新能源汽车技术路径_新能源汽车技术路径分析
大家好,今天我想和大家探讨一下“新能源汽车技术路径”的应用场景。为了让大家更好地理解这个问题,我将相关资料进行了分类,现在就让我们一起来探讨吧。
1.简述纯电动汽车动力路线?
2.节能与新能源汽车各50% 2035年目标定了
3.中国新能源汽车产业链优化路径有哪些?
4.新能源汽车领域中电子技术应用的具体策略和方法有哪些?
5.2035年新能源汽车全面实现混合动力?这件事靠不靠谱?
6.新能源汽车的未来和发展方向
简述纯电动汽车动力路线?
纯电动汽车,以蓄电池、燃料电池、超级电容器或高速飞轮等作相应的动力电源,提供给动力电机电能,以电动机驱动车辆行驶。并在电动机控制系统的控制下,实时控制驱动电机的功率和速度。节能与新能源汽车各50% 2035年目标定了
我国新能源汽车的发展面临着许多问题,我认为相关机构都应做出相应努力以推动产业链的进一步发展,解决新能源汽车应用中的阻碍因素,一般可以从以下几个方面入手:1. 加强基础设施建设
新能源汽车要想进一步推广和发展,需要建设与之配套的充电桩和基础设施。在未来的城市发展建设中,应结合汽车行业的最新发展情况,增加充电设备的数量。此外,还应考虑新能源汽车维修站的建设。构建完善的汽车维修服务体系,才能进一步吸引消费者。
2.推动核心技术创新
对于我国新能源汽车目前的发展状况来说,技术方面的问题不是短期能够解决的,加之新能源的相关核心技术本身就较为复杂,现阶段我国企业应从以下几个方面作出努力。
第一,借鉴国外先进的技术和经验。新能源汽车在我国处于初期发展阶段,而国外已经经过大量的实践,因此我国可以通过借鉴国外的技术和经验,加快新能源技术的研发进程,可以少走许多弯路。第二,努力革新技术。在采购国外核心部件的同时,还要加快自身技术的革新步伐,这才是产业发展的长久之计。政府可以通过组建技术平台或技术联盟,促进相关人员之间的技术交流与进步,实现技术共享。
3. 加大宣传力度
新能源汽车是汽车行业未来发展的必然趋势,在目前起步阶段,政府应采取相关措施以支持技术的研发和进步,而对消费者认知和观念上的问题,应加大有关方面的宣传力度。
相关机构应该对新能源汽车的知识进行宣传,引导消费者的正确认识。比如,消费者认为新能源汽车可能存在动力不足的问题。然而实际上,新能源汽车的续航能力对普通家庭日常出行以及中短距离旅行都是足够的,其目前的续航能力以及能够达到一百公里以上,这对普通家庭来说是完全够用的。其次,还应在现有的补贴之上进一步加大财政支持的力度,对新能源汽车技术的研发和推广提供必要的经济支持。
企业方面加强宣传和推广。企业除了通过电视广告、多媒体等社交平台进行相关知识宣传和产品推广之外,还可以通过举办定期车展和新能源汽车试驾等活动,使得新能源汽车进一步走进人们的生活,改变人们以往错误的认知和观念。其次,反思定价问题。企业在考虑新能源汽车的定价问题时,不仅要通过技术层面的提高以降低成本,还要对市场进行充分的调研和对消费者需求进行挖掘,了解消费者对产品的接纳时间和价格承受能力,此外,还要充分考虑产品的性价比,有效的产品定位能够帮助企业更准确地进行定价。
中国新能源汽车产业链优化路径有哪些?
[汽车之家?行业]?“禁燃”的话题又热了,但对“禁燃”的理解,我们应该有更清楚的认知。《节能与新能源汽车技术路线图2.0》(简称“技术路线图2.0”)于10月27日正式发布,其中最关键的一个信息是关于2035年的一个目标,即节能汽车与新能源汽车年销售量各占50%,届时汽车产业将全面实现电动化转型。
10月27日,2020中国汽车工程学会年会暨展览会举办期间,中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长李骏正式对外发布了路线图2.0版本。 路线图2.0延续了“总体技术路线图+重点领域技术路线图”的研究框架,并将此前1.0版本中的“1+7”研究布局深化拓展至“1+9”,形成了“总体技术路线图+节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车动力电池、新能源汽车电驱动总成系统、充电基础设施、汽车轻量化、汽车智能制造与关键装备”的“1+9”研究布局。每条技术路线都有相应的研究小组和面向2035年的阶段性目标。『每个技术发展方向下又包含多个细分领域』
■?千人参与编制?历时1年5个月
2015年,受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托,中国汽车工程学会组织行业开展《节能与新能源汽车技术路线图》编制工作,并于?2016年10月26日正式发布第一版。经过几年的摸索,技术路线图1.0版本迫切需要调整,汽车产业需要对未来15年的技术重点方向及关键核心技术走势进行准确研判。 路线图2.0从2019年5月启动编制工作,历时1年5个月,1000多位涉及汽车、能源、材料、化工、信息与通讯、人工智能、大数据、交通、城市规划等相关领域/产业的专家参与了编制工作。李骏说:“路线图2.0将有力支撑我国面向2035新能源汽车规划研究及十四五科技规划的研究工作。” 路线图2.0重在梳理技术短板,提出面向2035年汽车产业发展愿景,制定具有科学性、前瞻性、引领性的技术发展路线,凝练近中期关键核心技术研发需求,确定近期优先行动项。 哈尔滨理工大学教授蔡蔚说,“过去五年汽车产业全球化发展,现在的逆全球化更要重视,路线图2.0就是为了补短板,为上游企业预判未来市场的阶段性目标,提供技术参考路线和市场需求量。”『新能源汽车电驱动系统路线图组长、哈尔滨理工大学教授蔡蔚』
