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歐陽明高:新能源汽車“十三五”科技規(guī)劃主要布局四大層次

發(fā)布時(shí)間: 2014-10-30 08:34:05    來源: 中國(guó)微型電動(dòng)汽車
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[摘要]2014年10月28日-30日,由中國(guó)汽車技術(shù)研究中心(CATARC)和電動(dòng)汽車百人會(huì)、電動(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組聯(lián)合主辦的“2014電動(dòng)汽車科技創(chuàng)新國(guó)際論壇”在北京香格里拉舉辦。

  下面我介紹一下內(nèi)涵,就是發(fā)展的重點(diǎn),首先第一個(gè)層次是基礎(chǔ)科學(xué)問題,在能源科學(xué)方面我們的重點(diǎn)任務(wù)包括電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)學(xué),主要是鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模,第二是高溫電力電子學(xué),第三個(gè)是混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)學(xué),主要是面向混合動(dòng)力的新型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)研究。比如說車用動(dòng)力電池系統(tǒng)熱失控的觸發(fā)、擴(kuò)展、演化機(jī)制與安全管理。第二個(gè)就是材料科學(xué),重點(diǎn)來看主要是動(dòng)力電池的材料新體系,燃料電池材料新體系以及結(jié)構(gòu)輕量化材料。比如新體系的電池。第三個(gè),信息科學(xué),重點(diǎn)來說就是汽車電子學(xué)、車輛智能化和交通網(wǎng)聯(lián)化中間的技術(shù)科學(xué)問題。比如復(fù)雜交通環(huán)境和惡劣行使工工況下的智能汽車自主行使的關(guān)鍵科學(xué)問題。

