10月26日,中國汽車工程學會在年會上發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》,其中包括節能汽車、純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車、汽車制造技術的發展路線,未來15年的汽車輕量化技術和動力電池技術。工業和信息化部裝備工業司副司長曲國春強調,路線圖為汽車行業的發展指明了發展方向,明確了重點和路徑,希望成為行業一致的行動指南。
為了詳細解讀與中國汽車產業發展相關的七條路線圖,第一電氣網將結合完整版的《節能與新能源汽車技術路線圖》,在七篇文章中逐一介紹七條路線的背景和詳細發展規劃。本文是第一篇:純電動和插電式混合動力汽車的技術路線圖。
新能源汽車國際推廣現狀
美國:美國政府大力推動成熟的混合動力技術成為當前電動汽車市場的主流技術。2015年,美國市場銷售的新能源汽車總數達到11.6萬輛,2016年上半年銷量接近6.57萬輛,預計全年將超過13萬輛。
純電動汽車以Model S和Model X為代表。Model S包括單電機后輪驅動和雙電機全輪驅動,配備85kWh或60kWh的鋰離子電池,百公里加速約5.7秒,續航里程可達502公里。
插電式混合動力汽車的代表:通用Volt和福特Fusion Energi。伏特采用1.5升直噴發動機,壓縮比為12.5:1,兩臺電機,電池容量為18.4kWh,巡航里程為80公里,加速時間為每100公里8.4Ss。
日本:純電動汽車的代表車型是日產聆風和三菱iMiEV電動汽車。2016年,新款Leaf配備了一個30kWh的電池組,能量密度約為157Wh/kg,峰值功率約為80kW,巡航里程為174公里(EPA),每100公里功耗為14.6kWh。
混合動力電動汽車的技術非常成熟:代表車型有:豐田、本田、三菱和日產。豐田普銳斯配備了1.8升2ZR-RXZ阿特金森循環發動機。電機最大輸出功率為66千瓦,鋰離子電池的電池容量為9.8千瓦時,純電續航里程為56公里。
日本新能源汽車銷量在2014年達到3.16萬輛的峰值后,由于國際油價持續下跌,2015年首次出現下滑,銷量降至2.32萬輛。2016年上半年,市場開始回暖,銷量達到1.37萬臺。
歐洲:歐洲純電動汽車以德國為代表,代表車型為大眾E-Golf和寶馬i3。大眾E-Golf采用永磁同步電機,峰值功率85kW,峰值扭矩270Nm,百公里加速時間10.4s,最高速度140km/h,鋰電池組24.2個,整備質量1510kg,續航里程190km。
插電式混合動力在歐洲的代表車型是寶馬530Le和A6L e-tron。寶馬530Le搭載2.0升渦輪增壓汽油發動機,最大功率160千瓦,峰值功率70千瓦,百公里加速7.1秒,最高時速233公里,純電動模式下最高時速120公里,續航里程58公里。
國際充電基礎設施建設現狀
美國:2009年,美國實施了“電動汽車項目計劃”,建造了12000個交流二級充電設備和100個直流快速充電器,并幫助普及了8000輛電動汽車(日產聆風和通用伏特)。2012年3月,“電動汽車無處不在”項目啟動。2022年之前,建立了一個五人坐在普通電動車上的量產系統,可以購買美國的平均收入。參與充電樁建設和運營的公司包括Charge Point、Blink、eVgo、SemaChina和OpConnect,其中Charge Point和Blink擁有近一半的充電樁,加上特斯拉建造的太陽能超級充電站,充電樁的數量……
預計美國電動汽車的es將超過5.1萬輛。
日本:制定了“下一代汽車戰略2010”的發展計劃,“國家、地方政府和行業合作,共同推進充電基礎設施建設”是日本推進的總體思路。充電基礎設施建設的主體是民營企業。日本已經擁有4萬個汽車充電樁,其中包括家用充電樁,數量已經超過了傳統的加油站。當地四大車企豐田、日產、本田和三菱也與日本政策投資銀行共同成立了“日本充電服務”公司,并主動承擔充電樁安裝費用和八年免費保修。
