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    未來8年我國商用車關鍵零部件10大領域政策取向(上)

    2023-01-03 02:11:34肖獻法張奉勇
    商用汽車 2022年10期
    關鍵詞:內(nèi)燃機新能源規(guī)劃

    肖獻法 張奉勇 文

    2022年是實施“十四五”規(guī)劃的第2年,距離實現(xiàn)我國 “2030年前碳達峰”目標還有8年。

    2022年雖說是實施“十四五”規(guī)劃的第2年,但除了已發(fā)布的中長期發(fā)展規(guī)劃(超過5年),我國各領域的“十四五”規(guī)劃,自2021下半年至2022上半年乃至7、8月,一直在陸續(xù)發(fā)布。

    商用車關鍵零部件是保障商用車運行的具有較高技術含量并起到關鍵作用的核心部件,包括動力總成及其關鍵零部件、底盤及其關鍵零部件、上裝及其關鍵零部件,涉及卡車、客車、專用汽車、掛車。

    過去10余年里,在政策和市場的雙輪驅(qū)動下,我國商用車及關鍵零部件的技術、質(zhì)量水平及全球市場地位,均得到了明顯提升,但前兩者距離商用車發(fā)達國家還有不小的差距,包括整車及零部件使用壽命、對國外許多核心部件的依賴程度,包括柴油機高壓共軌系統(tǒng)及尾氣處理系統(tǒng)、自動變速器、緩速器、空氣懸架、車載芯片以及造型設計等,因此包括這些也便成為國家未來發(fā)展戰(zhàn)略的主要指導方向。

    但,在我國發(fā)布的中長期發(fā)展規(guī)劃以及“十四五”規(guī)劃中,有關商用車關鍵零部件的,主要看到了對動力總成部分以及底盤部分關鍵零部件的要求——如動力總成及其關鍵零部件、自動變速器、安全系統(tǒng)、(貨車)上裝、智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵零部件、少部分特殊領域的專用作業(yè)車輛及上裝等,而極少看到對整車其他關鍵部件、其他上裝及關鍵零部件的要求。這說明我國產(chǎn)業(yè)政策當前關注的仍主要是關系到商用車運行的基礎部件中的關鍵及核心部件以及智能網(wǎng)聯(lián)技術核心部件;而且,我國出臺的有關商用車關零部件的政策和規(guī)劃,基本是為了推動我國商用車排放水平、節(jié)能水平、安全性能的不斷升級,以及適應我國能源安全(能源結(jié)構(gòu)調(diào)整)和產(chǎn)業(yè)安全的需要,或者說主要是“圍繞促進我國交通裝備運行智能化、動力清潔化、結(jié)構(gòu)輕量化及核心基礎零部件自立自強”而展開。

    因此,本文在系統(tǒng)梳理涉及未來8年或更長時期有關我國商用車關鍵零部件發(fā)展的政策和規(guī)劃時,重點落在了商用車動力總成及底盤部分關鍵零部件上,而對整車上裝部件也是竭盡所能。本文引用的政策及規(guī)劃,有的屬于并列關系,有的存在交叉,有的基于前面的政策及規(guī)劃而出臺。

    (續(xù)表1)

    1 商用車動力總成之能源結(jié)構(gòu):新能源化、清潔化、多元化

    近年出臺的涉及未來汽車行業(yè)和道路運輸行業(yè)發(fā)展的政策和規(guī)劃有很多,且大都會涉及到汽車(含商用車)動力總成的能源路線的選擇運用,例如:

    ◇2017年4月6日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》在“三、重點任務”之“(三)突破重點領域,引領產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”中提出:“大力發(fā)展汽車先進技術,形成新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車和先進節(jié)能汽車梯次合理的產(chǎn)業(yè)格局以及完善的產(chǎn)業(yè)配套體系,引領汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級?!?/p>

