中國新能源汽車的研發(fā)及展望

李棟

摘要：近年來中國新能源汽車發(fā)展迅速，成為技術創(chuàng)新和產業(yè)升級的亮點領域。核心技術的突破帶動了產品性能的提升，鼓勵政策的實施促進了產業(yè)化的進程。本文對國家科技研發(fā)計劃支持下的新能源汽車技術進步及其產業(yè)化進行了總結，展望了未來新能源汽車科技研發(fā)的重點。

關鍵詞：新能源汽車;電動汽車;產業(yè)化

1 新能源汽車科技研發(fā)歷程

中國從“十五”開始對電動汽車技術進行大規(guī)模有組織的研究開發(fā)。“十五”期間是中國新能源汽車打基礎的階段，組織實施了國家“十五”電動汽車重大科技專項;“十一五”期間是中國新能源汽車從打基礎到示范考核的階段，組織實施了“十一五”“863計劃”節(jié)能與新能源汽車重大項目;“十二五”期間是中國新能源汽車從示范考核到產業(yè)化啟動階段，組織實施了“十二五”電動汽車重點專項。

1.1 “十五”電動汽車重大專項

在中國汽車產業(yè)快速發(fā)展、傳統(tǒng)汽車技術落后、電動汽車與國外處于相近起跑線的背景下，為在世界汽車工業(yè)新一輪競爭中占領制高點、取得有利地位，提高中國汽車工業(yè)的國際競爭力，從而實現(xiàn)中國汽車工業(yè)跨越式發(fā)展，2001年，經國家科教領導小組批準，中國實施了國家電動汽車重大科技專項。電動汽車重大專項以汽車整車技術和關鍵零部件技術為開發(fā)重點，采取整車牽頭、零部件配合、產學研相結合的模式，根據整車產品特征屬性和關鍵核心系統(tǒng)共享屬性，建立了電動汽車“三縱三橫”的矩陣式研發(fā)布局。

1.2 “十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項目

隨著《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》的發(fā)布，與優(yōu)先主題之一“低能耗與新能源汽車”和前沿技術之一“氫能及燃料電池技術”相呼應，“十一五”總體研發(fā)思路是：基于國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃交通與能源領域戰(zhàn)略研究成果，推進節(jié)能與新能源汽車并行互動與協(xié)調發(fā)展。一方面優(yōu)化現(xiàn)有以內燃機為基礎的車用能源動力系統(tǒng)，發(fā)展節(jié)能汽車;另一方面開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng)，發(fā)展新能源汽車。通過“過渡”與“轉型”的雙重戰(zhàn)略促進汽車動力電控化和電氣化雙重技術變革。研發(fā)總體布局在保持“三縱三橫”的基本框架下，在車型“三縱”方面的內涵相應有所擴展，將基于燃油的節(jié)能內燃機汽車和混合動力汽車，基于氣體燃料的燃氣汽車和氫燃料電池汽車以及基于電能的純電動車和增程式電動車綜合考慮。

1.3 “十二五”電動汽車重點專項

“十二五”期間，中國新能源汽車發(fā)展面臨更加緊迫的戰(zhàn)略需求，科技部制定了《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，在“十一五”節(jié)能與新能源汽車研發(fā)成果基礎上，以全面實施“純電驅動”技術轉型為總體戰(zhàn)略，提出了技術平臺“一體化”、車型開發(fā)“兩頭擠”、產業(yè)推進“三步走”的技術發(fā)展路徑。在城市公共用車和私人小型轎車上優(yōu)先發(fā)展“純電驅動”電動汽車，形成“兩頭擠”發(fā)展格局，啟動市場。然后滾動發(fā)展，逐步擠占中高檔轎車這一市場空間。項目的組織實施落實了國務院2010年“關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定”精神，成為培育和發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重大科技舉措。

2 新能源汽車技術進展

經過3個五年計劃的科技攻關，中國掌握了新能源商用車的整車技術，實現(xiàn)了從混合動力向純電驅動的轉型;發(fā)展出了獨具特色的新能源乘用車純電驅動技術路線，實現(xiàn)了技術的跨越式發(fā)展;燃料電池汽車形成了自主研發(fā)能力，實現(xiàn)了與國際技術的基本同步;在關鍵零部件方面，鋰離子車用動力電池技術和電機驅動系統(tǒng)技術取得重大進展;在公共平臺技術方面，建立了新能源汽車標準體系和整車、電池、電機測試平臺。