CHAdeMO標準快充樁是日本直流快充樁的代表。目前,38個國家的341多家機構加入了CHAdeMO協會,其中包括能源公司、汽車公司和充電設施公司。日本和世界上的CHAdeMO快速灌注樁數量分別達到3087根和5735根。
歐洲:2014年9月,通過了《替代能源基礎設施建設指令》,要求成員國在2020年建設合理數量的充電設施,并建議平均至少有10輛電動汽車擁有公共充電樁。堅持歐洲標準協調(CCS),并希望在2017年允許充電設施運營商在公共平臺上提供充電服務。
國內新能源汽車發展現狀
純電動汽車:中國純電動乘用車技術取得了巨大進步。該車的整體技術水平接近外國公司的產品,部分產品的性能指標與外國公司相當。巡航續航里程、可靠性、安全性和動力水平不斷提高,經濟性和綜合效益水平不斷優化,具備商業推廣條件。純電動公交車的整體技術水平達到國際領先水平,開發了覆蓋6-12米的多種純電動公交車車型。
插電式混合動力汽車:插電式混動乘用車技術取得進步,部分產品性能指標與國外相當。對于商用車而言,自主掌握PHEV多能動力系統、大功率電機系統、混合動力自動變速器和增程輔助發電機組的車輛控制等關鍵技術,以及雙電機串并聯、AMT并聯等不同技術路線,具有良好的市場表現。
驅動電機:已開發出驅動電機系列產品,功率可滿足從乘用車到大型客車的需求,驅動電機的功率密度、效率等技術水平基本與國際水平相當。峰值功率密度多為2.8-3.0kW/kg,連續功率密度為1.2-1.6kW/kg,最大驅動電機可達12000rpm。
動力電池:磷酸鐵鋰電池的能量密度從2007年的90kW/kg提高到近140kW/kg。三元混合錳酸鋰電池的能量密度達到180Wh/kg,與國際水平基本同步。電池系統的價格從2007年的5元/瓦時降至3元/瓦小時以下。動力電池的最大比功率為3000W/kg,相當于國際先進水平。鈦酸鋰電池用于快速充電總線。
車輛控制與集成:基于“多V”模式開發系統,初步具備從系統、軟件到硬件的三級開發能力。它具有功能安全、診斷控制、通信協議、校準和開發等基本系統功能。軟硬件開發模式已與世界先進的AUTOSAR系統兼容,硬件可批量生產。我基本掌握了純電動汽車的集成技術、性能控制和評估技術。
充電基礎設施:積極參與ISO/IEC國際標準制定,研究電動汽車充換電設施的高效能量轉換、充換電過程控制和有序充電燈等關鍵核心技術。開發了交流慢充、直流快充和電池更換的關鍵設備。關鍵技術研究……
電動汽車充換電服務網絡運營平臺ies已經開展。目前,無線充電技術在全球也處于商業化的初級階段,在中國相對同步。
2015年,純電動乘用車累計銷量超過14萬輛,微型純電動汽車占比達到85%。插電式混合動力乘用車銷量接近6萬輛,占中級(AO級及以上)新能源乘用車的82%。各類新能源公交車年累計產量超過11.2萬輛。高速發展也帶來了質量參差不齊、產業鏈不協調等問題。據不完全統計,我國有3600個充電站,4.9萬個公共充電樁。在社會力量的積極參與下,已經涌現出10多家具有核心競爭力的充電設施企業。
未來15年中國新能源汽車發展總體目標
新能源汽車產業鏈不斷完善,產學研市場化、企業化、緊密融合的新能源汽車工業體系逐步建立,形成了自主可控、完整的新能源車產業鏈,進一步完善新能源汽車自主產業鏈。2020年,純電動汽車和插電式混合動力新能源汽車的銷量將占汽車行業總銷量的7%-10%,2025年將占15%-20%,2030年將占40%-50%。
純電動汽車技術路線
2020-2030年,將逐步實現在城市家庭用車、租賃服務和緊湊型乘用車及以下公務用車的批量應用,并在公交車、市政卡車、短途物流車等特定市場和特定使用領域實現批量應用。2025年,將在城市家庭用車、租賃服務和中型及以下乘用車的公務用車中實現大規模應用;到2030年,它將廣泛應用于乘用車和短距離商用車。