  第二個(gè)層次是共性核心技術(shù),首先是動(dòng)力電池和電池管理,這是我們國(guó)家目前鋰離子電池的一個(gè)現(xiàn)狀。總體來看我們第一代動(dòng)力電池的材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)趨于成熟,我們動(dòng)力電池材料實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化并已進(jìn)入日韓動(dòng)力電池制造企業(yè)。我們國(guó)家磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的2014年產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)到20億瓦時(shí),總體思路是要完善動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)鏈,重點(diǎn)加強(qiáng)設(shè)計(jì)制造和系統(tǒng)集成能力。我們是電池單體不如材料、系統(tǒng)不如單體,這是目前的現(xiàn)狀。這是我們的重點(diǎn)任務(wù),包括轎車用高比能力鋰離子單體電池技術(shù)、客車用高功率長(zhǎng)壽命電池技術(shù)、單體動(dòng)力電池工藝和裝備技術(shù)等。轎車高比能量單體電池技術(shù)指標(biāo)和路線圖是這樣,我們?cè)诿髂陮?huì)達(dá)到每公斤200Wh,比2010年提高1倍,主要依賴三元材料。我們2020年的目標(biāo)還會(huì)上一個(gè)臺(tái)階,這也是我們節(jié)能新能源汽車規(guī)劃規(guī)定的指標(biāo)。第二個(gè)是客車用高功率長(zhǎng)壽命電池技術(shù)指標(biāo)與路線圖,我們進(jìn)行了全國(guó)公交客車的調(diào)研,經(jīng)過這幾年的示范,最后我們認(rèn)為公交客車必須采用高功率長(zhǎng)壽命電池技術(shù),普通轎車用的電池在公交車上不太適用,因?yàn)楣卉嚨哪晷惺估锍淌寝I車的8倍左右,所以對(duì)壽命的要求非常高,同時(shí)公交客車需要快速充電的能力,也需要大功率的自動(dòng)回饋的能力,所以我們專門把客車用的高功率長(zhǎng)壽命電池拿出來,重點(diǎn)來說就是正極還是三元材料,主要是負(fù)極由石墨和碳換成鈦酸鋰。另外是高比能量二次電池,我們也制定了一個(gè)大致的規(guī)劃,主要是鋰硫電池等等。共性核心技術(shù)第二部分是電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電力電子,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外電機(jī)的研發(fā),我們中國(guó)的電機(jī)還是不錯(cuò)的,但是我們的高速電機(jī)還是薄弱環(huán)節(jié),另外我們電機(jī)控制器的功率密度比國(guó)外差1倍,國(guó)外是12到14,我們是7到8,主要是我們的基礎(chǔ)元器件都是沒法在底層封裝,都是買的模塊。還有一個(gè)現(xiàn)在很好的技術(shù)趨勢(shì)是第三代半導(dǎo)體,就是碳化硅,是新一代的半導(dǎo)體,總的來看它的體積可以大幅度降低,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(gè)是國(guó)外已經(jīng)開始豐田做的,每升30到60個(gè)kw的控制器,將會(huì)在2020年投入產(chǎn)業(yè)化。這是我們“十三五”的一個(gè)機(jī)遇,要抓住新一代電力電子的半導(dǎo)體器件技術(shù),來進(jìn)一步發(fā)展我們新一代的控制器,這樣我們就不用總是跟在國(guó)外IGBT的絆腳石上,我們可以跨越這個(gè)階段。總的來看,我們的思路是構(gòu)建電驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新體系,開發(fā)出滿足國(guó)內(nèi)需求和有全球競(jìng)爭(zhēng)力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電力電子裝置。重點(diǎn)有三項(xiàng)任務(wù),一個(gè)是高速電機(jī),第二個(gè)是高功率的控制器,還有第三代半導(dǎo)體,破解中國(guó)長(zhǎng)期跟隨研發(fā)的困境,實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)車載電力電子的與時(shí)俱進(jìn)。共性核心技術(shù)的第三塊是電子控制與智能技術(shù),這是國(guó)內(nèi)外我們?cè)谥悄芷嚰夹g(shù)方面的一個(gè)比較,從中可以看出我們無論是這些方面路徑規(guī)劃、信息融合、軌跡規(guī)劃、決策控制等等方面,我們都跟國(guó)外有相當(dāng)?shù)牟罹啵@是谷歌目前達(dá)到的水平,這是奔馳的水平,這是國(guó)內(nèi)典型的水平,我們跟他們差距還是比較大。從趨勢(shì)來看,智能汽車技術(shù)在加速,大大的加速,比我們?cè)阮A(yù)想的要快很多,美國(guó)SAE已經(jīng)規(guī)定,在2020年實(shí)現(xiàn)高速公路的自動(dòng)駕駛,2025年實(shí)現(xiàn)轎車通勤上下班的自動(dòng)駕駛,這些目標(biāo)都是非常具體,所以我們要迎頭趕上。總之我們發(fā)展的總體思路是通過跨行業(yè)跨領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新與開發(fā),盡快形成我國(guó)自主的智能駕駛汽車平臺(tái)技術(shù),應(yīng)對(duì)國(guó)際上汽車技術(shù)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)。主要的任務(wù)包括四項(xiàng),第一個(gè)就是體系結(jié)構(gòu)、信息安全、系統(tǒng)集成與測(cè)試,第二個(gè)是環(huán)境感知與定位技術(shù),第三是智能駕駛決策技術(shù),第四是底盤線控的操縱技術(shù)。這是三橫的共性技術(shù)。

