内外总体技术分析。

   近年来,从国际汽车产业来说,低碳化、信息化、智能化是一个总的大趋势。欧洲、美国日本等各国以不同的国家政策形势将此上升到国家战略,重点企业的产品战略也充分体现了三化,三化的融合推动汽车产业未来的技术变革和结构重组。我国汽车产业特别是近二十年的发展,取得的进步大家有目共睹。首先,产业规模世界第一,近期十年甚至更长的时间会保持相对中高速的增长。从技术上特别是自主的技术进展非常明显,包括品牌市场的影响力有目共睹,特别是新能源汽车,包括技术、市场、新的智能网联汽车技术,特别是信息和网络的技术应用规模在全国具有一定的优势,智能网联汽车发展是非常好的优势条件。关键技术方面也取得了明显的进步和进展,包括动力电池、变速器。国内自动变速器原先是空白,近年来无论是CVT、IT、DCT都有自主的技术和产品,而且应用在逐步扩大。

   虽说取得巨大的进步,但与国际先进水平差距明显:

   首先,发展能力上的差距。投入强度远远低于国外,全产业投入估算1千亿,相当于通用、大众、丰田大集团一个公司的投入。

   其次,研发积累。包括流程积累、数据积累、技术积累、标准积累,这些积累偏弱。

   另外,从整个产业创新体系上来说,差异比较明显的,特别是协同方面。单个企业弱,整体的协同效果很低,意识也比较低。在发达国家,单个企业强,整个国家的协同体系效率比较高。

   基础不牢地动山摇,我国汽车产业的材料、工艺基础跟国外相比也差距明显。汽车产业,特别是新的科技变革对汽车产业影响巨大。新的商业模式推动产业结构组织的重构和变革,要求有创新的思路和创新的模式。

   基于汽车产业自身的复杂性以及信息变革对汽车产业的需求,确实需要汽车产业能有明确的技术路线指导汽车与相关产业未来一段时间的技术发展。

   第三,一些关键的里程碑。

   重点是总目标,总目标是基于很多现有的环境设定的,也基于七个路线图进行测算。反过来说,如果七个技术路线图能够得到有效的实施,就能够实现保障几个方面总目标的实现:

   1、汽车产业希望能够在基于提前与其他相关产业在2028年左右碳排放总量达到峰值。如果技术路线图能够得到实现,大概2017年到2028年之间碳排放总量进入峰值,之后往下走,这对产业来说,甚至对国家来说是非常重要的。

   2、希望在2030年左右,汽车产业的电动化转型基本完成,典型的标志电动化市场占有率大概40%以上。智能网联汽车市场有一定的占有率,智能网联汽车的原创汽车技术能够得到比较大规模的应用。

   3、建立有竞争力的自主创新体系。

   节能汽车在2020、2025、2030三个阶段提出典型的指标,以乘用车为代表的能效或者百公里能耗,5升、4升、3.2升。新能源汽车占有率到2020年达到7%到10%,2025年15%,2030年40%以上。智能网联汽车目标辅助驾驶技术、自动巡航、车道保持应用已经很高,2025年部分自动驾驶有条件的自动驾驶占有一定比例,2030年完全4到5级自动驾驶汽车占有比较高的比例。

   基于总的目标再来分解具体的技术路线,经过技术路线测算实现总的目标。从路径识别上来说,希望以新能源汽车和智能网联汽车为突破口,以能源动力系统优化升级转型作为重点,以智能化水平提升作为主线,以先进制造技术和轻量化基础共性技术作为支撑,全面推进企业产业发展。

   第四,分技术路线图的基本结论。

   1、节能汽车。总体上有很大的共同点,重点在混合动力技术、内燃机技术、其他驱动技术。混合动力是技能的主流技术,当然轻量化也是另外一个,但是轻量化有专项的分析,在这里没有强化。

   乘用车总体执行轻量化、小型化、混合动力、动力总成的升级以及电器优化和降低摩擦损失,替代燃料分担六大具体的路径或者重点的路径。

   混合电力是一个主要的技术,达到5升,4升、3.2升的目标,混合动力是主流,其他是共性的,轻量化、摩擦等。

   商用车混合动力应用时间稍晚,重要度低于乘用车。

   2、纯电动与插电式混合动力汽车。随着电机效率提升以及能效减少能量损失,加强轻量化成为趋势。轻量化对电动车更加重要。对于插电式非常重要的,也提出来多能源动力系统的集成优化技术,驱动、点击、控制、充电、混合动力发动机,高效耦合发动器。动力电池本身有专题,在这里没有过分强调。