2020年,一輛典型的乘用車小型純電動汽車(車輛質量為1200公斤)的耗電量將低于12千瓦時/100公里,在2020年指標的基礎上,2025年和2030年將降低10%。2020年、2025年和2030年,公交車的耗電量分別低于3.5千瓦時/100公里t、3.2千瓦時/100 km t和3.0千瓦時/100千米t。
典型的A0級車輛,2020年車輛質量將達到1200公斤以下,綜合工況下巡航里程將達到300公里,法定工況下功耗將低于12千瓦時/100公里;2025年,整車質量將達到1150公斤以下,綜合工況巡航里程將達到400公里,法定工況功耗將低于11千瓦時/100公里;2030年,整車質量將達到900公斤以下,綜合工況巡航里程將達到500公里,法定工況功耗將低于10千瓦時/100公里。
混合動力電動汽車技術路線
2020-2030年,該應用領域將主要應用于緊湊型及以上乘用車的私家車、公務車等日均行程較短的細分市場。要求純電動駕駛在城市工況下的加速性能接近傳統汽車。2020年,混合動力模式的油耗將比傳統汽車低25%。在混合動力模式下,整車油耗較2020年水平下降5%以上;2030年,混合動力模式下的整車油耗將比2020年水平降低10%以上。
典型的A級車,2020年混合動力模式下的油耗不超過5L/100km(工況下);到2025年,混合動力模式下的油耗將不超過4.5L/100km(工況下);
到2030年,混合動力模式下的油耗將不超過4.3升/100公里(工況下)。
關鍵部件技術路線——電氣傳動系統
2020年,電驅動系統關鍵部件的性能將得到提高,以滿足純電動和插電式混合動力的性能要求,獨立電機的研發和商業化能力將達到國際先進水平,高輸出密度和高效永磁電機技術將得到發展,逆變器的性能和可靠性將達到國際先進水平。
關鍵部件的技術路線——動力電池和電池管理系統
2020年,將進一步提高動力電池系統的能量密度,降低系統成本,開發高比能、高安全的動力電池技術和高精度、高可靠性的電池管理技術。
關鍵零部件技術路線車輛電子控制系統、車載充電器
充電基礎設施技術路線
2020年,將建設1.2萬多座充換電站和500多萬個交直流充電樁,并在小規模城市群建設充電服務網站。慢充功率將提高到6.6kW以上,電動汽車每快充15分鐘可行駛100公里以上,實現無線充電、移動充電等充電新技術的試點運行,探索清潔能源與電動汽車的融合,實現電網與車輛的雙向充電技術(V2G);2025年,將建成3.6萬多座充換電站和2000多萬個交直流充電樁,建成全國范圍的充電服務網絡。慢充功率將提高到10kW,快充每10分鐘可行駛100公里以上,實現無線充電、移動充電等新型充電技術的大規模普及應用,實現可再生能源與電動汽車融合的示范應用;
2023年,將建設4.8萬多個充電站和8000多萬個交直流充電樁,并進一步完善和優化全國充電服務網絡,將風能和太陽能接入充電服務網絡中,實現可再生能源與電動汽車融合的大規模應用。10月26日,中國汽車工程學會在年會上發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》,其中包括節能汽車、純電動和插電式混合動力汽車、燃料電池汽車、智能網聯汽車、汽車制造技術的發展路線,未來15年的汽車輕量化技術和動力電池技術。工業和信息化部裝備工業司副司長曲國春強調,路線圖為汽車行業的發展指明了發展方向,明確了重點和路徑,希望成為行業一致的行動指南。
為了詳細解讀與中國汽車產業發展相關的七條路線圖,第一電氣網將結合完整版的《節能與新能源汽車技術路線圖》,在七篇文章中逐一介紹七條路線的背景和詳細發展規劃。本文是第一篇:純電動和插電式混合動力汽車的技術路線圖。
