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新能源汽车技术路线发布 打造自主可控产业链成

作者:黄金计划软件官网    发布时间:2021-02-20 12:19    

  10月27日,在2020中国汽车工程学会年会暨展览会上,《节能与新能源汽车技术路线版技术路线图)正式发布,并将于一个月后向社会公开出版发行。

  基于汽车技术发展的社会愿景和产业愿景,2.0版技术路线图坚持纯电驱动发展战略,提出面向 2035 年的六大总体目标:

  第一、汽车产业碳排放总量先于国家碳排放承诺于2028年左右提前达到峰值,到2035年排放总量较峰值下降20%以上;

  以六大总体目标为指导,2.0版技术路线 年为关键节点,设立了产业总体发展里程碑,预计到2035年节能汽车与新能源汽车年销售量占比达到 50%,汽车产业实现电动化转型、燃料电池汽车保有量将达到100万辆左右,商用车将实现氢动力转型,各类网联式高度自动驾驶汽车车辆在国内广泛运行。中国方案智能网联汽车与智慧能源、智慧交通、智慧城市深度融合。

  在过去数十年间,因起步较晚,中国汽车市场一直处于大而不强的尴尬境地。为摆脱对核心技术的进口依赖,近年来多项相关政策齐下,以推动中国汽车产业创新发展。

  “汽车产业技术创新支撑能力显著提升,从《技术路线》发布至今国内相关汽车产业研发投入持续大幅度攀升,据统计我国相关汽车企业年度研发投入/营收占比达3.5%左右;汽车科技人才数量与质量双双提升;汽车产业发明专利年度公布量五年翻番,其中,2019年我国汽车产业年度发明专利公开量13.4万件,相比2015年7.5万件接近翻番;多部门协同覆盖相关汽车产业的产业间的协同创新机制得到不断健全。”中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长、清华大学教授李骏介绍道。

  在此背景下,截至今日,以宁德时代为代表的动力电池骨干企业走出国门,与跨国企业在国际市场中相抗衡,这是中国新能源汽车产业在经过十余年政策扶持下的重要突破。

  对于未来,在2.0版技术路线图的预测中,节能与新能源汽车将迎快速发展,但不可否认的是,我国汽车产业的基础依然是薄弱环节:

  基础软件、元器件等多个短板尚待补齐,威胁产业安全健康发展。其中,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、高精度传感器等严重依赖国外。

  部分关键基础材料尚待突破,阻碍产品技术水平快速提升。在汽车相关领域存在关键基础材料短板,高品质电工钢、非金合金铁芯等关键基础材料仍在探索研究中;

  部门关键零部件对进口依赖严重,难以达成产业链的安全可控。传统燃油汽车动力系统、新能源车高端材料、智能网联汽车操作系统等自主配套率低、技术差距大。

  对此,国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚呼吁,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。

  据李骏院士介绍,2.0版技术路线图延续了总体技术路线图+重点领域技术路线图的研究模式和研究框架,并将原来1.0版1+7布局深化拓展到2.0版的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总体布局。

  考虑我国未来政策法规、能源、人口、经济等方面的发展趋势与前景,结合典型国家汽车产业发展、经济发展特征等的对标分析,研究我国汽车产业未来碳排放达峰、产销规模、乘用车平均油耗等分析,2.0版技术路线年,我国汽车年产销量规模将有较大幅提升,达到4000万辆,安全、高效、便捷、经济、绿色将成为人们出行消费需求升级的主要方向。

  据李骏院士介绍,随着汽车节能技术持续提升,当前我国乘用车新车平均油耗持续下降,已接近2020年百公里 5L的目标值,目前已大量应用高压缩比(12-13)+米勒循环+变排量附件+低摩擦技术等先进节能技术,汽油机热效率逐渐靠近40%的国际先进水平;自动变速器占比已经达到70%以上,7DCT和8AT相继实现量产;CVT方面,CVT180 、CVT250相继量产。

  但面向未来越发严苛的排放标准,单纯提升汽油机热效率显然难以完成,因此,“禁燃”的声音不断传出。对此,王秉刚此前在接受盖世汽车采访时表示,鉴于我国国情,多元化的汽车技术和能源种类更为合适,要在发展汽车电动化的同时,重视传统汽车的转型。因此,专家组一致认为,今后15年中国传统汽车要全面向混合动力车型去转变,用“全面电驱动化”代替“禁燃时间表”更符合中国国情。

  基于此,2.0版技术路线年,我国节能汽车与新能源汽车年销量将各占一半,传统能源动力乘用车将全部转为混合动力,从而实现汽车产业的全面电动化转型。在此基础上,我国汽车油耗将在未来5年、10年及15年达到不同的标准。

  除了占去一半的节能汽车,我国仍然会坚持纯电驱动战略趋向不动摇。“10年前我国确定的以纯电驱动为主的发展战略取得了举世瞩目的成绩,我们仍旧坚持这一技术路线不动摇。”王秉刚指出。

  新能源作为我国战略型新兴产业是实现汽车强国之路的必由之路。面向未来,2.0版技术路线年新能源汽车年销售量将占汽车总销量的50%以上,其中对于纯电动汽车将占新能源汽车的95%以上。

  “这是一个较为大胆的预测。”李骏院士介绍道,若达到这样高占比,未来纯电驱动技术或在家庭用车、公共用车、出租车、租赁服务用车以及短途商用车等领域的全面推广。

  近年来,氢能产业及氢燃料电池汽车的热度可谓是居高不下。10月15日,氢燃料电池汽车发展再次迎来积极信号,工信部在《关于政协十三届全国委员会第三次会议第1438号提案答复的函》中提到,工信部高度重视氢燃料电池汽车发展,下一步,将加快推进《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》报批发布工作,明确氢燃料电池汽车的发展目标和重点任务。