■?当前汽车产业有喜有忧
宏观来看,能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入强劲新动能。 能源革命带来汽车传统动力向新能源汽车转变,“三电”成为汽车核心,围绕“三电”的全新产业链及新能源车配套基础设施、运营服务体系相继出现。互联革命与智能革命相辅相成,推动汽车产业形成全新的产业生态系统。在这样的背景下,国内节能与新能源汽车领域取得了一些成绩。 当前,我国乘用车新车平均油耗已接近2020年5L/100km的目标值,本土汽油机热效率逐渐接近40%的国际先进水平,自动变速箱占比已经达到70%以上。纯电动汽车技术水平和产品竞争力全面提升,达到国际先进水平,我国纯电动汽车在整车能耗、续航行驶公里、智能化应用等方面实现了全面进步。此外,我国动力电池技术和规模都进入世界前列,驱动电机与国外技术水平同步发展。 纯电动和插电式混合动力汽车路线图组长、中国汽车技术研究中心有限公司副总经理吴志新说:“内燃机产业可以被看作为正值壮年期,随着材料更加轻量化、耐热程度更好,内燃机的效率的还能继续提升。”对于混动技术路线,没有哪一种技术是终极的,任何技术都需要与市场结合。丰田、本田的混动技术都是不一样的,还有不同类型的插电、增程技术的出现,也让混动市场更加多元化。 氢燃料电池汽车加快进入示范导入期。氢燃料电池客车在续航里程、百公里氢耗、最高车速等方面都已经实现了2020年目标,商用车燃料电池系统额定功率、功率密度、冷启动温度、寿命等,均实现或超额完成2020年目标。同时,实现了电堆、压缩机、DC/DC转换器、氢气循环装置等关键零部件的国产化,但在催化剂、炭纸、质子交换膜等核心材料和部件的基础方面还比较薄弱。 智能网联汽车技术水平显著提升。整车智能化水平明显提高,高级别自动驾驶汽车已在部分场景展开示范应用,同时我国V2X通信技术发展与国际领先水平保持同步,高精度地图、定位技术进展也与国际水平保持同步。汽车产业技术创新支撑能力显著提升,从2016年至今国内相关汽车产业研发投入攀升,研发占营收的比例达到了3.5%左右。 我国汽车产业基础薄弱环节依然存在。汽车研发用设计与模拟的软件平台、车规级计算芯片、车规级功率半导体、高精度传感器等严重依赖国外技术。高品质电工钢、非晶合金铁芯等关键材料尚待突破。■?2035年实现六大发展目标
李俊介绍,我国汽车技术发展有四大社会愿景和五大产业愿景。 围绕这些愿景,路线图2.0提出了面向2035年我国汽车产业发展的六大目标。第一,汽车产业碳排放总量先于国家碳减排承诺,于2028年左右提前达到峰值,到2035年碳排放总量较峰值下降20%;第二,新能源汽车逐渐成为主流产品,汽车产业实现电动化转型;第三,中国方案智能网联汽车技术体系基本成熟,产品大规模应用;第四,关键核心技术自主化水平显著提升,形成协同高效、安全可控的汽车产业链;第五,建立汽车智能出行体系,形成交通-能源-城市深度融合生态;第六,技术创新体系优化完善,原始创新水平具备全球引领能力。 路线图2.0提出,到2035年,节能汽车与新能源汽车年销售量各占50%,汽车产业实现电动化转型,燃料电池汽车保有量达到100万辆,商用车实现氢动力转型,各类网联式高度自动驾驶汽车在国内广泛运行,中国方案智能网联汽车与智慧能源、智能交通、智慧城市深度融合。 另外,在充电基础设施方面,预计到2035年将建成慢充桩接口达到1.5亿端以上,公共快充接口达146万端以上,支撑1.5亿辆以上的车辆充电运行,同时实现城市出租车、网约车共享换电模式的大规模应用。 轻量化技术方面,近期以完善高强度钢应用为重点,中期以形成轻质合金应用为方向,远期形成多材料混合应用为目标,不同于传统技术路线把整车整备质量作为衡量标准,路线图2.0引入了整车轻量化系数、载质量利用系数、挂牵比等衡量依据。到2035年,预计燃油乘用车整车轻量化系数降低25%,纯电动乘用车整车轻量化系数降低35%。编辑总结:
参与编制路线图2.0的专家透露,提交给国家相关部门的材料远比路线图2.0所呈现出的内容复杂的多,目标也更详细,希望这些内容能给产业各方提供参考。实际上,2.0版本的路线图是业界期待已久的,它可以让节能与新能源汽车技术更加市场化。未来,各类构型的混动等节能技术在一定时期内将是市场主力,从全球来看,各国家和企业的电动化战略转型都会提速,而氢燃料电池产业化预期将会提前。(文/汽车之家?刘宏龙)新能源汽车领域中电子技术应用的具体策略和方法有哪些?
