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中机联会员大会专题报告:电动汽车的现状与发展

日期:2010-01-25  来源:中机联    点击:

内容摘要:据最新统计, 2009年我国汽车产销量分别为1379万辆和1364万辆,同比分别增加48.3%、46.15%,确保世界产销规模第一位。可以预计,随着经济的持续快速发展,我国汽车产销规模还将继续扩大。
 

 2010年1月21~22日,中国机械工业联合会三届二次会员大会在北京隆重召开。中国汽车工业协会做了“电动汽车的现状与发展”的专题报告。  

   2009年我国汽车的发展形势一片大好。据最新统计, 2009年我国汽车产销量分别为1379万辆和1364万辆,同比分别增加48.3%、46.15%,确保世界产销规模第一位。可以预计,随着经济的持续快速发展,我国汽车产销规模还将继续扩大。

      我国能源总体供应短缺,且多煤、少气和缺油特点明显。1993年我国成为石油净进口国,2008年中国石油净进口量达2亿多吨,对外依存度近52%。可见,石油安全将成为我国汽车工业发展的第一制约因素。因此,我国汽车工业向小型化、节能化、电动化发展已成为必然趋势,大力发展电动汽车符合我国能源战略、意义重大。

   下面我就国内外电动汽车的发展现状和趋势,以及我国发展电动汽车的措施做一探讨。

  一、国外电动汽车发展的现状与趋势

  1、纯电动汽车

  纯电动汽车的发展受到世界各国的重视,主要汽车公司均积极参与,在产品研发、示范运营等方面取得了很大进步。但受电池技术发展所限,大规模进入市场为时尚早。

  表1  国外纯电动汽车简表

  区域 典型公司 典型产品(最高车速/续航里程)

  日本 三菱 i-MiEV(130km/h、160km)

   日产 LEAF(140km/h、160km)

  美国 福特 THINK Global city(第五代达104km/h、176km)

   通用 雪佛兰Volt(161km/h、增程式)

  欧洲 奔驰 Smart Fortwo EV(100km/h、115 km)

   大众 E-UP(160km/h、130 km)

  注:因各车型推出的时间、设计理念等不同,参数高低不代表该公司技术水平。

    目前,国外纯电动汽车发展重点是小型乘用车和大型公交车、市政、邮政等特殊用途车辆。为了满足用户对车辆续驶里程和最高车速的需求,通常采用增程式方案,即在纯电动汽车上增设常规能源系统为车辆补充电能。国外近期攻关重点仍集中在提高电池性能、降低成本方面。

  2、混合动力汽车

  国外混和动力汽车技术日臻成熟,产品陆续进入市场,逐步提高了系统的实用化程度和产业化水平,丰田Prius至09年9月份全球累计销量已突破200万辆。

  各大汽车公司利用其技术优势积极抢占市场,相继推出混和动力产品(见表2),力争改变汽车行业的市场格局。这些产品充分考虑到不同市场的需求、技术的难易程度及产品的实用性、成本的可接受性等,很多产品在全球市场推广开来。

      表2  国外混和动力汽车简表

  区域 典型公司 典型产品(技术类型)

  日本 丰田 PRIUS(动力分流式混合动力系统THS\ THSII\ THSIII)、RX400h(THSII)、GS450h (THSII)、LS600h (THSII)

   本田 CIVIC(曲轴耦合式混合动力系统IMA)、Insight

   日产 ALTIMA(双电机混联动力系统)

  美国 福特 ESCAPE(4驱混合动力系统)

   通用 Saturn Vue(双模混合动力系统)、

  Volt(插电式混合动力系统PHEV)

  欧洲 戴-克 奔驰S400 HYBRID、BlueZero E-CELL

 宝马  ActiveHybrid 7、 ActiveHybrid X6

  由于混合动力汽车具有较明显地节油减碳效果且成本可控,已成为世界各国汽车公司产业化的重点,推出的产品混合度逐渐提高,体现了传统能源电气化的技术发展方向。


  从机电耦合方式看,前期以并联为主,后期向插电式发展,最终实现向纯电动过渡的趋势比较明显。当前,各公司努力提高动力系统结构的集成度,并根据车用能源的发展情况:一是把发动机与电机集成,以适应多种燃料体系。二是把传动系与电机集成为主,向电动化转型。

  3、燃料电池汽车

  国外汽车公司将发展燃料电池汽车作为重要战略方向,并投入相当大的人力、物力、财力进行攻关,取得了重要进展。但是短期内燃料电池技术也不能取得根本性突破、成本太高,燃料电池汽车无法形成市场化,不是各国近期产业化推进的重点。