  第三個(gè)層次是系統(tǒng)集成技術(shù),我們有三個(gè)系統(tǒng),一個(gè)是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng),這是國(guó)際燃料電池汽車的發(fā)展水平,以豐田為代表,他們馬上要上市,他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)三分鐘充滿5公斤氫,零下30度低溫啟動(dòng),60%的效率,大約500公里的續(xù)駛里程,主要是價(jià)格偏高一點(diǎn),也不是很高,在第一期銷售的車也就是7萬美元。國(guó)內(nèi)我們總體來看還是跟國(guó)外有相當(dāng)?shù)牟罹唷_@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,它的差距,比如說在加氫的時(shí)間,低溫啟動(dòng),還有車輛效率,續(xù)時(shí)里程等等,都還有一些差距。為此,我們要做幾件事情,重點(diǎn)來講就是五件事,一個(gè)是關(guān)鍵材料、零部件、電堆和系統(tǒng)技術(shù)研發(fā),第二是燃料電池的壽命和可靠性,第三個(gè)是燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈降低成本的問題,第四個(gè)是提高技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),第五個(gè)是加氫站的建設(shè)。這是對(duì)第一個(gè)任務(wù)關(guān)鍵零部件、電堆和系統(tǒng)技術(shù)路線圖,2014年到2019年,都要一步一步的進(jìn)行革新。第二個(gè)是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)成本降低的路線圖,用什么措施、怎么改、到什么時(shí)候,我們分了三個(gè)階段。第四個(gè)任務(wù)是燃料電池的批量生產(chǎn),我們希望到2020年能夠達(dá)到一千輛的商業(yè)化水平。第二個(gè)技術(shù),混合動(dòng)力系統(tǒng),這是中國(guó)的插電式混合動(dòng)力的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀,我們代表車型就是比亞迪秦,我們采用了一個(gè)比較符合中國(guó)國(guó)情的構(gòu)型,就是并聯(lián),而且是后面并聯(lián),這是基本的參數(shù)。我們插電式混合動(dòng)力乘用車國(guó)內(nèi)外進(jìn)行比較來看,我們?cè)谟行┓矫嬗袃?yōu)勢(shì),比如說里程,百公路加速時(shí)間,綜合油耗都還是可以的,但是我們?cè)谄渌矫妫热缯f插電式混合動(dòng)力在混合動(dòng)力階段的百公里油耗,這是國(guó)內(nèi)幾款,比亞迪秦、榮威、普銳斯、奧迪、雅閣,國(guó)內(nèi)車型混合動(dòng)力階段的油耗還是比國(guó)外車型高些。總體的思路就是堅(jiān)持純電驅(qū)動(dòng)的技術(shù)路線,大力發(fā)展插電式乘用車,優(yōu)化主流插電式車型燃料電池性能,同時(shí)開發(fā)功率密度高、高效率、排放好的燃料電池/增程器發(fā)動(dòng)機(jī)。這是主要任務(wù),第一個(gè)是主流插電式轎車混合動(dòng)力性能優(yōu)化,第二是新型高性價(jià)比乘用車混合動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā),第三是新型高性價(jià)比商用車混合動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)。第四個(gè)是混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā),第五個(gè)是增程器系統(tǒng)開發(fā)。第三個(gè)系統(tǒng)是純電動(dòng)力系統(tǒng),從國(guó)內(nèi)外比較來看,國(guó)外的輕量化,底盤一體化和智能化的水平都高于國(guó)內(nèi),所以我們下一步的一個(gè)趨勢(shì)就是一體化的電動(dòng)底盤平臺(tái),輕量化的新材料車身,智能化的控制,我們對(duì)標(biāo)的車型是寶馬i3,具體來看,首先就是一體化的電動(dòng)底盤平臺(tái),底盤平臺(tái)可以適應(yīng)不同的車身。第二個(gè)是輕量化技術(shù),將會(huì)采用碳纖維等等新型的技術(shù)。第三個(gè)是整車智能化控制技術(shù),純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中我們還有一個(gè)純電動(dòng)客車技術(shù),我們希望是采用快充的電池,多種充電方式,包括充電樁快充、無線充電等等。

