發布日期:2016-06-01 10:16 作者:張宏利 瀏覽次數:5390
車網中國 綜合新聞 中國電動汽車百人會理事會執行副理事長,清華大學教授歐陽明高29日在2014電動汽車科技創新國際論壇上介紹了中國新能源汽車發展現狀,他表示,從2010年起,國內新能源汽車銷售的增長率都在100%以上,而2014年則是新能源汽車進入家庭的元年,以比亞迪秦為例,其年銷量有望達到15000輛,證明國內新能源汽車技術和市場發展非常迅猛。作為中國電動汽車百人會的一員,他在論壇中向大家展示了百人會正在進行的“十三五”科技發展的戰略規劃研究,歐陽明高認為,在“十二五”向“十三五”過渡階段,總體原則是要繼續堅持三縱三橫,堅持純電驅動技術轉型戰略,支撐電動汽車全產業鏈發展,同時抓住新能源、新材料科技發展機遇超前研發下一代技術。
中國電動汽車百人會理事會執行副理事長,清華大學教授 歐陽明高
以下是發言實錄:
非常高興代表中國電動汽車百人會理事會給大家介紹一下新能源汽車科技現狀與展望。
這是我們正在進行的“十三五”科技發展的戰略規劃研究,我把我們初步研究的結果給大家展示一下。
首先我想說一下技術發展的趨勢與需求分析。全球汽車技術正在經歷四大變革,第一個是底盤電動化,在汽車發展的初期我們曾經出現過汽車動力的多元化,但是后面逐步的主流就出來了。一百年后,我們今天又出現了動力的多元化,究竟將來會怎么發展,現在還很難確立,但是不管怎么樣,我們中國選擇什么道路,將對整個的格局形成很大的影響。
第二個技術變革,就是車身的輕量化。電動汽車比傳統汽車更需要輕量化,更能平衡輕量化材料導致的成本上升,更能帶動輕量化的規模應用。尤其是輕量化的材料和車身電池的結合將是未來理想化的目標。
第三個變革就是智能化,自動駕駛的智能化電動汽車。電動汽車應該說是智能化的最佳平臺,智能化也能有效的克服電動車的弱點,所以它們是相互促進的。有專家估計人類幾千年的智能機基本沒有變化,但是電腦的智能機在不斷提升,所以未來機器替代人類是一個趨勢,而且不會遙遠。
第四個就是以新能源汽車為終端的車網融合所導致的交通網聯化,所以這四大技術變革在推動我們。同時,低碳化要求和綠色化的發展也有一個倒逼機制,比如說全球的交通領域二氧化碳在2050年要減少到基數的三分之一,所以這是國際能源署的展望,未來尤其是在2020年之后會有一個很大的趨勢變化,這是一個國際的趨勢。
中國汽車產業現在發展面臨的挑戰和任務,我們認為有三個,第一個就是汽車產業由大到強轉型的挑戰。顯然汽車產業是一個支柱產業,怎么轉型,我們總書記明確指出發展新能源汽車是我國汽車大國邁向汽車強國的必由之路,所以,這是第一個挑戰和歷史任務。
第二個挑戰和歷史任務就是汽車排氣污染治理的挑戰。大氣污染控制的國家行動計劃倒逼零排放汽車的發展。
第三個挑戰和歷史任務就是汽車保有量快速上升與能源安全的挑戰,我們現在已經進入汽車保有量快速上升期,帶來能源對外依存度越來越高,現在已經接近60%,所以,我們出臺了油耗法規到2020年平均油耗要降到5升,油耗法規不斷加嚴也倒逼新型動力的發展。
中國的交通體系特色和電動車輛已經取得一系列成就,我們稱之為點線面模型,所謂點就是大城市集群,所謂線就是這些大城市和大城市集群之間連起來的,還有面就是廣大的中小農村和小城鎮,在這樣一個點線面上,我們已有的優勢是在大城市點上,新能源汽車是世界第一,在線上,我們的高鐵是世界第一,在面上,我們的電動自行車是世界第一,所以我們的電氣化程度已經普及到各個方面。所以在這樣一個基礎上,我們再來發展電氣化的汽車,應該說是有非常好的基礎。所以,我們認為在未來中國交通二氧化碳排放空間就這么大,如果要維持2050年升高不高于2度,就是這樣的程度,否則的話,就是4度和6度。為了滿足這一要求,我們跟全球的趨勢一樣,2020年之后也會發生重大的轉變,這是第一部分。