中国新能源汽车产业链提升的空间还比较大,必须采取行之有效的干预措施,不断促进新能源汽车产业链的优化发展。(1)加大对新能源汽车产业发展的支持力度
新能源汽车产业具有行业关联性强、覆盖面广的特点。要做好顶层设计,加大支持力度,更好地发挥其导向引领作用。政府相关部门要从长计议,充分分析国际国内形势,在此基础上制定新能源汽车战略规划,包括要实现的战略目标、要遵循的基本思路和原则、对新能源汽车的综合考虑和规划。能源汽车产业链上中下游有序发展、协同推进。继续加大政策支持力度。在制定相关政策时,既要广泛征求新能源汽车公司和利益相关者的意见,也要广泛听取新能源汽车领域专家学者的意见,还要认真听取公众和消费者的意见。只有这样,才能保证制定的政策更有针对性和有效性,为我国新能源汽车产业的发展提供全面的政策保障。
(2)着力满足新能源汽车产业人才需求
人才是第一资源。新能源汽车产业的健康快速发展和产业链的优化也离不开专业技术人员。无论是上游原材料开发、零部件供应、中游整车设备,还是销售、售后服务等终端环节,都需要大量的专业人才。只有拥有足够的高技能人才,才能在电机、电池、电控系统等关键技术领域实现突破,优化我国新能源汽车产业链,实现新能源汽车产业高质量发展,提高国际竞争力。
(3)完善产学研良性互动合作机制
新能源汽车公司、高校和科研机构之间是否有畅通无阻的技术创新体系和合作机制,是新能源汽车产业化成功的关键;这直接关系到新能源汽车产业的健康可持续发展。因此,应鼓励众多企业、高校、科研机构等实体在新能源汽车产业链上下游环节开展产学研合作,充分发挥知识和技术的溢出效应,建立资源信息共享机制,实现收益共享和风险共担。在此基础上,各学科联合攻关,突破核心技术、关键技术、瓶颈技术。
(4)完善新能源汽车产业配套设施建设
为新能源汽车产业提供相关配套设施,是新能源汽车产业链下游极其重要的一环。能否提供完整的新能源汽车配套基础设施,是消费者决定购买新能源汽车的重要参考。因此,政府相关部门一方面要逐步加强公共领域充电替代电站的建设,有效提高充电替代的便利性,不断完善充电接口等一系列技术标准。充换电站基础设施建设完成后,需要对其进行有效维护,提供优质低成本的服务,更好地向全社会推广新能源汽车。另一方面,我们必须充分重视废旧电池回收的基础设施建设,因为如果更换的电池不能合理回收,将对环境造成严重损害。此外,相关服务商应提供更完整的售后服务,妥善解决消费者购买新能源汽车后的维修问题。
2035年新能源汽车全面实现混合动力?这件事靠不靠谱?
一、电机及其装置的合理使用目前,铿电池是新能源汽车应用最广泛的电源。注重铿电池管理系统的合理使用,可有效提高研发效率; 电池管理系统主要包括数据报警、数据显示、平衡管理、热管理、电量状态估计、数据监控、数据通讯等功能。近年来,我国高度重视铿电池的有效应用,取得了良好的研究成果。不少车企已经开始研发自己的坑式电池管理系统,继续有效开拓电动车市场。例如,上汽、哈飞、奇瑞、比亚迪都非常重视新能源汽车地坑电池管理系统的开发和应用,并取得了良好的效果。
二、合理应用铿电池管理系统
新能源汽车是指以非常规车用燃料(或常规车用燃料和新型汽车动力装置)为动力,结合汽车动力控制和驱动等先进技术,采用先进技术原理、新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢动力汽车等。
三、双向转换器的转换与应用
电动汽车在行驶过程中,经过反复加减速后,电机端电压也会随着电动汽车的加减速而变化。但是,由于电动汽车中燃料电池或电池的具体指标受到很大限制,如果直接使用或接收电机返回的电能,很容易损坏电机的驱动性能。如果采用双向转换器来平衡电池和电机之间的电压,可以更好地稳定超级电容器或动力电池组的电压,有效提高电机的驱动性能。这样,双向转换器的效率和容量必须足够高才能更好地实现这一目标。
四、电子技术在新能源汽车附属装置中的运用?