新能源汽車國際推廣現狀
美國:美國政府大力推動成熟的混合動力技術成為當前電動汽車市場的主流技術。2015年,美國市場銷售的新能源汽車總數達到11.6萬輛,2016年上半年銷量接近6.57萬輛,預計全年將超過13萬輛。
純電動汽車以Model S和Model X為代表。Model S包括單電機后輪驅動和雙電機全輪驅動,配備85kWh或60kWh的鋰離子電池,百公里加速約5.7秒,續航里程可達502公里。
插電式混合動力汽車的代表:通用Volt和福特Fusion Energi。伏特采用1.5升直噴發動機,壓縮比為12.5:1,兩臺電機,電池容量為18.4kWh,巡航里程為80公里,加速時間為每100公里8.4Ss。
日本:純電動汽車的代表車型是日產聆風和三菱iMiEV電動汽車。2016年,新款Leaf配備了一個30kWh的電池組,能量密度約為157Wh/kg,峰值功率約為80kW,巡航里程為174公里(EPA),每100公里功耗為14.6kWh。
混合動力電動汽車的技術非常成熟:代表車型有:豐田、本田、三菱和日產。豐田普銳斯配備了1.8升2ZR-RXZ阿特金森循環發動機。電機最大輸出功率為66千瓦,鋰離子電池的電池容量為9.8千瓦時,純電續航里程為56公里。
日本新能源汽車銷量在2014年達到3.16萬輛的峰值后,由于國際油價持續下跌,2015年首次出現下滑,銷量降至2.32萬輛。2016年上半年,市場開始回暖,銷量達到1.37萬臺。
歐洲:歐洲純電動汽車以德國為代表,代表車型為大眾E-Golf和寶馬i3。大眾E-Golf采用永磁同步電機,峰值功率85kW,峰值扭矩270Nm,百公里加速時間10.4s,最高速度140km/h,鋰電池組24.2個,整備質量1510kg,續航里程190km。
插電式混合動力在歐洲的代表車型是寶馬530Le和A6L e-tron。寶馬530Le搭載2.0升渦輪增壓汽油發動機,最大功率160千瓦,峰值功率70千瓦,百公里加速7.1秒,最高時速233公里,純電動模式下最高時速120公里,續航里程58公里。
國際充電基礎設施建設現狀
美國:2009年,美國實施了“電動汽車項目計劃”,建造了12000個交流二級充電設備和100個直流快速充電器,并幫助普及了8000輛電動汽車(日產聆風和通用伏特)。2012年3月,“電動汽車無處不在”項目啟動。2022年之前,一個五人坐在普通電力中的大規模生產系統……
s成立,美國的平均收入可以購買。參與充電樁建設和運營的公司包括Charge Point、Blink、eVgo、SemaChina和OpConnect,其中Charge Point和Blink擁有近一半的充電樁,加上特斯拉建造的太陽能超級充電站,美國電動汽車的充電樁數量預計將超過5.1萬個。
日本:制定了“下一代汽車戰略2010”的發展計劃,“國家、地方政府和行業合作,共同推進充電基礎設施建設”是日本推進的總體思路。充電基礎設施建設的主體是民營企業。日本已經擁有4萬個汽車充電樁,其中包括家用充電樁,數量已經超過了傳統的加油站。當地四大車企豐田、日產、本田和三菱也與日本政策投資銀行共同成立了“日本充電服務”公司,并主動承擔充電樁安裝費用和八年免費保修。
CHAdeMO標準快充樁是日本直流快充樁的代表。目前,38個國家的341多家機構加入了CHAdeMO協會,其中包括能源公司、汽車公司和充電設施公司。日本和世界上的CHAdeMO快速灌注樁數量分別達到3087根和5735根。
歐洲:2014年9月,通過了《替代能源基礎設施建設指令》,要求成員國在2020年建設合理數量的充電設施,并建議平均至少有10輛電動汽車擁有公共充電樁。堅持歐洲標準協調(CCS),并希望在2017年允許充電設施運營商在公共平臺上提供充電服務。
國內新能源汽車發展現狀