第二部分,我想說一下發展的思路、戰略目標和任務。我們“十五”開始了電動汽車重大課題專項,確定了電動汽車三縱三橫的基本技術體系,燃油電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車,以及電池、電機、電控。“十一五”基本繼續,但是擴大了這個內容。“十二五”我們提出了純電驅動的轉型戰略,繼續堅持三縱三橫,但是內涵發生了很大的變化,同時我們加了三大平臺,示范、基礎設施和測試評價。“十二五”以來,我們在純電驅動的技術戰略轉型的指導下,在車型開發方面,重點在大中型城市客車和小型電動車,以及逐步在家用轎車的混合和插電式在滾動發展。
尤其是今年以來,國家加大了政策的扶持力度,2014年發布了一系列的利好政策,所以,我們的新能源汽車在這些年來逐步的上升,這就是我們家用的轎車,這是大型客車。
2010年以來,新能源汽車年增長率都是百分之百以上,今年將是新能源汽車進入家庭的元年,我們在上個月銷量接近一萬輛,國產的接近一萬輛,如果加上進口的,一共是14000輛,預計今后三五年仍然將保持百分之百以上的速度。這是我們典型的汽車企業比亞迪,它的純電動的e6和秦的銷售領袖,秦上市不到一年,銷量已經一萬輛,月銷量1700輛,今年按照這個速率,秦可能會賣到13000—15000,說明我們的市場上升勢頭非常好。我們規劃了三步走的產業戰略,應該說大體符合這個趨勢。
08年開始了第一步,就是以奧運會示范為基礎的第一步,2010年以十城千輛為第二步,主要是公共交通,現在馬上進入第三步,就是乘用車增長高峰馬上要來了。第一步是醞釀期,第二步是導入期,新能源汽車銷量將達到汽車總銷量1%左右,我們估計1%左右明后年應該可以達到,然后就會進入快速成長期。
現在我們在“十二五”向“十三五”過渡,總體原則是要繼續堅持三縱三橫,堅持純電驅動技術轉型戰略,支撐電動汽車全產業鏈發展,同時抓住新能源、新材料科技發展機遇超前研發下一代技術。這是我們“十三五”新能源汽車,這次我們布局了四個層次,在原有的三縱三橫,三縱是系統集成技術,在上面我們還有一個基礎科學問題層面,以及下面還有集成開發與示范層面,組成四個不同層面,中間的核心層次還是三縱三橫,重點是燃料電池動力系統、混合動力系統、純電動力系統,這是他的一些基本的重點。然后我們還有三橫,動力電池與電力管理。第二,電機驅動與電力電子,還有就是電子控制與智能技術,將會把智能汽車的技術加入到電控的內容里頭來。在基礎科學層面,主要是能源科學、材料科學和信息科學,電動化主要是能源科學,同時我們的電池材料、輕量化材料和燃料電池材料這都屬于材料科學,另外,新一代的自動駕駛自動化汽車主要是信息科學。所以,我們把基礎科學問題加進來。
另外,我們繼續堅持三個平臺,這三個平臺的內涵發生了變化,第一個是基礎設施平臺,第二個是集成開發平臺,第三個是國際合作平臺,我們現在把國際合作放在更加重要的位置,這就是一個總的“十三五”新能源汽車戰略規劃的布局,下面我介紹一下其中的一些內涵,就是發展的重點。
首先,第一個層次是基礎科學問題,在能源科學方面,我們的重點任務包括電化學動力系統學,主要是燃料電池和鋰電池的系統,不包括單體和系統。第二是高溫電力電子學,第三個是混合動力發動機系統學,主要是面向混合動力新型發動機的技術研究。
比如說車用動力電池系統熱失控的觸發、擴展、演化機制與安全管理就是一個典型的問題。在我們遇到短路的情況,在整個一組電池都會逐步擴展,引起整個電池系統的安全問題,那么它擴展觸發的機制、擴展的機理和演化的過程,以及安全管理的措施,我們需要進行很深入的基礎研究。
第二個就是材料科學。重點來看主要是動力電池的材料新體系,燃料電池的材料新體系,以及結構輕量化材料。比如新體系的電池,包括鋰流電池等。
第三個信息科學,重點就是汽車電子學、車輛智能化和交通網聯化中間的技術科學問題。比如復雜交通環境和惡劣行駛工況下的智能汽車自主駕駛的關鍵問題,我們必須進行深入的基礎研究。這是第一個層次,基礎科學問題。
第二個層次是共性核心技術,首先是動力電池和電池管理,這是我們國家目前鋰離子電池的現狀。總體來看,第一代動力電池的材料產業已趨于成熟,我們的材料已經實現國產化并進入日韓動力電池制造企業,我們有較完整的材料產業鏈,而且國際供貨。我們國家磷酸鐵鋰動力電池的2014年產量預計達到20億Wh,廣泛應用于各種新能源汽車,錳酸鋰電池也進入小批量生產。