随着新能源汽车的不断发展,充电器的应用是非常必要的。通过充电器,可以将交流网络中的电能补充到电动汽车的电池中,从而为电动汽车补充足够的电能,方便电动汽车的持续续航和使用。为促进新能源汽车的推广应用,应关注电池充电站的建立和应用,每个充电站配备多个自动充电器的趋势以及新能源汽车推广发展的必要性.充电器的作用和作用主要是通过电子技术将交流电转化为直流电,从而发挥充电器的作用和价值。同时,人们在使用新能源汽车充电器时,通常要求充电器能够进行恒压恒流两个级别的充电,也要求充电器具有重量轻、效率高等诸多功能。同时,充电器要能够实时监测电池温度,监测电网污染,合理设置充电时间曲线。
新能源汽车的未来和发展方向
一纸《节能与新能源汽车技术路线图》搅动了整个汽车产业,作为过渡方案长期被质疑的混合动力汽车,走向了风口浪尖。10月27日,中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》(下称《路线图2.0》),其中明确指出,计划到2035年,节能与新能源汽车年销量各占50%,汽车产业实现电动化转型;同时传统能源汽车将全部为混合动力汽车。
乍一看,混合动力汽车与新能源车平分市场,与传闻已久的“禁燃令”何其相似。事实上,早在《路线图2.0》发布前一个月,参与《路线图2.0》评审的国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚就强调,专家组不主张在中国提出禁燃的口号,取“禁燃时间”而代之的是“全面电驱动化计划”。
即传统汽车要向节能化发展,节能汽车向混动化发展,最终通过全面电驱动化来实现节能汽车与新能源汽车的融合,而2035年则是电驱动进程中的一个重要节点:全面混动。
这是传统车企走向未来的必由之路,国内车企早已做好心理准备,中国汽车工业协会副总工程师许海东对出行一客(ID:carcaijing)表示,根据节能减排的既定方针,以及双积分考核政策的现实压力,传统燃油车必然转向为混合动力或纯电驱动。
需要指出的是,所谓“全面混动”并不是强制目标,而是一个美好愿景。关于《路线图2.0》,乘联会秘书长崔东树就向出行一客(ID:carcaijing)表示,“路线图应该看作一个努力方向,具体发展还要看产业配合,比如目前欧美企业就没有将混合动力看作传统车升级的重要方向;另外路线图中也有不尽合理的地方,比如商用车油耗降太慢了,乘用车则要求过高等。”按照崔东树的预期,完成2035年全面混动化目标还是比较困难的。
显然,即便中国工程学会是国家制订汽车产业规划的重要智囊机构,《路线图2.0》的制定也由上千名汽车专家敲定,但该路线图中对混动车型的预判并没有得到所有业内人士的一致认可,其具体实施方案也不够明确。
当然,也有不少业内人士非常认可《路线图2.0》的汽车能源升级轨迹,汽车分析师张翔就表示,“低排放政策是全球趋势,通过不断升级的油耗标准,达到2035年全面混动化的目标并不激进。”
不禁燃但逐步替代燃油车是《路线图2.0》的核心观点,而要看懂“2035年全面混动化”愿景,首先要明白节能车和混合动力车的区别。
节能车并不是某种技术路线的车,发动机排量在1.6升及以下、综合工况油耗比现行标准低20%左右的汽油、柴油乘用车可称之为节能车。
而混合动力则是节能车中最主流的技术解决方案,从概念上看混合动力即车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成,通常说的混动,是指同时具备燃油驱动和电力驱动,也称HEV车型。
简单来说,混合动力是节能汽车的一种,但是其节能效率比其他类型的节能车更高。至于新能源车,则是指纯电动汽车、插电混合动力、燃料电池汽车以及增程式电动车。
汽车分析师张翔向出行一客(ID:carcaijing)表示,“当前的内燃机效率已经达到了一个瓶颈或者说一个上线,单纯的依靠内燃机已经不太可能满足进一步下调的油耗要求,需要通过电机辅助来提升内燃机工作效率,达到节油的目的。”
当然也有非常小众的技术,如马自达压燃式汽油机,也能达到节油目的,但能否进一步达到更加苛刻的油耗标准,还很难下判断,且其市场规模非常小。站在整个市场技术发展的角度,混合动力,可以看作节能车进一步升级的必经之路。
因此,在《路线图2.0》中,全面混动化是逐渐实现的,即传统汽车要向节能化发展,节能汽车向混动化发展。以2025、2030、2035年三个时间点,混合动力乘用车占传统车销量的比例分别为50%以上、75%以上、100%。
至2035年,所有节能车,将升级为混合动力车型,届时市场将只剩混合动力与新能源汽车两种车型,且各占50%市场份额。
以这几年比较热门的技术解决方案48V混动系统为例,这一技术升级逻辑更佳清晰。
48V混动系统,并不是真正意义的混合动力,它只是在传统燃油车12V系统的基础上,增加了一套独立的48V锂电系统,该系统只对发动机启停、起步、刹车等工况进行优化。整套系统硬件成本增加5%,却能带来10%-15%燃油效率提升,受到各大车企青睐。
目前搭载48V混动系统的汽车归属于节能型汽车,但并不计算在混合动力车型内。崔东树告诉出行一客(ID:carcaijing),48V混动系统的节油效果并不能满足《路线图2.0》中2035年的乘用车油耗要求,因此,2035年前,已属于节能车48V车型,必须搭载真正意义上的混合动力系统,才能满足新的油耗法规。
当然,也可能会有燃油车型继续生产,只是高额罚款会使其市场性价比大打折扣。因此,全面混动并不是“禁燃”,而是逐渐提高的油耗法规会在市场效应下,使得传统燃油车逐渐被混合动力及新能源车型替代。
