中國(guó)新能源汽車的研發(fā)及展望

李棟

摘要：近年來(lái)中國(guó)新能源汽車發(fā)展迅速，成為技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的亮點(diǎn)領(lǐng)域。核心技術(shù)的突破帶動(dòng)了產(chǎn)品性能的提升，鼓勵(lì)政策的實(shí)施促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。本文對(duì)國(guó)家科技研發(fā)計(jì)劃支持下的新能源汽車技術(shù)進(jìn)步及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行了總結(jié)，展望了未來(lái)新能源汽車科技研發(fā)的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電動(dòng)汽車;產(chǎn)業(yè)化

1 新能源汽車科技研發(fā)歷程

中國(guó)從“十五”開(kāi)始對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模有組織的研究開(kāi)發(fā)?！笆濉逼陂g是中國(guó)新能源汽車打基礎(chǔ)的階段，組織實(shí)施了國(guó)家“十五”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng);“十一五”期間是中國(guó)新能源汽車從打基礎(chǔ)到示范考核的階段，組織實(shí)施了“十一五”“863計(jì)劃”節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目;“十二五”期間是中國(guó)新能源汽車從示范考核到產(chǎn)業(yè)化啟動(dòng)階段，組織實(shí)施了“十二五”電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)。

1.1 “十五”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)

在中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、傳統(tǒng)汽車技術(shù)落后、電動(dòng)汽車與國(guó)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(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)制高點(diǎn)、取得有利地位，提高中國(guó)汽車工業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，從而實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車工業(yè)跨越式發(fā)展，2001年，經(jīng)國(guó)家科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)，中國(guó)實(shí)施了國(guó)家電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)。電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)以汽車整車技術(shù)和關(guān)鍵零部件技術(shù)為開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，采取整車牽頭、零部件配合、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的模式，根據(jù)整車產(chǎn)品特征屬性和關(guān)鍵核心系統(tǒng)共享屬性，建立了電動(dòng)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(xiàng)目

隨著《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)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(shù)之一“氫能及燃料電池技術(shù)”相呼應(yīng)，“十一五”總體研發(fā)思路是：基于國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃交通與能源領(lǐng)域戰(zhàn)略研究成果，推進(jìn)節(jié)能與新能源汽車并行互動(dòng)與協(xié)調(diào)發(fā)展。一方面優(yōu)化現(xiàn)有以內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)的車用能源動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)展節(jié)能汽車;另一方面開(kāi)發(fā)新一代車用能源動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)展新能源汽車。通過(guò)“過(guò)渡”與“轉(zhuǎn)型”的雙重戰(zhàn)略促進(jìn)汽車動(dòng)力電控化和電氣化雙重技術(shù)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(nèi)涵相應(yīng)有所擴(kuò)展，將基于燃油的節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車和混合動(dòng)力汽車，基于氣體燃料的燃?xì)馄嚭蜌淙剂想姵仄囈约盎陔娔艿募冸妱?dòng)車和增程式電動(dòng)車綜合考慮。

1.3 “十二五”電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)

“十二五”期間，中國(guó)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(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，在“十一五”節(jié)能與新能源汽車研發(fā)成果基礎(chǔ)上，以全面實(shí)施“純電驅(qū)動(dòng)”技術(shù)轉(zhuǎn)型為總體戰(zhàn)略，提出了技術(shù)平臺(tái)“一體化”、車型開(kāi)發(fā)“兩頭擠”、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)“三步走”的技術(shù)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(qū)動(dòng)”電動(dòng)汽車，形成“兩頭擠”發(fā)展格局，啟動(dòng)市場(chǎng)。然后滾動(dòng)發(fā)展，逐步擠占中高檔轎車這一市場(chǎng)空間。項(xiàng)目的組織實(shí)施落實(shí)了國(guó)務(wù)院2010年“關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的重大科技舉措。

2 新能源汽車技術(shù)進(jìn)展

經(jīng)過(guò)3個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān)，中國(guó)掌握了新能源商用車的整車技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從混合動(dòng)力向純電驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)型;發(fā)展出了獨(dú)具特色的新能源乘用車純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的跨越式發(fā)展;燃料電池汽車形成了自主研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際技術(shù)的基本同步;在關(guān)鍵零部件方面，鋰離子車用動(dòng)力電池技術(shù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)取得重大進(jìn)展;在公共平臺(tái)技術(shù)方面，建立了新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)體系和整車、電池、電機(jī)測(cè)試平臺(tái)。