純電動汽車:中國純電動乘用車技術取得了巨大進步。該車的整體技術水平接近外國公司的產品,部分產品的性能指標與外國公司相當。巡航續航里程、可靠性、安全性和動力水平不斷提高,經濟性和綜合效益水平不斷優化,具備商業推廣條件。純電動公交車的整體技術水平達到國際領先水平,開發了覆蓋6-12米的多種純電動公交車車型。
插電式混合動力汽車:插電式混動乘用車技術取得進步,部分產品性能指標與國外相當。對于商用車而言,自主掌握PHEV多能動力系統、大功率電機系統、混合動力自動變速器和增程輔助發電機組的車輛控制等關鍵技術,以及雙電機串并聯、AMT并聯等不同技術路線,具有良好的市場表現。
驅動電機:已開發出驅動電機系列產品,功率可滿足從乘用車到大型客車的需求,驅動電機的功率密度、效率等技術水平基本與國際水平相當。峰值功率密度多為2.8-3.0kW/kg,連續功率密度為1.2-1.6kW/kg,最大驅動電機可達12000rpm。
動力電池:磷酸鐵鋰電池的能量密度從2007年的90kW/kg提高到近140kW/kg。三元混合錳酸鋰電池的能量密度達到180Wh/kg,與國際水平基本同步。電池系統的價格從2007年的5元/瓦時降至3元/瓦小時以下。動力電池的最大比功率為3000W/kg,相當于國際先進水平。鈦酸鋰電池用于快速充電總線。
車輛控制與集成:基于“多V”模式開發系統,初步具備從系統、軟件到硬件的三級開發能力。它具有功能安全、診斷控制、通信協議、校準和開發等基本系統功能。軟硬件開發模式已與世界先進的AUTOSAR系統兼容,硬件可批量生產。我基本掌握了純電動汽車的集成技術、性能控制和評估技術。
充電基礎設施:積極參與……
參與制定ISO/IEC國際標準,研究電動汽車充換電設施的高效能量轉換、充換電過程控制和有序充電燈等關鍵核心技術。開發了交流慢充、直流快充和電池更換的關鍵設備。開展了電動汽車充換電服務網絡運營平臺關鍵技術研究。目前,無線充電技術在全球也處于商業化的初級階段,在中國相對同步。
2015年,純電動乘用車累計銷量超過14萬輛,微型純電動汽車占比達到85%。插電式混合動力乘用車銷量接近6萬輛,占中級(AO級及以上)新能源乘用車的82%。各類新能源公交車年累計產量超過11.2萬輛。高速發展也帶來了質量參差不齊、產業鏈不協調等問題。據不完全統計,我國有3600個充電站,4.9萬個公共充電樁。在社會力量的積極參與下,已經涌現出10多家具有核心競爭力的充電設施企業。
未來15年中國新能源汽車發展總體目標
新能源汽車產業鏈不斷完善,產學研市場化、企業化、緊密融合的新能源汽車工業體系逐步建立,形成了自主可控、完整的新能源車產業鏈,進一步完善新能源汽車自主產業鏈。2020年,純電動汽車和插電式混合動力新能源汽車的銷量將占汽車行業總銷量的7%-10%,2025年將占15%-20%,2030年將占40%-50%。
純電動汽車技術路線
2020-2030年,將逐步實現在城市家庭用車、租賃服務和緊湊型乘用車及以下公務用車的批量應用,并在公交車、市政卡車、短途物流車等特定市場和特定使用領域實現批量應用。2025年,將在城市家庭用車、租賃服務和中型及以下乘用車的公務用車中實現大規模應用;到2030年,它將廣泛應用于乘用車和短距離商用車。
2020年,一輛典型的乘用車小型純電動汽車(車輛質量為1200公斤)的耗電量將低于12千瓦時/100公里,在2020年指標的基礎上,2025年和2030年將降低10%。2020年、2025年和2030年,公交車的耗電量分別低于3.5千瓦時/100公里t、3.2千瓦時/100 km t和3.0千瓦時/100千米t。
典型的A0級車輛,2020年車輛質量將達到1200公斤以下,綜合工況下巡航里程將達到300公里,法定工況下功耗將低于12千瓦時/100公里;2025年,整車質量將達到1150公斤以下,綜合工況巡航里程將達到400公里,法定工況功耗將低于11千瓦時/100公里;2030年,整車質量將達到900公斤以下,綜合工況巡航里程將達到500公里,法定工況功耗將低于10千瓦時/100公里。