理论上,随着油耗法规的趋严,2035年全面混动是可能实现的,《路线图2.0》也给出了明确的油耗降低规划。
在2025年、2030年、2035年三个时间点上,我国汽车的年产销分别为3200万辆、3800万辆、4000万辆。同时,乘用车(含新能源)新车平均油耗分别降至4.6L/100km、3.2L/100km、2.0L/100km。
其中传统能源乘用车新车平均油耗分别降至5.6L/100km、4.8L/100km、4.0L/100km;混合动力车型为5.3L/100km、4.5L/100km、4.0L/100km。两者在2035年实现统一,也意味着传统燃油车全面混动化。
另外,至2035年,载货汽车油耗较2019年水平降低15%-20%,客车油耗较2019年水平降低20%-25%。
《路线图2.0》代表了大部分业内人士对产业发展的愿景和预期,然而,在长达15年的实际产业发展中,市场是否会按照《路线图2.0》所描述的那样,则要打一个问号。
崔东树就明确向出行一客(ID:carcaijing)表示,“路线图是路线图,实际发展是实际发展,2035年的混动目标其实是相对激进的。”崔东树指出“通常的油耗考核都是考核汽车生产商的平均油耗,很难直接考核到传统车油耗,这意味着企业如何达到平均油耗是无法直接掌控的。”
崔东树还以欧美车企为例,“目前欧美企业并没有将混合动力当作传统车主要升级方向,他们更倾向直接发展新能源车,至于传统车则主要对发动机进行节能升级。这样,即便欧美车企的传统车无法达到2035年的油耗要求,但在大量新能源车的低油耗拉动下,企业平均油耗依然能满足要求。”
目前来看,也确实没有一条明确的政策法规,可以来强制约束企业的技术方向,即便是取代补贴刺激的双积分政策,也只是在强调新能源车型在整体市场中的占比。
具体在传统混动方面,日系颇有经验,具有先发优势,丰田普锐斯等车型也得到了市场认可。不过,在许海东看来,中国车企也有自身优势:一方面,车企本身拥有一定的技术储备,还可以围绕关键技术攻坚克难;另一方面,伴随产品上量的规模效应,可以降低技术应用成本,赢得广大市场。
作为汽车生产方,北汽集团向出行一客(ID:carcaijing)表示,“北汽集团在新能源产业的目前布局是以纯电驱动为主,兼顾混动与氢能源发展,目前,北汽集团的“十四五”战略规划正在制定中。”
在市场导向下,2035年,混动车型能否真的占比50%,充满了未知;此外《路线图2.0》的部分细节,也在业内尚存有争议。但无论如何,《路线图2.0》为国内新能源汽车产业指明了一条相对合理的发展方向,具有非常高价值的行业指南意义。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
王秉刚:以“全面电驱动计划”代替“禁燃时间表”
在 汽车 工业时代, 汽车 作为人类主要的移动出行工具,与我们日常生产生活息息相关。但以汽油、柴油为动力的传统能源 汽车 造成了严重污染,对人类生存环境构成了威胁。随着 汽车 行业科学技术的飞速发展, 汽车 已不再拘泥于传统意义上燃油型交通工具,更多的是向绿色、低碳、环保的新能源方向发展,并具有广阔的前景。在我国 社会 经济不断前进和发展中,随着居民生活水平的不断提高,对 汽车 的需求日益增强。截至2020年,我国机动车保有量已达3.72亿辆,机动车驾驶人达4.5亿人。近年来,人类赖以生存的环境污染越来越严重, 汽车 尾气的污染占到了相当大的比例。现在国际上 汽车 所运用的能源也基本上为常规的燃油,污染物排放量大,巨大的 汽车 保有量对生态环保提出了新的挑战。我国作为世界上最大的 汽车 生产国和消费国,节能减排任务形势严峻。随着我国“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标的提出,对 汽车 企业以及 汽车 尾气排放量提出了更高的要求。
从全球来看,世界上石油资源短缺,传统 汽车 工业面临着严峻的挑战。因此,大力发展新型能源环保型 汽车 是实现 汽车 行业节能减排和节约资源的一个最有效途径,也是当前急需解决的课题。
目前,世界各国都在加紧研发和应用新能源 汽车 。我国众多有识之士认为,发展新能源 汽车 无疑是中国自主品牌换道超车的良机。目前,新能源 汽车 研究项目已被列入我国重大 科技 课题,向新能源动力车目标挺进的战略已经被越来越重视。近期来看,我国已出台了一系列的政策来支持电动 汽车 行业发展,成立了电动 汽车 发展联盟。2021年7月1日,国家市场监督管理总局联合生态环境部制定发布了《机动车排放召回管理规定》,也将促使机动车行业更重视排放技术及相关的标准要求,倒逼企业主动进行改造升级和技术革命。特别值得一提的是电动 汽车 作为 汽车 工业的未来,经历了长期发展,纯电动 汽车 技术逐步成熟。中国已经成为世界上最大、成长最快的电动车市场。目前,中国已投入至少600亿美元来支持刚刚起步的电动 汽车 行业,鼓励支持400多家公司进入电动 汽车 行业。
1、新能源 汽车 的概念。 新能源 汽车 是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源 汽车 ,采用非常规车用燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的 汽车 。新能源 汽车 包括混合动力 汽车 (HEV)、纯电动 汽车 (BEV,包括太阳能 汽车 )、燃料电池电动 汽车 (FCEV)、氢发动机 汽车 、燃气 汽车 、醇醚 汽车 等等。