  最后一個(gè)層次是集成開發(fā)與示范,包括第一個(gè)方面是基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái),這是基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)外對(duì)比,我們也比國(guó)外要差一些,比如說充電站,美國(guó)現(xiàn)在快速增加。我們的總體目標(biāo)是要建立“點(diǎn)線面”結(jié)合的能源供給體系,也就是在面上,以現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,用車載充電器進(jìn)行小功率慢充,來覆蓋家用乘用車。在線上建立快充沿交通主干線建立快速補(bǔ)充的直流充電站,在點(diǎn)上以現(xiàn)有銷售維修網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立換電站,這是一個(gè)總的目標(biāo)。具體的任務(wù)包括充電設(shè)備的系列化標(biāo)準(zhǔn)化,要研發(fā)新型無線充電技術(shù),第二是開發(fā)新型智能充電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)。集成開發(fā)與示范第二個(gè)就是集成示范豐臺(tái),我們將規(guī)劃三個(gè)大型的示范,一個(gè)是燃料電池的示范,一個(gè)是微型智能化電動(dòng)車與車聯(lián)網(wǎng)的示范,還有城市電動(dòng)交通多車型開發(fā)與一體化集成示范。這就是我們已經(jīng)由聯(lián)合國(guó)UNDP/WEF資助的燃料電池城市客車示范項(xiàng)目,主要是北上廣和鄭州。第二個(gè),我們將選擇一個(gè)中等城市進(jìn)行智能化微型電動(dòng)車與車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)與示范。第三個(gè)就是城市電動(dòng)交通多車型開發(fā)與一體化集成示范,包括雙源快充的電動(dòng)客車、無線充電的電動(dòng)客車、路燈系統(tǒng)充電微型電動(dòng)車等進(jìn)行一體化示范。最后一個(gè)是集成開發(fā)與示范的平臺(tái)就是國(guó)際合作平臺(tái),我們最重要的有兩個(gè)平臺(tái),一個(gè)是中德電動(dòng)汽車聯(lián)合研究中心,一個(gè)是中美電動(dòng)汽車合作平臺(tái),這都已經(jīng)開始了一段時(shí)間,下一步將會(huì)把這種松散的合作要變得越來越實(shí)質(zhì)性,比如我們現(xiàn)在高鐵已經(jīng)在德國(guó)、美國(guó)建立了研究中心,我們希望電動(dòng)車也會(huì)在德國(guó)和美國(guó)真正建立實(shí)體的研究中心,這就是我要給大家介紹的主體內(nèi)容。

  最后一個(gè)是政策建議,第一條是利用已有平臺(tái),加強(qiáng)電動(dòng)汽車科技與產(chǎn)業(yè)化政策的評(píng)估研究,這是我們電動(dòng)汽車百人會(huì)做的事情。現(xiàn)在我們有9個(gè)課題已經(jīng)分別啟動(dòng)了,包括新能源公交車示范推廣與商業(yè)模式研究,剛才我們談到的要用快充電池就是從這個(gè)項(xiàng)目得到的結(jié)論。第二,低速短途四輪車的有序發(fā)展與規(guī)范管理,我們的研究報(bào)告也出來了。第三個(gè)是純電驅(qū)動(dòng)的家用轎車市場(chǎng)化跟蹤評(píng)估,我們最近正在對(duì)一些主流的車型,比如說比亞迪秦,大家都懷疑它平時(shí)究竟是在用電還是在用油,我們最后通過大的抽樣調(diào)查,比亞迪秦90%的時(shí)間都是在用電,用油只有10%,這是我們調(diào)研的結(jié)果,所以完全可以推到各個(gè)城市,包括北京。第四個(gè)是全球電動(dòng)汽車的政策梳理與創(chuàng)新,我們現(xiàn)在分別跟美國(guó)、日本、德國(guó)建立了聯(lián)合的研究的點(diǎn),通過他們,美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)這四個(gè)點(diǎn),我們共同來進(jìn)行研究,然后交換數(shù)據(jù)。第五個(gè)是動(dòng)力電池相關(guān)問題,是由中國(guó)(國(guó)宏)動(dòng)力電池研究院承擔(dān)的,已經(jīng)有一部分的結(jié)果了。還有節(jié)能新能源汽車技術(shù)路線分析,以及電動(dòng)一體化是由交通部承擔(dān)的。充電基礎(chǔ)設(shè)施我們也馬上啟動(dòng)了。這些是對(duì)我們科技發(fā)展的效果進(jìn)行政策技術(shù)評(píng)估的一些內(nèi)容,來保障我們科技成果的最優(yōu)化。謝謝大家!

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