    ◇2019年9月14日,中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》在“三、交通裝備先進適用、完全可控”之“(三)推進裝備技術升級”中提出:“推廣新能源、清潔能源、智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術裝備?!痹凇捌?、綠色發(fā)展節(jié)約集約、低碳環(huán)?!敝?二)強化節(jié)能減排和污染防治”中提出:“優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu),推進新能源、清潔能源應用,……推動城市公共交通工具和城市物流配送車輛全部實現(xiàn)電動化、新能源化和清潔化。”

    ◇2020年10月20日,國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》在“第3節(jié) 發(fā)展愿景”中提出:“力爭經(jīng)過15年的持續(xù)努力,……純電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領域用車全面電動化,燃料電池汽車實現(xiàn)商業(yè)化應用……?!?/p>

    ◇2021年2月22日國務院《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》(2021年2月22日成文)在“三、健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的流通體系”之“(十)打造綠色物流”中提出:“推廣綠色低碳運輸工具,淘汰更新或改造老舊車船,港口和機場服務、城市物流配送、郵政快遞等領域要優(yōu)先使用新能源或清潔能源汽車?!?/p>

    ◇2021年10月24日,國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》在“行動之五:交通運輸綠色低碳行動”中提出:“1.推動運輸工具裝備低碳轉(zhuǎn)型。積極擴大電力、氫能、天然氣、先進生物液體燃料等新能源、清潔能源在交通運輸領域應用。大力推廣新能源汽車,逐步降低傳統(tǒng)燃油汽車在新車產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比,推動城市公共服務車輛電動化替代,推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛?!5?030年,當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右,營運交通工具單位換算周轉(zhuǎn)量碳排放強度比2020年下降9.5%左右,……。陸路交通運輸石油消費力爭2030年前達到峰值?!薄?.加快綠色交通基礎設施建設?!?。到2030年,民用運輸機場場內(nèi)車輛裝備等力爭全面實現(xiàn)電動化?!?/p>

    ◇2021年10月29日,交通 運輸部印發(fā)的《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(二)優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu),提升綜合運輸能效”中提出:“推動城市建筑材料及生活物資等采用……、新能源和清潔能源汽車等運輸方式?!?/p>

    2021年11月2日,交通運輸部印發(fā)的《綜合運輸服務“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在主要任務“(六)打造清潔低碳的綠色運輸服務體系”之“大力發(fā)展清潔化運輸裝備”中提出:“促進交通能源動力系統(tǒng)清潔化、低碳化、高效化發(fā)展,優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)。積極推動新能源和清潔能源車輛、船舶在運輸服務領域應用,……?!??!?/p>

    該《規(guī)劃》在主要任務“(六)打造清潔低碳的綠色運輸服務體系”之“深入推進城市綠色貨運配送示范創(chuàng)建”中指出:“加快新能源城市物流配送車輛應用,穩(wěn)步提高城市物流配送新能源汽車比例?!?/p>

    ◇2021年10月29日,交通 運輸部印發(fā)的《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在“二、總體要求”之“(三)發(fā)展目標”中提出:“到2025年,……營運車輛及船舶……新能源和清潔能源應用比例顯著提升?!本o接著在“表1 綠色交通“十四五”發(fā)展具體目標”中提出:到2025年,“全國城市公交、出租汽車(含網(wǎng)約車)、城市物流配送領域新能源汽車占比,分別達到:72%、35%、20%?!薄皣H集裝箱樞紐海港新能源清潔能源集卡占比:60%?!?/p>

    表1 涉及、關聯(lián)商用車關鍵零部件當下及未來發(fā)展的主要規(guī)劃和政策

    圖1-1 “城市公共交通工具和城市物流配送車輛全部實現(xiàn)電動化、新能源化和清潔化”,是有關規(guī)劃根據(jù)當前新能源商用車運行特點作出的特別“安排”

    圖1-2 國務院《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》提出:“推廣綠色低碳運輸工具,淘汰更新或改造老舊車船,港口和機場服務、城市物流配送、郵政快遞等領域要優(yōu)先使用新能源或清潔能源汽車?!眻D為在唐山港京唐港區(qū)集裝箱碼頭投運的華菱電動重卡