  然而,国外并未放松对燃料电池汽车的研究攻关。各大公司技术攻关的重点仍是提高可靠性和耐久性,通过提高产品性能实现燃料电池的模块化组装,以满足不同车辆对燃料电池功率等级的要求;通过采用混合动力技术优化蓄电池和燃料电池的能量分配,以有效提高燃料电池的寿命、降低系统成本。据分析,近中期内仍不会有重大突破。

  二、国内电动汽车发展的现状与问题

  鉴于电动汽车的重大战略意义,我国有计划地开展电动汽车的研究已有二十余年。“十五”期间,电动汽车开发被列入863计划,逐步确立了 “三纵三横”的研发布局(见图1)。目前,已基本完成了完整的研发和示范布局,发展势头较快。

   下面按照三纵的顺序,分别讲述:

  1、纯电动汽车

      我国“八五”、“九五”期间组织了纯电动汽车攻关和示范运行尝试,“十五”、“十一五”期间又将纯电动汽车列入863计划,促进了纯电动汽车的发展,在小型纯电动汽车和大型公交车方面实现了小规模生产和示范运行。通过研发积累和示范运行,我们已基本掌握了纯电动汽车整车动力系统的匹配与集成设计、整车控制技术,样车的动力性和能耗水平与国外相当。

  但是,我国纯电动汽车的发展也存在很多问题,主要包括:

  (1)整车产品在续驶里程、可靠性和工程化上仍落后于国外先进产品;

  (2)电池的比能量、安全性、可靠性、使用寿命等还不能满足整车要求;


  (3)电机、电池所需部分部件、材料需进口,同时控制器基础硬件、芯片、高速CAN网关和信号处理放大部件等也依赖进口;

  (4)电动附件还没有成熟的产品可用,成本高并依赖进口。

  基于上述分析,我们认为,我国纯电动汽车的发展与国外先进水平相比差距还是很大的。

  2、混合动力汽车

  “十五”、“十一五”期间,我国也将混合动力汽车技术列入863计划进行重点攻关,一汽、东风、长安和奇瑞等单位牵头,完成了中、轻和微度混合动力乘用车,以及中度混合动力客车等多种车型的样车开发,其中混合动力客车在国内多个城市进行了示范运行,并成为北京奥运会服务用车。另有部分产品进行产业化推广。

      技术方面,我国取得的较大的进展。可以说掌握了混合动力汽车整车的开发技术;形成了具有自主知识产权的多种结构形式和多种混合度的技术方案,基本突破了国外专利限制;动力电池和电机的技术性能取得了较大进展,已部分满足了整车要求。

  存在问题表现在:

  (1)多数产品尚处于样车阶段,未经过多轮验证研究,没达到系统优化和批量生产要求;

  (2)产业链尚不完整,关键原材料和电力电子元器件依赖进口;(3)整车和零部件工程化不足,产品处于产业化初期,成本较高。

      因此,我们同样认为,我国混合动力汽车与国际领先水平存在较大差距,但是与纯电动汽车相比,更具有产业化推广的基础和相对优势。

  3、燃料电池汽车

  “十五”期间清华和北京客车总厂合作承担研究燃料电池客车,上汽、同济、信息部电机研究所、上海燃料电池汽车动力系统公司承担研发燃料电池轿车,大连化物所和上海神力公司主要承担研制燃料电池系统。

  “十一五”期间,我国基本建立了燃料电池汽车的研发体系,在整车集成技术、动力平台的成熟性、整车的可靠性方面有了新的提高,主要技术指标与国际先进水平相当,部分样车进行了示范运行。

  但是,在燃料电池和发动机等核心技术上与国外存在较大的差距且进展缓慢。另外,示范运行的规模较小,储氢和氢能源基础设施等问题尚未解决,产品的可靠性和成本离实用化还有相当大的差距。

  综合上述国内外电动汽车的发展情况分析,可以看出电动汽车已成为世界各国汽车产业发展的战略性产品。


   三、我国电动汽车发展的思路、重点与措施探讨

   通过调查与研究,我们认为电动汽车发展的思路是:

   (1)电动汽车是汽车产业发展的必然趋势,实施电动汽车的国家发展战略是当务之急。

   (2)把握电动汽车技术的发展趋势,结合我国国情实际,确定我国电动汽车发展的战略重点。

   (3)坚持“三纵三横”的研发布局,尽快突破和掌握电动汽车核心关键技术和产业化工程技术。

   (4)在重点实施小型乘用车和公交客车产业化的同时,逐步推进各类电动汽车产业化,实现我国电动汽车快速、稳定、科学的发展。

   (5)实施传统汽车小型化和节能化改造的同时,重点推进混合动力汽车的产业化,并以市场化应用为基础,形成电池和电机的完整产业链。

  现阶段,我国电动汽车发展的重点是:

  (1)把混合动力汽车作为当前产业化推进重点,可先期实现中度混合以下的混合动力汽车产业化,逐步实现重度和插电式混合动力汽车的技术突破和产业化;

  (2) 将电池技术作为长期的研发重点,并随着其进步适时开展各种纯电动汽车产品研发和推广应用;

  (3)加快对燃料电池汽车的基础研究和跟踪,并逐步扩大燃料电池汽车的示范运行范围;

  (4)加快共性技术攻关,全面掌握机电耦合技术、底盘控制技术,以及有关电控技术;

  (5)构建关键零部件产业链,实现电池、电机和电控及其关键部件和原材料的产业化;

  (6)关注电动汽车的标准制定,力争形成新的标准制定模式并逐步完善标准体系;

  (7)重点关注电池回收和再利用。


  电动汽车对我国减少石油依赖、达到节能减碳的目标,实现汽车工业由大变强具有战略意义。我们认为,应采取强有力的措施,大力推进电动汽车产业化扎实、稳步、快速发展。为此,建议措施如下:

  (1)积极开展电动汽车研发,加快产业化推进

  扎实稳步推进轻、中度混合动力汽车产业化;积极开展全混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车技术研究和推广应用;继续跟进燃料电池汽车基础技术研究。集中优势,协调攻关,联合承担基础和共性技术科技攻关项目、统一标准,建立公共试验基地,共同促进动力电池、电机、耦合装置、动力传动系统总成,以及有关基础原材料和元器件的开发。培育电动汽车关键零部件骨干企业,形成完整的配套体系。

  (2)抓好电动汽车示范推广与运用

  充分利用科技资源,建立电动汽车综合示范区,开展测试评价和商业化运营模式研究,积极有效推进电动汽车示范应用工程,促进我国自主研发的电动汽车走向世界。

  (3)实施电动汽车科研专项

  组织实施电动汽车重大科技产业化工程。坚持以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为“三纵”,动力电池、驱动电机和电子控制技术为“三横”的研发布局,攻克共性技术和基础技术,加快突破规模产业化的关键技术,形成较为完整的电动汽车产业链。

  (4)实施动力电池突破计划

   制定动力电池研发和产业化发展路线图。重点突破动力电池一致性、成组匹配和电池管理技术,进一步提高性能和寿命,降低成本;实现动力电池关键材料的自主化生产。同时,开展下一代新型动力电池材料、机理等基础性研究,加强关键生产装备的研制,开展电池回收技术研究。

  (5)建立电动汽车产业联盟

  加强统筹协调,发挥行业优势,采取多种形式的商业化合作模式,建立以行业骨干企业为主导的全国性电动汽车产业联盟。支持产业联盟承担国家科研攻关项目,联合制定统一的国家标准,促进相关产业,特别是基础材料和基础元器件的发展。


  (6)全面构建标准和测试体系

  制定并完善包括各类电动汽车的最高车速、续驶里程、车辆自重、燃料消耗量、可靠性、安全性,以及电池、电机、电控系统系列,充电站和充电接口等构成的标准体系,积极参与电动汽车国际标准化研究和制定工作,争取在优势产品和技术领域发挥主导作用;

   建立电动汽车的评价规范和检测能力,建设并改造一批具有国际先进水平的国家级重点实验室和检测机构。

  (7)完善配套政策,发挥市场机制

  建立完善包括电动汽车购买和使用环节的税费减免政策,电动汽车销售、租赁、保险、信贷、售后服务、回收、报废、循环利用等政策。通过完善电动汽车政策法规体系,营造公平的市场竞争环境,推进产业化进程。

  (8)建立强有力的组织保障

  建议成立由工业和信息化部、科技部、财政部、发展改革委、公安部、环保部等相关部门组成的国家电动汽车推进工作协调领导小组。组织研究电动汽车长期发展战略和政策措施,协调和推进电动汽车技术研发、推广应用和产业化发展。

  (9)设立充分的专项资金支持

  设立电动汽车产业发展专项资金,切实加大财政投入。鼓励社会资本投资和相关企业多渠道融资。支持电动汽车及关键零部件共性技术、重大产业化技术攻关和示范应用,支持共性技术测试平台和配套基础设施建设等。

  (10)协力建设电动汽车基础设施

  研究具有商业可行性的充电站建设和运营模式,抓紧制定相关标准、总体建设规划并组织实施,支持在主要大城市跨行业合作建设电动汽车的基础设施,建立保障插电式混合动力汽车和纯电动汽车示范运行的基础设施配套体系。

   

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