2、我国新能源 汽车 的发展现状。 当前,仅从技术上看,中国品牌新能源 汽车 已实现了全面超越,不管是造型技术,还是电池、电机、电控等新能源 汽车 核心技术,以及智能网联、智能座舱等智能化技术,已经超越了合资品牌的技术水平,引领全球新能源车的发展。2020年,比亚迪推出了刀片电池、超级混动DM-i两大颠覆技术,通过刀片电池解决市场最关心的安全痛点,通过超级混动DM-i加速新能源车对燃油车的替代。当然,新能源车发展仍然会有个较长时间的过渡阶段,从插电混动过渡到纯电动。在所有新能源 汽车 中,采用纯净能源驱动的纯电动 汽车 是现在我国最有可能大规模推广应用的。纯电动 汽车 是主要采用电力驱动的 汽车 ,利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动 汽车 前进。纯电动 汽车 的电动机相当于传统 汽车 的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。其动力系统很简单:电池组—电动机—车辆传动系。
3、从供给侧、需求侧、国家政策三个方面分析发展现状。 在供给侧方面:一是 续航里程问题在逐步提高。2014年大部分续航能力在100-200km,但到2020年续航能力大多数可以达到400-600km,已经基本上满足了一般客户的出行需求。二是 充电时间在缩短,整车成本在下降。电池技术在不断地提升,截止2020年,大部分EV车型已经实现了0.5h的快速充电,充电便利性大幅提高。动力电池售价已经在逐年下降,据最新数据显示,2020年动力电池售价为0.81元/Wh,仅为2015年的36%,并且国内购置新能源车没有购置税,有望于2025年完成与燃油车的平价购置。三是 配套设备的不断齐全。随着新能源车辆保有量的增加,充电桩设备不断增加,2020年国内公共及私人充电桩达到168.1万个,约为2016年的7.8倍,呈迅速增长态势。
在需求侧方面:一是 优越的性能。电动化能带来更好的加速性能,也为客户提供了更安静舒适的乘车环境。二是 使用成本降低。相比燃油,电能更加廉价,在用车成本方面,显著降低。
在国家政策方面:实行双积分政策,并且逐步趋严,使得各 汽车 厂商纷纷投入新能源 汽车 的研发、生产。
新能源 汽车 的核心技术是“三电”,包括电驱动、电池、电控。目前,电驱动和电控还存在技术难关,但经过科研工作者的不断努力,已在不断完善和发展。“三电”中最为棘手的仍然是电池的问题,人们普遍认可的电池有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元等。受限于电池技术和充电技术的水平,存在着能量密度、续航里程、充电速度,充电站的建设等制约因素,目前混合动力Hybrid到了市场水平,几乎每个 汽车 厂商都有相应的车型或者在研发阶段,价位也在市场能接受的水平,当然比传统内燃机的 汽车 价格还稍高一点。但它仅是一个过渡的技术。纯电动 汽车 是终极的方向。
纯电动 汽车 将给传统 汽车 行业带来革命性的变化,现有的 汽车 技术,发动机,变速箱,悬挂系统,四驱机构,乃至电控系统都将随之发生翻天覆地的变化。我国目前在深入研究磷酸铁锂电池,还有很多企业在深入研究氢燃料电池。国内的比亚迪纯电动车的研发现已处于世界领先的位置。虽然目前市面上的新能源车续航受限,但随着电池技术的不断发展,续航问题必将迎刃而解。
2020年9月,第十六届北京国际 汽车 展览会开幕,全球首发车高达82辆,概念车36台、新能源160台。新能源车型占比近40%,成为本届车展最大亮点。中外车企在本届车展上同台竞技展出新能源 汽车 最新研发成果,中国品牌车企更是高调宣布其新能源 汽车 战略,既显现出中国车企未来的发展重点,也表明了中国新能源 汽车 在研发上与跨国车企具有了同台竞技的实力。据悉,中国车企在本届北京车展上全球首发了以广汽集团为代表的纯电动敞篷概念跑车。业内人士普遍认为,2030年新能源车在中国市场占比有望达到70%,而中国 汽车 品牌的市场占比有望达到60%。
新能源 汽车 的发展和应用促进产业升级、企业转型,新能源 汽车 工业也已成为我国国民经济的重要支柱产业。在国家和地方对新能源 汽车 的提振措施保障下,传统车企正在变换赛道,积极改善能源结构,推广使用可再生能源 汽车 ,形成了新能源 汽车 的全产业链条,推动新能源 汽车 的大幅度增长。在新能源 汽车 时代,让每一辆下线的新能源 汽车 ,终将成为人类的绿色梦想。(作者:华北理工大学2018级机械工程学院车辆工程 张纪涵)
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新能源汽车前沿及创新技术
9月16日,在中国电动汽车百人会举办第二届全球新能源汽车供应链创新大会上,国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚剧透了“2.0版节能与新能源汽车技术路线图”的10个重点内容,与1.0版本相比,新版路线图最大的变化亮点是:到2035年,节能汽车与新能源汽车销量约各占50%,节能汽车实现“混动化”,以“全面电驱动计划”代替“禁燃时间表”,动力电池不再以高能量密度为单一引导,而是要坚持安全第一,兼顾性能、成本与寿命等多样性需求与指标。?节能与新能源汽车技术路线图由中国汽车工程学会组织专家研讨制定,2017年首次发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,也就是1.0版。伴随新的未来15年《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》即将出台,工程学会再次组织千名专家对节能与新能源汽车技术路线图进行了更新,配合发展规划,2.0版的技术路线图从技术发展角度对产业规划做出描述和补充解释。
