科技部部长万钢解读发展新能源车技术路线图

导语

日前,科技部部长万钢表示,在今后五年当中还要努力把电池能量密度再提高一倍,把制造成本再降低50%。电驱动的基础部件也是“十三五”要做的重要工作。

在近日召开的2016中国汽车论坛上,全国政协副主席、科技部部长万钢介绍了电动汽车在中国的研究、发展及今后的展望。万钢指出,在今后五年当中还要努力把电池能量密度再提高一倍,把制造成本再降低50%。电驱动的基础部件也是“十三五”要做的重要工作,比如电子器件、电磁干扰的研究、防护安全等。

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“三纵三横” 中国发展新能源汽车技术路线图

十几年前研究新能源汽车的时候,就把纯电动混合动力燃料电池做成了一个规划,为未来的发展确定了关键技术和关键总成,以及关键的车型动力系统。我们把动力系统称为由电池和管理系统,电机和驱动系统,多能源系统组成的主要核心技术,以及混合动力发动机、燃料电池发动机,这些关键技术在三条技术路线上得到了一个关键技术的排列,就是我们所说的“三纵三横”的排列。

从现在来看,混合动力正在从过去重度混合向插电式、增程式的发展,发电机将变成发电系统。燃料电池也出现了两个方向,一个用燃料电池作为主动力,另外一个用燃料电池作为增程式电电混合动力源,这三条路线最终就变成一个由电机驱动,由发电和储电系统组成的技术路线,它的发展能够集中最大的力量攻克最关键的技术,作为政府还要加强基础设施、科研激励、标准检测、法律法规推广等等的应用。

在这样的系统下,最重视的是基础研究。电动汽车最重要的是动力蓄电池,在科学研究方面,从基础开始,研究交换膜交换机理、纳米技术的应用、整个电池失效原理以及温度场分布上做了巨大努力,对电池成组技术和控制技术也进行了投入。正是这些投入支撑了中国动力电池的发展,2015年与2011年相比,电池单位能源密度提高了一倍。同时,制造成本降低了50%。今后会加强对基础技术的研究,在发展过程当中不断凝练科学问题,找出科学解决方法,解决共性关键技术问题。

万钢提出,在今后五年当中还要努力把电池单位能量密度再提高一倍,把制造成本再降低50%。达到300瓦斯以上,成本降到一元以下,新能源车就具备更强的市场竞争能力。

驱动电机方面,根据不同阶段攻克不同的关键技术。比如说启停式发电机,现在基本作为系列投入。混合动力的发电机,特别是大客车上进行了很好的推广。尤其最近一些对于双电机驱动的发展,更加接近了人们的需求。电驱动最大特点就是零转速有最大扭矩,这对启动加速很好,但是对二次加速存在一定的困难。所以有的企业开发了双电机的直驱系统,无论低速大扭矩,还是二次加速都有变化。

万钢毫不掩饰地说:“我们在电驱动的基础部件上还有短板,比如电力电子器件、电磁干扰的研究、防护安全等等都要继续加强,这是我们在十三五期间要做的重要工作。”

电动汽车时代还要不要发动机?

万钢认为,我们非但需要,而且要加强这方面的研究。小型、轻量、电子化将成为发动机的未来,很长一段时间我们还需要专项增程式,也需要专用发动机,在这个方面我们应该有更大努力。通过比如混合动力、涡轮增压降低发动机的排量和尺寸,这为电机增加了布置的空间,在长距离方面又发挥电机更大的作用。发动机和电机的配合是很重要的形式,增程式的是有发电机,这个发电机怎么跟上电池的反应速度?这就需要使动力更加顺畅。经过专家的讨论清洁、高效、小型、轻型将是发动机的趋势。

这样情况下中国企业也研发了插电式混合动力,最低要求是50公里,大多数中国汽车产业用了70公里或者75公里,这是由于我们多年来对4000多辆电动汽车进行了多年观测下来,得到结论大概75%汽车是行驶50公里以下,90%汽车是在75公里以下。如果能够每天充电,90%以上插电式可以用纯电动,在市区达到零排放,这是我们今后要发展的方向。