總體思路是要完善動力電池的產業鏈,重點加強設計制造和系統集成能力,我們是電池單體不如材料,系統不如單體,這是目前的現狀。這是我們的重點任務,包括轎車用高比能量鋰離子單體電池技術,客車用高功率長壽命電池技術,單體動力電池工藝和裝備技術,動力電池系統管理技術和動力電池組和安全性技術,這些是我們下一步要重點研究的。
轎車高比能量單體電池的技術和路線圖是這樣的,明年我們將會達到200瓦時/公斤,比2010年提高一倍。2020年的目標還會上一個臺階。
第二個就是客車用高功率長壽命電池技術指標與路線圖。我們進行了公交客車調研,認為公交客車必須采用高功率長壽命電池技術,普通轎車用的電池在公交車上不適用,因為公交車的里程是轎車的8倍左右,同時需要快速充電和大功率自動回饋能力,所以我們專門把客車用的高功率長壽命電池拿出來,重點就是正極還是一樣,主要是負極是由石墨和碳環城鈦酸鋰。另外,高比能量電池我們也制訂了二次規劃。
共性核心技術的第二部分就是電機驅動與電力電池。現在國內外電機的研發,我們中國的電機還是不錯的,但是我們的高速電機還是不薄弱環節,另外,我們電機控制器的功率密度比國外差一倍,國外是12—14,我們是7—8,主要是我們的基礎元器件沒法在底層封裝,都是買的模塊。
還有一個現在很好的技術趨勢就是第三代半導體碳化硅在新能源汽車領域開始應用,碳化硅是更好的新一代半導體,總體來看,控制器的體積可以降低20%,控制器的損耗也可以大幅度降低,這個五是國外已經開始做的,豐田做的每升30—60千瓦的控制器將會在2020年投入產業化。
所以,這是我們“十三五”的機遇,要抓住新一代電力電池的半導體器件技術,進一步發展我們新一代的控制器,這樣,我們就可以跨越國外IGBT的階段。
總的思路是構建電驅動技術創新體系,開發出滿足國內需求和有全球競爭力的電機驅動和電力電子裝置。
重點有三項任務,一是高速電機,第二是高功率的控制器,還有就是第三代半導體,破解中國長期跟隨研發的困境,實現電機系統車載電機電子的與時俱進。
共性核心技術的第三塊就是電子控制與智能技術,這是國內外在智能汽車方面的一個比較,從中可以看出我們無論是這些方面路徑規劃、信息融合、決策控制、知識經驗庫等等方面,我們都跟國外有相當的差距,這是谷歌目前達到的水平,這是奔馳的水平,這是國內典型的水平,我們跟他們的差距還是比較大。
從趨勢來看,智能汽車技術在大大的加速,比我們原先預想的快很多。美國SAE規定,在2025年實現轎車通勤上下班的駕駛??傊?,我們發展的總體思路是通過跨行業、跨領域的協同創新開發,盡快形成自主智能駕駛汽車平臺技術,應對國際上汽車技術的新一輪競爭。重點任務包括體系架構、信息安全、系統集成與測試等。
這是國際燃料電池汽車發展的水平,以豐田為代表,他們馬上要上市,他們已經實現三分鐘充滿氫,零下30度啟動,60%的車輛效率,大于500公里的蓄時里程,以及15年的耐久性,主要是價格偏高一點,當然也不是很高,在第一期銷售的車是7萬美元,馬上開始銷售。
國內我們總體來看還是跟國外有相當的差距,這是我們以上汽的燃料電池轎車跟豐田的燃料電池轎車比較,比如說加氫的時間,低溫啟動還有車輛效率等等都還有差距。
所以,為此,我們要做幾件事情。重點來講就是五件事,一個是關鍵材料零部件電堆和系統技術研發,第二是燃料電池的壽命和可靠性,第三是燃料電池的產業鏈降低成本的問題,第四是提高技術水平,實現批量生產,第五是加氫站的建設。
這是對第一個任務,關鍵零部件、電堆和系統的技術路線圖,從2014—2019年,從膜電極、雙極板、電堆、燃料電池系統都需要一步一步在技術上進行革新,比如電堆的波載量,現在還在0.6克,國外在0.3克,國外最后的目標是0.1克,我們還有一定的工作要做。第二,燃料電池成本降低的路線圖,用什么措施,怎么改,我們分了三個階段。第四個任務就是燃料電池的批量生產,希望到2020年能夠達到1000輛的水平。