   这两种车提出了总体的发展纲要,三个阶段的新能源汽车的目标主要贡献来自于插电式,燃料电池在目前相当一段时间总体酝酿还是非常小的,甚至可以忽略不计。

   从四个层面梳理了技术需求,提出了一些优先的行动项,面向纯电和插电,国家科技技术支持十五年了,下一步除了电池列为专项之外,更多的在高性能的纯电和插电汽车产业化方面技术的支持。

   另外,聚焦关键零部件、基础突破和可再生能源、智能电网以及智能社区和新能源汽车的综合应用,这对新能源汽车未来的产业发展至关重要。

   3、燃料电池汽车。燃料电池汽车是未来重要的技术路径或者技术选择。从中国汽车产业来说,现在重视程度不够,国家四部委初步确定有可能要研究制定一个燃料电池专项支持计划,现在由我负责牵头组织部分专家在做初步的研究。希望四部委提交国务院进行发布和实施。

   在研究过程中,大家对燃料电池认识分歧比较大,或者没有共识,这里特意保留一个燃料电池发展目标,跟发布不一样。发布时2020年达到5000辆的保留规模,我们是1万;2025年是10万,发布时是5万;2030年是百万,发布时是10万。这反映大家对未来的预期有巨大的分歧,我也提议汽车产业以及相关产业要高度关注燃料电池,燃料电池重点的技术也是聚焦在功率密度、耐久性、成本、氢安全。

   中国燃料电池国际汽车产业也是得到认可的,通过前十几年根据燃料电池的技术发展现状以及技术特点提出的电电混合或者增程,与目前的技术特征和发展状况比较适宜。当然,全技术链的技术攻关需要做,作为产业化的各个突破选择了电电混合模式作为切入点和突破口。前期小功率燃料电池,中期是平衡的燃料电池,后期是大功率的燃料电池和小容量的电池,到最后全功率的燃料电池。当然,电电混合是最主要的,最后电池小容量的技术路线,但燃料电池的功率更大一点。在这四个层面进行了技术创新梳理,燃料电池要解决的东西很多,包括材料、膜、电机、燃料电池模块堆、系统技术、整车技术。燃料电池也是下一步国家科技、资金支持的重点。

   4、智能网联汽车,这是新兴的技术发展趋势。其重要性与新能源汽车同等重要,有部分专家认为更重要,对中国汽车产业自主化带来的机遇更大,技术和应用的优势,也是机遇。高度智能化和网联化车辆不是普通的机电,涉及到国家信息管理。对核心自主提出了很明确的要求,即两横三纵。

   车辆技术上更多的是决策、执行。信息技术,信息安全,地图技术也是非常重要的。两纵,一个是车载的,一个是基础设施。智能网联一定是循序的,智能网联技术最容易得到大规模的应用。

   刚才从乘用车和商用车两个领域提出了分阶段的目标。这两个路径总体上循序得到应用,从商务车来说,更容易形成,交通部也在研究商用车未来技术路线和法规的要求。

   从四个层面聚焦一些技术需求。跟燃料电池一样,需要解决的问题更多一点。从感知决策执行的,特别在决策阶段,差距是比较大的,感知当然也有差距。在信息层面,大数据、云平台,相对来说中国有比较好的基础和优势。

   作为一个前提,对标准法规先决性,比较好的信息国家相关部委这几个方面相关推动,未来有可能一定程度上自动驾驶汽车能够具备试验的条件。制造技术不细介绍了,还是聚焦在新材料的运用,以及新技术对制造技术带来的变化,聚焦方面进行了说明。

   动力电池,分三个目标,目标上有比较大的讨论和争议,比如说新阶段提出了350、400、500的质量要求,争议非常大,重点几个层面:

   优化现有的代表电池技术,提升技术水平,特别耐久性,加大对新体系动力电池的研发以及对于电池关键材料装备制造技术开发。国外的装备很难形成有竞争力的差别。

   对能量插电式也推出一些目标和技术路线。动力电池从国家创新角度来说更关注新体系。现有应用以企业为主体来做。当然,也会关注动力电池的回收利用技术。

   最后,轻量化。简单来说,前期聚焦材料技术、设备技术、制造技术、回收技术。到后期更关注以碳纤维为重点的复合材料应用及工艺,复合材料特别是碳纤维应用会有产业制造结构的巨大变化,比如说传统的四大工艺的变化。轻量化更重要的是结合新能源汽车进行轻量化技术突破和产业应用。

责编:李芳