中国品牌汽车也涌现出一些很好的产品,比如北汽、比亚迪江淮的新能源车,这些汽车现在越来越多受到了消费者的欢迎。主要是在性价比上具有很大的优势,当然我们在高端车型上还要努力。

燃料电池也在走入市场,与纯电动汽车相比,燃料电池可能市场化的路径要长一些,要多一些等待。从2003年开发第一辆燃料电池后,一直在持续不断地进行研究,先是高校组织开发,逐渐进入企业。去年,上汽完成了燃料电池汽车在中国从南到北,从低到高,一直到青藏高原的试车,燃料电池汽车也在逐步走向市场。现在插电式混合动力汽车还有一些排放,将来可以用燃料电池补短板,我们又融合了这些技术在一个发展方向,使创新的投入能够更加集中,更加高效。

在谈到电动汽车安全性上时,万钢认为,安全是电动车发展最关键的因素,应该在这方面下很大工夫。电池安全上,整组安全上,布置的安全上,意外情况下,都要保证电动汽车的安全。另外,互联网时代安全保障应该是最新的技术,就是全程实时控制。所有的公交场都做了全时全控制,也就是说,所有的公交车运行过程当中,每一个电池都被监控者,如果一旦有过热就自动报警,这样才能真正保障安全。只有这样,才能够在新时代下保障汽车行驶高度的安全。

另一个发展就是电动汽车、智能电网、车网的融合,电动汽车不单作为储能终端,它甚至可以在能源互联网、车联网、信息互联当中相互交融。这样就为新的商业模式提供更好的供给。比如分时租赁,出门就可以知道身边有什么样的车可以租,停车也可以实时找到电动汽车,包括充电的位置。这些也是“十三五”规划当中要进行综合研究,已经逐步进入了综合交通系统。

支持新能源汽车开发的国际化

从中国新能源汽车产量增长中看到,新能源汽车的发展采用了公交运行,再逐步进入家庭运行的方式。2011年的时候新能源车不到5000辆,一直到2014年才85000辆,当时觉得50万辆指标很难达到。但是去年就达到37万多辆。但是这里有一点告诉我们,新能源汽车推广不仅是研发的事,汽车制造商的事,更多是全社会的支持。对于新能源汽车取消摇号,取消限行,保证优先停车,能够给予政策发力,全面创新,才能够真正地使新能源汽车产业发展起来。

2015年底全球电动车产量超过145万辆,2008-2014年全球EVI16个成员国都加大了对新能源车的投入。“今年巴黎气候峰会我有幸参加了能源使命的联合行动计划,我们将和20多个国家一起为在今后的五年当中,加倍清洁能源方面的投入。所以这个将也是作为我们电动汽车,新能源汽车也是今后在能源使命当中研发的一个重点。”万钢说。

同时,中国在新能源汽车的研发方面进行了国际合作,成立了中国和德国电动汽车研究中心,也有中国和美国的清洁汽车联盟。最大特点就是所谓“2+2”模式,中方和外方产学研的结合体形成促进基础研究、政策研究等方面共同发力。

“我很高兴能看到中国汽车企业和国际汽车企业正在融合,去年我花了点时间亲自驾驶戴姆勒奔驰和比亚迪联合开发的汽车,这样的联合研发的汽车同样得到了所有的政策优惠,我们一再说的中国新能源汽车是开放的,在中国市场上都会一视同仁,同等对待,从这个角度上说起来我们更加支持新能源汽车开发的国际化。”万钢表示。

作为产业发展今后仍然有很大的挑战,核心技术研发还需要持续深入,在电池、电机、基础研究、核心技术、共性技术的发展上要继续加强。整车能力,集成能力,特别是安全性还需要我们利用新的技术,新的形态来对它提升。

新能源汽车产业和市场的需求十分旺盛,要牢牢把握住汽车电动化、轻量化和智能化发展方向,不断创新汽车市场的商业模式。电动汽车在中国是一个有希望的、有光辉前程的朝阳产业,是承载着责任与使命的产业,也是今后科技创新的重点。

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