第二個技術就是混合動力系統,這是中國的插電式混合動力國內發展現狀。我們代表性的車型就是比亞迪秦,賣得非常好,我們采用了一個比較適合中國國情的構型,就是并聯構型,這是它的一些基本參數。
插電式混合動力乘用車國內外比較來看,我們在有些方面有優勢,比如說百公里加速時間、綜合油耗、蓄時里程等等,我們還要進一步降低插電式混合動力車在混合動力階段的油耗,所以總體的思路就是堅持純電驅動技術路線,大力發展插電式乘用車,優化主流插電式混合動力性能,同時開發功率密度高的增程式發動機。
重要任務是主流插電式轎車混合動力性能優化,第二是新型高性價比乘用車混合動力系統開發,第三是新型高性價比商用車混合動力系統開發,第四是混合動力發動機開發,第五是增程器系統開發。
第三個系統,就是純電動力系統,從國內外比較來看,國外的輕量化、底盤一體化和智能化水平都高于國內。所以我們下一步的趨勢就是一體化的底盤平臺,輕量化的車身、智能化的控制,對標車型將會是寶馬I3。
首先是一體化的電動底盤平臺,第二個是輕量化技術,將會采用碳纖維等等新型技術,第三個就是整車智能化控制技術。其中我們還有一個純電動客車技術,我們希望是采用快充電池,而且多種充電方式,包括充電樁快充、無線充電等等。
第四個平臺,最后的一個層次就是集成開發與示范,一方面是基礎設施平臺,這是基礎設施網絡國內外對比,我們也比國外要差一些,比如說充電站美國現在在快速的增加。我們的總體目標是要建立點線面結合的能源供給體系,也就是在面上以現有的電網基礎設施用車載充電器進行小功率慢充來覆蓋家用乘用車,在線上建立快充,在點上以現有銷售維修網絡為基礎建立換電站。
具體任務包括充電設備的系列化、標準化,是要研發新型的無線充電技術。第二個就是開發新型的智能充電網絡和服務平臺,這也是作為基礎設施非常重要的。
集成開發與示范第二個就是集成示范平臺,我們將有三個大型的示范,一個是燃料電池的示范,一個是微型智能化電動車與車聯網的示范。這就是我們已經由聯合國UNDP/GEF資助的燃料電池城市客車示范項目,主要是北上廣和鄭州。第二,我們將選擇一個中等城市進行智能化微型電動車與車聯網的開發示范。第三,城市電動交通多車型開發與一體化集成示范,包括雙源快充電動客車、無線充電電動汽車、路燈系統充電微型電動客車等。
第四個就是國際合作平臺,我們一個任務是中德電動汽車合作平臺,一個是中美電動汽車合作平臺。下一步就會把這種松散的合作變得越來越實質性,比如說我們現在高鐵已經在德國、美國建立了研究中心,我們希望電動車也會在德國和美國真正建立實體的研究中心。我這些就是要給大家介紹的主體內容。
最后一個是政策建議,第一條,利用已有平臺,加強電動汽車科技與產業化政策的評估研究,這就是我們電動汽車百人會做的事情?,F在我們有九個課題已經分別啟動了,包括新能源公交車示范推廣與商業模式研究,剛才我們談到的快充電池就是從這個項目得到的結論。第二個是低速短途四輪車的有序發展與規范管理,研究報告也出來了。第三是純電驅動的家用轎車市場化跟蹤評估,我們最近正在對一些主流的車型,比如說比亞迪秦,大家都懷疑它平時究竟是在用電還是在用油,我們最后通過大的抽樣調查,比亞迪秦90%的時間都是在用電,用油只有10%,這是我們調研的結果,所以我們完全可以推到各個城市,包括北京。第四是全球電動汽車的政策梳理與創新,我們現在跟美國、日本、德國建立了聯合研究點,通過美國、中國、日本、德國這四個點,我們共同來進行研究,然后交換數據。第四個是動力電池相關問題,是由中國國宏動力研究院承擔的,已經有部分結果了,充電基礎設施我們也馬上啟動了。
所以,這些就是對我們科技發展的效果進行政策技術評估的內容,來保障我們科技成果的最后產業化,我就給大家介紹這么多。謝謝!
4 月 7 日消息,比亞迪聯合當地合作伙伴 GS 公司近期召...
11 月 4 日消息,沙特主權財富基金將與富士康科技集團合作...
11月2日,電動汽車初創公司Fisker表示,該公司將按計劃...
天眼查App顯示,10月31日,美團打車運營主體上海路團科技...
11月1日,北京新誠軟科技有限公司與路德思汽車銷售服務(北京...