3 新能源汽車研發(fā)展望

3.1新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)背景與目標(biāo)

當(dāng)前，中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展正面臨3個(gè)重大挑戰(zhàn)和歷史任務(wù)。第一，汽車產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。習(xí)近平總書(shū)記明確指出：“發(fā)展新能源汽車是我國(guó)由汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)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(guó)家行動(dòng)計(jì)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(lái)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(guó)家油耗法規(guī)，倒逼中國(guó)汽車新型能源動(dòng)力的全面發(fā)展。

從全球范圍看，以動(dòng)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(shù)大變革，正在深入發(fā)展，未來(lái)5～10年，將迎來(lái)全球汽車產(chǎn)業(yè)重組和技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。

總體看，中國(guó)新能源汽車核心關(guān)鍵技術(shù)尚未徹底突破，例如新型高比能量、長(zhǎng)壽命、高安全動(dòng)力電池技術(shù)，第三代燃料電池膜電極技術(shù)，新一代電機(jī)驅(qū)動(dòng)電力電子技術(shù)等;配套體系不夠完善，例如充電基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)、規(guī)范和運(yùn)營(yíng)模式大大滯后于整車市場(chǎng)發(fā)展;產(chǎn)品性能還不能完全滿足市場(chǎng)需求，例如純電動(dòng)轎車的性價(jià)比與燃油轎車相比還偏低。中國(guó)新能源汽車技術(shù)研發(fā)雖然起步不晚、速度不慢，但基礎(chǔ)不牢、體制不順，與國(guó)際領(lǐng)先水平相比仍有差距。作為一個(gè)完全開(kāi)放的市場(chǎng)，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大，加快新能源汽車持續(xù)創(chuàng)新，推進(jìn)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，是中國(guó)科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。

3.2 研發(fā)布局與重點(diǎn)任務(wù)

燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo)：重點(diǎn)突破高功率密度、低成本的乘用車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和長(zhǎng)壽命、高效率商用車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。到2020年，轎車燃料電池電堆體積功率密度超過(guò)3.1 kW/L，發(fā)動(dòng)機(jī)最高效率達(dá)到55%;客車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性超過(guò)1萬(wàn)h，最高效率達(dá)到60%。加速開(kāi)展氫能的“儲(chǔ)-輸-運(yùn)”體系研究和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支撐燃料電池汽車的規(guī)?；痉逗屯茝V應(yīng)用。

純電動(dòng)力系統(tǒng)研究重點(diǎn)與目標(biāo)：全面提升純電動(dòng)轎車底盤一體化、車身輕量化、整車智能化綜合技術(shù)水平。以集中驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)轎車為重點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步全面提升主流電動(dòng)轎車性價(jià)比，A級(jí)車百公里電耗降低20%，達(dá)到12 kW·h（工況法測(cè)試），續(xù)駛250 km左右的小型純電動(dòng)轎車，取消補(bǔ)貼后購(gòu)置+使用綜合成本可以與燃油車競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)研發(fā)高性能電動(dòng)轎車技術(shù)：針對(duì)典型車型（車長(zhǎng)≥4.5 m），同時(shí)實(shí)現(xiàn)百公里電耗≤10 kW·h（工況法測(cè)試）和續(xù)駛里程≥400 km（工況法測(cè)試）。重點(diǎn)加強(qiáng)充電基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)支撐能力，提高互聯(lián)互通水平，開(kāi)展無(wú)線充電和V2G等前沿技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)艱苦努力，中國(guó)新能源汽車經(jīng)歷了從打基礎(chǔ)、示范考核、到產(chǎn)業(yè)化啟動(dòng)的發(fā)展進(jìn)程，“三縱三橫”研發(fā)布局的內(nèi)涵和外延不斷得到完善，“純電驅(qū)動(dòng)”的技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略得以確定，核心技術(shù)的突破帶動(dòng)了產(chǎn)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(lái)的新能源汽車新一輪技術(shù)變革機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)全面升級(jí)，尤其是要加快實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池革命性突破，以完善的科技體系支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車工業(yè)的技術(shù)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)。

參考文獻(xiàn)

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