混合動力電動汽車技術路線
2020-2030年,該應用領域將主要應用于緊湊型及以上乘用車的私家車、公務車等日均行程較短的細分市場。要求純電動駕駛在城市工況下的加速性能接近傳統汽車。2020年,混合動力模式的油耗將比傳統汽車低25%。在混合動力模式下,整車油耗較2020年水平下降5%以上;2030年,混合動力模式下的整車油耗將比2020年水平降低10%以上。
典型的A級車,2020年混合動力模式下的油耗不超過5L/100km(工況下);到2025年,混合動力模式下的油耗將不超過4.5L/100km(工況下);
到2030年,混合動力模式下的油耗將不超過4.3升/100公里(工況下)。
關鍵部件技術路線——電氣傳動系統
2020年,電驅動系統關鍵部件的性能將得到提高,以滿足純電動和插電式混合動力的性能要求,獨立電機的研發和商業化能力將達到國際先進水平,高輸出密度和高效永磁電機技術將得到發展,逆變器的性能和可靠性將達到國際先進水平。
關鍵部件的技術路線——動力電池和電池管理系統
2020年,將進一步提高動力電池系統的能量密度,降低系統成本,開發高比能、高安全的動力電池技術和高精度、高可靠性的電池管理技術。
關鍵零部件技術路線車輛電子控制系統、車載充電器
充電基礎設施技術路線
2020年,將建設1.2萬多座充換電站和500多萬個交直流充電樁,并在小規模城市群建設充電服務網站。慢充功率將提高到6.6kW以上,電動汽車每快充15分鐘可行駛100公里以上,實現無線充電、移動充電等充電新技術的試點運行,探索清潔能源與電動汽車的融合,實現電網與車輛的雙向充電技術(V2G);2025年,將建成3.6萬多座充換電站和2000多萬個交直流充電樁,建成全國范圍的充電服務網絡。慢充功率將提高到10kW,快充每10分鐘可行駛100公里以上,實現無線充電、移動充電等新型充電技術的大規模普及應用,實現可再生能源與電動汽車融合的示范應用;2023年,將建設4.8萬多個充電站和8000多萬個交直流充電樁,并進一步完善和優化全國充電服務網絡,將風能和太陽能接入充電服務網絡中,實現可再生能源與電動汽車融合的大規模應用。
去年6月,國務院印發《關于推進國際產能和裝備制造合作的指導意見》,提出了包括汽車行業在內的12個重點行業的“走出去”戰略。
1900/1/1 0:00:00據英國媒體Autoexpress報道,特斯拉公司CEO埃倫馬斯克ElonMusk公布,特斯拉將會推出自己的名為TeslaNetwork的打車服務,
1900/1/1 0:00:001、奇瑞新能源獲第四張新建牌照閱讀原文10月27日,在工信部的子網站投資項目在線審批監督平臺上,發布了一則關于《奇瑞新能源汽車技術有限公司純電動乘用車項目》審批獲得通過的公示信息。
1900/1/1 0:00:00近日,天津市發布關于加強在津推廣應用新能源汽車安全服務保障的通知,規定在津推廣應用的新能源汽車產品存在以下情節之一的,不再享受天津市地方財政補助,并按照國家相關法律法規追究生產企業責任。
1900/1/1 0:00:00近日,湖南省發布《湖南省20162020年新能源汽車推廣應用獎補政策》的通知,規定20162020年,湖南省推廣應用各類新能源汽車目標任務為156萬輛。
1900/1/1 0:00:00據媒體9日報道,特斯拉CEO馬斯克日前表示,特斯拉將在德國進行大筆投資,并計劃在歐洲建設第二座超級工廠。馬斯克確認,特斯拉計劃明年在歐洲為“超級工廠2號”選址,這處工廠將生產電池和整車。
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