王秉刚透露,日前,2.0版节能与新能源汽车技术路线图通过了专家评审,预计很快就会正式发布。在这份为未来15年定下基调的技术路径中,着重明确了10项关键指引。
一、中国新能源汽车与节能并举发展,不建议制定“禁燃时间表”
王秉刚表示,2.0版节能与新能源汽车技术路线图提出的总体目标是:2035年,节能与新能源汽车约各占50%,中国新能源汽车与节能汽车应该并举发展,这是一个前提,届时,汽车产业应该能够实现电气化转型。所以,要同时重视传统汽车的转型,新能源汽车与节能汽车两个同时一起抓。
面对减排压力,全球一些国家先后宣布了尚不具法律效力的“禁燃时间表”,王秉刚确认,专家组成员已经达成共识,不建议把传统汽车撇掉,也就是说不建议制定“禁燃时间表”,不主张在中国提出“禁燃”的口号。原因有三:
1、中国地域辽阔,地理、气候、道路、使用环境复杂,用多元化的汽车技术更加合适;
2、我国是能源消耗大国,中国交通能源多元化更加安全;
3、中国电力以煤炭发电为主,煤不仅是能源,还是珍贵的材料资源,世界上还有丰富的石油天然气资源可以为我所用。
二、节能汽车实现“混动化”
传统汽车转向更节能是非常重要的任务。
在节能与新能源汽车技术路线图中,混合动力未被列在新能源汽车中,与插电式混合动力汽车不同,混合动力汽车是作为节能汽车的一部分,在新版技术路线图中,混合动力的重要度被强化。
王秉刚表示,中国要坚持不懈的努力降低汽车综合能耗,实现二氧化碳减排的国际承诺。混合动力是内燃机汽车最有效的节能技术,积极推动传统汽车实现“混动化”,包括新能源汽车与传统汽车全面采用“电驱动”技术,用“全面电驱动化计划”代替“禁燃时间表”更符合中国国情。
专家组认为,今后15年中国的传统汽车要全面的向混合动力去转变。因此提出“全面电驱动化”的计划,今后中国所有的车,包括新能源汽车和传统汽车,都有电机、都有电驱动。
混动技术是丰田等日系车企的强项,王秉刚向EV视界表示,节能汽车实现“混动化”,本质上是鼓励中国汽车企业采用多元化的技术路径来应对节能减排与产业发展的需要。
三、全面电驱动化将高度融合节能汽车与新能源汽车的产业链
为此,新版技术路线图具体整理了节能汽车的六项核心技术:混合动力整车集成、专用发动机、专用动力耦合机构、高性能电机、高水平功率型电池、电控系统开发优化,这些技术与插电式混合动力汽车基本相同,与电动汽车也有大量共同的核心技术。
王秉刚认为,“全面电驱动化”消除了传统汽车与新能源汽车的技术体系界限,构筑中国汽车产业的新的整体技术架构与产业链布局,这有助于形成中国汽车工业发展的整体思路与布局。
“现在,很明显存在两种产业链,一个是传统汽车产业链,一个是新能源汽车产业链,我们又在谈智能网联汽车的产业链。实际上整个汽车工业应该是一个完整的产业链,如果把电驱动化作为整个汽车发展总的思考,整个汽车工业的产业链是融合交错在一起的,是一个完整的产业链,不在车的品种上去细分产业链。”王秉刚表示。
四、坚持纯电驱动战略取向不动摇
尽管新版技术路线图提升了混合动力的地位,但新能源汽车仍是中长期的主要发展方向,王秉刚指出,中国仍然要坚持纯电驱动的战略取向不动摇。
十年前我国确定的“纯电驱动”为主的发展战略取得举世瞩目的成绩,世界汽车工业追求电动化历经三起三落,有望在21世纪实现,中国的纯电驱动现在发展的全世界最好,而且对全球电动汽车的发展应该说起到很大的促进和引导的作用。回过头来看,我国纯电驱动为主的战略思想是正确的,在今后15年还是应该坚持不动摇。
电动汽车拉动的动力电池、驱动电机、电控系统与充换电基础设施产业链初步建成,改变了延续百年的传统汽车产业链结构,成为我国汽车工业发展与增强竞争力新重要基础。
五、新能源汽车将走出培育期,迎接快速发展期,产业链要做好部署,不要错过机会
经历十年,即将走出以政府政策激励为导向的导入期,进入以市场需求为导向的快速发展期,王秉刚称,国家政策仍然要扶上马走一程,但由购车端补贴为主的鼓励政策转变为使用端为主的鼓励政策。
新版技术路线图预测了未来15年的快速发展的愿景与分阶段里程碑:2025年,EV和PHEV占总销量的15%-25%;2030年占比达到30%-40%;2035年,占比达到50%-60%。
快速发展期既意味着量的增长,也意味着新的成员的加入,要把投资眼光放到全产业链上。王秉刚强调,“今后大家要有思想准备,虽然说去年到今年,新能源汽车产业发展受到了整体经济和疫情的影响,但在困难时期过去之后,新能源汽车将会迎来一个快速发展期。这样的快速发展对产业链带来的影响应该是巨大的,有可能现在的市场准备还很不充分,很多投资者和企业家的眼光看到整车厂,但是没有看到整车后面巨大的产业链,这是发展非常大的机会。”
六、动力电池的产业链布局要兼顾技术进步与市场需求
未来所有新车都将实现电驱动化,这意味着传统汽车产业链将发生颠覆性变革。王秉刚指出,在全面电驱动化下,节能汽车与新能源汽车的产业链将高度融合。
首先,动力电池技术要努力满足各类电驱动汽车的需求,包括能量型、能量功率兼顾型和功率型。
其次,要考虑市场需求的多样性,路线图提出普及型、商用型与高端性三种类别,而不是单一的高能量密度引导,坚持安全第一的原则,兼顾性能、成本与寿命等指标。