  发展前景一片光明,但着眼当下氢燃料电池汽车整体市场表现却暗淡无光。关键技术尚待突破、成本高居不下等多重因素下,氢燃料电池汽车想要高速发展仍需翻过多重大山,目前,运行路线相对单一、节能减排压力高速不下的商用车成为了氢燃料电池行业的突破口。

  未来,将客车和城市物流车作为切入领域,重点在可再生能源制氢、工业富产氢丰富的地区推广大中型客车物流车并逐步推广至载重量更大长途运行的中重型卡车、牵引车和港口物流车以及部分乘用车领域。

  就2.0版技术路线年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用,燃料电池汽车保有量可达到100万辆左右,同时未来也想从电堆基础材料、控制技术、储氢技术等方面实现根本的技术突破。

  考虑智能网联汽车涉及汽车、信息、通信、交通等多个领域,其技术架构较为复杂,为了给行业形成更加清晰的技术路线版技术路线图深化完善了“三横两纵”的技术架构,涵盖了车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术的“三横”,以及车载平台和基础设施的“两纵”。

  面向未来,2.0版技术路线年高度自动驾驶的汽车将切入市场,到2030年预计实现高度自动驾驶汽车在高速公路上的广泛应用,以及在部分城市道路情况下的特别是智慧城市场景下的规模化应用,到2035年高度自动驾驶和完全自动驾驶的智能网联汽车将具备与其他交通参与物和其他车辆的混合运行,两者之间的网联协同决策和控制能力将得到较大规模的提升,各类网联式高度自动驾驶车辆能够在中国广泛应用。

  “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、持续行驶公里、智能化应用等方面实现了全面进步,产品竞争力显著提高。基于此,我国动力电池无论是技术还是规模都进入了世界前列。”李骏院士介绍道。

  但面向未来,我国节能与新能源汽车产品应用领域和细分市场将逐步清晰,纯电动、插电式和混合动力三大车型将逐渐瓜分整个汽车市场,动力电池将迎巨大发展。为更好满足不同车型产品的需求,2.0版技术路线图动力电池领域涵盖了能量型、能量功率兼顾型以及功率型三大技术方向,并以乘用车和商用车为两大应用领域,抓住普及型、商用型、高端型三类应用场景,按照应用场景细分,在《节能与新能源汽车技术路线》架构设计和研究方面实现从单体、系统集成、新体系动力电池、关键材料、制造技术及关键装备测试评价、梯次利用以及回收利用等产业链全链条覆盖。

  根据2.0版技术路线年,我国将形成完整、自主、可控的动力电池产业链,其中包括:

  形成多材料体系动力电池、模块和系统产品平台,安全可靠性及耐久性显著提升;

  新材料、新结构、新体系动力电池实现突破和工程应用,拥有自主原始创新技术;

  新能源汽车电驱动系统:至2035年,乘用车电机比功率达到7.0kW/kg

  至2035年,全面电驱动化无疑将电驱动系统摆在了未来汽车产业发展过程中较为重要的位置上。

  此次2.0版技术路线图指出,纯电驱动总成、插电式机电耦合总成、商用车动力总成、轮毂轮边电机总成为重点,以基础核心零部件元器件国产化为支撑,重点提升我国电驱动总成集成度与性能水平,预计 2035 年我国新能源汽车电驱动系统产品总体达到国际先进水平。其中乘用车电机比功率达到7.0kW/kg,乘用车电机控制器功率达到70kW/L,纯电驱动系统比功率达到 3.0kW/kg。

  至2035年,汽车产销规模或达4000万辆,其中一半为新能源汽车,纯电动汽车又将占新能源车的95%,也就是说15年后,我国纯电动汽车产销量或达千万辆的规模。而这背后将是,我国充电基础设施的巨大缺口。因此,解决充电问题是我国新能源汽车产业发展的重要核心。

  2.0版技术路线图指出,将以构建慢充普遍覆盖,快充换电网络化部署来满足不同充电需求的立体充电体系为目标,实现充电设施网络与新能源汽车产业协调发展,建立布局合理、集约高效、绿色安全和性能优异的充电基础设施网络。

  为更为合理构建我国自主轻量化技术开发和应用体系,不同于传统技术路线把整车整备质量和轻载材料应用作为衡量标准,2.0版技术路线图引入了整车轻量化系数、载质量利用系数、挂牵比等作用衡量整车轻量化水平的依据。并制定了近中远期目标,即近期以完善高强度钢应用为体系重点,中期以形成轻质合金应用体系为方向,远期形成多材料混合应用体系为目标。

  基于此,至2035年,我国燃油乘用车整车轻量化系数预计将降低25%,纯电动乘用车整车轻量化系数降低35%。

  面向汽车制造通用化、自适应化、透明化和智能化的发展方向,到2035年预计关键工序智能化率达到90%以上,设备OEE接口综合效率比2020年提高10%,劳动生产率比2020年提高50%以上。

  面向未来,李骏院士指出,至2035年,我国将实现产业链的完全自主可控,产业完成智能化转型,产业技术创新体系也将更为完整,创新能力大幅提升,从而形成利于低碳化、信息化、智能化融合发展的政策体系,并构建综合性、立体化的人才体系。

  “我们希望通过竞争把中国汽车产业做强,这个强不是光看整车,而是一定要突破共性基础技术”,王秉刚亦表示,唯有打造足够强大的产业链,才能真正实现中国的汽车强国梦。

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