3 新能源汽車研發(fā)展望

3.1新能源汽車重點專項背景與目標

當前，中國汽車產業(yè)發(fā)展正面臨3個重大挑戰(zhàn)和歷史任務。第一，汽車產業(yè)由大到強轉型的挑戰(zhàn)。習近平總書記明確指出：“發(fā)展新能源汽車是我國由汽車大國邁向汽車強國的必由之路”;第二，汽車排氣污染治理的挑戰(zhàn)。大氣污染控制的國家行動計劃倒逼零排放汽車的發(fā)展;第三，汽車保有量快速上升帶來的能源安全和低碳發(fā)展的挑戰(zhàn)。2020年乘用車企業(yè)平均油耗降到百公里5 L的國家油耗法規(guī)，倒逼中國汽車新型能源動力的全面發(fā)展。

從全球范圍看，以動力電氣化、材料輕量化、車輛智能化三大科技為核心的新能源汽車技術大變革，正在深入發(fā)展，未來5～10年，將迎來全球汽車產業(yè)重組和技術轉型升級的重要戰(zhàn)略機遇期。

總體看，中國新能源汽車核心關鍵技術尚未徹底突破，例如新型高比能量、長壽命、高安全動力電池技術，第三代燃料電池膜電極技術，新一代電機驅動電力電子技術等;配套體系不夠完善，例如充電基礎設施的技術、規(guī)范和運營模式大大滯后于整車市場發(fā)展;產品性能還不能完全滿足市場需求，例如純電動轎車的性價比與燃油轎車相比還偏低。中國新能源汽車技術研發(fā)雖然起步不晚、速度不慢，但基礎不牢、體制不順，與國際領先水平相比仍有差距。作為一個完全開放的市場，技術競爭壓力越來越大，加快新能源汽車持續(xù)創(chuàng)新，推進中國汽車產業(yè)技術轉型升級，是中國科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

3.2 研發(fā)布局與重點任務

燃料電池動力系統(tǒng)研究重點與目標：重點突破高功率密度、低成本的乘用車燃料電池發(fā)動機產業(yè)化技術和長壽命、高效率商用車燃料電池發(fā)動機產業(yè)化技術。到2020年，轎車燃料電池電堆體積功率密度超過3.1 kW/L，發(fā)動機最高效率達到55%;客車燃料電池發(fā)動機耐久性超過1萬h，最高效率達到60%。加速開展氫能的“儲-輸-運”體系研究和基礎設施建設，支撐燃料電池汽車的規(guī)模化示范和推廣應用。

純電動力系統(tǒng)研究重點與目標：全面提升純電動轎車底盤一體化、車身輕量化、整車智能化綜合技術水平。以集中驅動式電動轎車為重點，通過技術進步全面提升主流電動轎車性價比，A級車百公里電耗降低20%，達到12 kW·h（工況法測試），續(xù)駛250 km左右的小型純電動轎車，取消補貼后購置+使用綜合成本可以與燃油車競爭。同時研發(fā)高性能電動轎車技術：針對典型車型（車長≥4.5 m），同時實現(xiàn)百公里電耗≤10 kW·h（工況法測試）和續(xù)駛里程≥400 km（工況法測試）。重點加強充電基礎設施技術支撐能力，提高互聯(lián)互通水平，開展無線充電和V2G等前沿技術研發(fā)，實現(xiàn)推廣應用。

4 結論

經過艱苦努力，中國新能源汽車經歷了從打基礎、示范考核、到產業(yè)化啟動的發(fā)展進程，“三縱三橫”研發(fā)布局的內涵和外延不斷得到完善，“純電驅動”的技術轉型戰(zhàn)略得以確定，核心技術的突破帶動了產品性能的提升，我們要盡最大努力抓住新能源、新材料、信息化科技帶來的新能源汽車新一輪技術變革機遇，實現(xiàn)新能源汽車動力系統(tǒng)全面升級，尤其是要加快實現(xiàn)動力電池革命性突破，以完善的科技體系支撐新能源汽車產業(yè)又好又快發(fā)展，最終實現(xiàn)中國汽車工業(yè)的技術強國夢。

參考文獻

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