最后,努力构筑完整的动力电池全产业链,包括系统集成、关键材料、制造技术及关键装备、测试评价、梯次利用及回收利用和新体系动力电池等。
王秉刚指出,动力电池是核心,专家组关于电池技术的讨论出现了很大的变化。过去的制定路线都是把能量密度作为主线考虑,但是现在这个思路要调整、要改变。动力电池技术也要考虑多样性,电池不是一种技术模式、一种技术特征,应该根据车辆发展的需求来确定需要什么样的电池,从汽车发展多样性的需求提出电池的需求。
七、电驱动系统是未来汽车工业产业链的重中之重
电驱动化标志是所有类型汽车驱动系统电动化,是实现“电动化”的关键技术基础,涵盖驱动电机、电机控制器本体及机电耦合装置。
我国在电驱动系统技术上存在明显的短板,机电耦合装置技术落后,要吸取内燃机产业的教训,加大电驱动系统的自主研发与产业发展,要重视关键材料、核心零部件/元器件与主控芯片(MCU)及软件架构的研发,形成自主可控的产业链。
王秉刚表示,电驱动系统就是未来整个汽车工业的核心技术,大量发展各种类型的电驱动系统,是未来非常重要的任务。比如,目前混合动力汽车发展不起来,很大的原因就是没有好的混合动力机电耦合系统技术。
八、从新能源汽车使用特点与市场需求出发建设充换电设施
对新能源汽车和对未来的汽车来讲,要将充换电基础设施看作新能源汽车产业链的重要组成,是保证新能源汽车推广应用的关键因素。
随着新能源汽车的快速增长,基础设施的布局、建设、经营管理都要认真考虑,科学合理布局。“有的人说基础设施发展方向要从慢充到快充、从分散到集中,有的人认为以后都要从充电变成换电,专家组认为都不是这样,中国的基础设施一定是多样化,各类车型要求是不一样的。换电只是其中一种非常好的基础设施模式,对某些车型可能是很适合的,但不见得适合所有的车型。多种基础设施形式在中国都有发展的可能,要尊重市场的需求。”王秉刚表示。
基础设施的技术创新与商业运营模式都要从市场需求出发,做到安全、经济与使用方便;此外,随着新能源汽车数量的增长,车网融合互动具有十分重要的意义,建议电网系统提前部署。
九、智能网联技术是整个汽车产业链发展的新机遇
新版技术路线图指出,智能网联汽车技术涉及所有类型汽车领域,包括传统车与新能源汽车。专家组提出,不主张单独列出智能网联汽车,实际上,智能网联汽车是从传统汽车开始的,智能网联技术覆盖了所有的汽车,这点大家应该取得共识。
智能网联汽车技术是汽车技术、信息通信技术、交通设施技术等多领域技术的融合,产业链结构可以用三横三纵架构表述。
王秉刚认为,智能网联汽车技术带来汽车产业发展的另一个重要变革与机遇,绝不是汽车产业独家能实现的任务,中国汽车工业要与信息产业,交通系统紧密合作,加强沟通,建设自主的产业链体系。
十、突破共性基础技术
王秉刚强调,技术路线图专家组成员涉及不同专业领域,约1000人,所有9个小组的专家建议无一例外认为,要重视基础软件、元器件等的研发与形成自主可控产业链。
例如,汽车研发用设计与模拟平台软件,车规级计算芯片、车规级功率半导体、高品质电工钢、非晶合金铁芯、高速轴承、高精度加工机床等。
总而言之,2.0版节能与新能源汽车技术路线图与以往相比更强调“多元化”。王秉刚向EV视界表示,在讨论技术路线时,不要非此即彼,一定要有多样化的思维,技术是根据需求来的,零部件是根据整车的需求,整车是根据市场的需求,需求是多样化的,就存在多样化技术路径的可能。专家组认为,还是要从需求出发,技术进步与需求相结合,多元化意味着不是单一的路线。
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新能源汽车前沿及创新技术创新技术汇集了动力电池、燃料电池、电驱动系统、轻量化、自动驾驶芯片以及整车平台等领域具有标志性的最新成果,前沿技术评选采用了“专利文献扫描+专家综合研判”的评价方法,对当前研究热点进行了深刻洞察,识别出智能电池、新型驱动系统、智能网联汽车预期功能安全、先进汽车材料与工艺等八个前瞻技术方向,全面反映了汽车电动化、智能化、网联化技术创新的新趋势。
八项前沿技术:分布式驱动液氢燃料电池重型商用车关键技术、高效固体氧化物(质子导体)电解水制氢技术、高强度高淬透性热轧抗氧化免涂层热成形钢、滑板平台转向制动悬架一体化轮端驱动轮技术、多维内部信号感知的智能电池技术、智能网联汽车预期功能安全实时防护及测试评价技术、基于ODP和空间光学的智能车载光显示解决方案、SiC控制器功率模块封装烧结材料及工艺技术。
八项创新技术:系统深度融合的安全高效电动汽车整车平台技术、石墨极板燃料电池强耐低温快速自启动技术、大算力自动驾驶计算芯片华山二号A1000、基于端云融合技术的电池全场景安全解决方案、一体化压铸车身技术、磷酸盐聚阴离子型210Wh/kg电池关键技术、高性能励磁同步电机系统、紧凑型集成化同轴式电驱动桥。
据介绍,自2019年以来,世界新能源汽车大会已连续4年组织了全球新能源汽车前沿及创新技术评选,累计评选出33项创新技术和28项前沿技术,受到了国内外产学研各界的高度关注。科技评选结果对新能源汽车技术研究和产品开发起到了重要的方向指引作用,促进了创新要素和产业资源的集聚,已成为全球新能源汽车创新发展的风向标。
好了,今天关于“新能源汽车技术路径”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“新能源汽车技术路径”有更全面的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。
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