    該《規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(二)優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu),提升綜合運輸能效”中提出:“推動城市建筑材料及生活物資等采用公鐵水聯(lián)運、新能源和清潔能源汽車等運輸方式。繼續(xù)開展城市綠色貨運配送示范工程建設,……?!辈⒃凇皩诙?優(yōu)化調(diào)整運輸結(jié)構(gòu)行動”中提出:“京津冀及周邊地區(qū)沿海主要港口礦石、焦炭采用鐵路、水運和封閉式皮帶廊道、新能源汽車運輸比例達到70%以上?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(三)推廣應用新能源,構(gòu)建低碳交通運輸體系”中提出:“加快推進城市公交、出租、物流配送等領域新能源汽車推廣應用,國家生態(tài)文明試驗區(qū)、大氣污染防治重點區(qū)域新增或更新的公交、出租、物流配送等車輛中新能源汽車比例不低于80%。鼓勵開展氫燃料電池汽車試點應用。推進新增和更換港口作業(yè)機械、港內(nèi)車輛和拖輪、貨運場站作業(yè)車輛等優(yōu)先使用新能源和清潔能源?!辈⒃凇皩谒?新能源推廣應用行動”提出:“(1)電動貨車和氫燃料電池車輛推廣行動。在北京、天津、石家莊等城市推進中心城區(qū)應用純電動物流配送車輛,在鋼鐵、煤炭等工礦企業(yè)場內(nèi)短途運輸推廣應用純電動重卡。在張家口等城市推進城際客運、重型貨車、冷鏈物流車等開展氫燃料電池汽車試點應用。(2)城市綠色貨運配送示范工程。深入開展城市綠色貨運配送示范工程創(chuàng)建工作,到2025年,有序建設100個左右城市綠色貨運配送示范工程。”

    該《規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(五)堅持創(chuàng)新驅(qū)動,強化綠色交通科技支撐”中提出:“支持新能源運輸裝備和設施設備、氫燃料動力車輛及船舶、LNG和生物質(zhì)燃料船舶等應用研究?!?/p>

    ◇2021年11月2日,中共 中 央、國務院《關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》在“三、深入打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”之“(十三)持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)”中提出:“有序推廣清潔能源汽車。”

    ◇2021年11月15日,工信部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(二)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化轉(zhuǎn)型”之“壯大綠色環(huán)保戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”中提 出:“加 快 發(fā)展新能源、新材料、新能源汽車、……等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),帶動整個經(jīng)濟社會的綠色低碳發(fā)展?!?/p>

    ◇2022年1月24日,國務院印發(fā)的《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》在“三、實施節(jié)能減排重點工程”之“(四)交通物流節(jié)能減排工程”中提出:“提高城市公交、出租、物流、環(huán)衛(wèi)清掃等車輛使用新能源汽車的比例?!?。到2025年,新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右……。”

    ◇2022年1月24日,交通運輸部、科技部發(fā)布的《交通領域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2021—2035年)》在“四、主要任務”之“(六)構(gòu)建全壽命周期綠色交通技術體系”中提出:“推動運輸服務綠色環(huán)保技術研發(fā)應用?!苿虞d運工具污染物檢測溯源、污染物在線監(jiān)測及防控、噪聲污染防治等新技術及裝備研發(fā),推廣應用液化天然氣等清潔能源。……?!薄凹涌斓吞冀煌夹g研發(fā)應用。……。提升低碳能源應用技術水平,開展電能、氫能、氨能、太陽能等低碳能源在載運工具和作業(yè)機械等裝備上的應用技術研發(fā)。”

    圖1-3 “提高城市環(huán)衛(wèi)清掃車輛使用新能源汽車的比例”,也是一項特別安排,但給傳統(tǒng)能源環(huán)衛(wèi)清掃車輛留有生存空間

    圖1-4 “在張家口等城市推進城際客運、重型貨車、冷鏈物流車等開展氫燃料電池汽車試點應用”,是針對特別區(qū)域作出的初期“安排”

    ◇2022年1月30日,國家發(fā)改委、 國家能源局《關于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》在“三、完善引導綠色能源消費的制度和政策體系”之“(十一)完善交通運輸領域能源清潔替代政策”中提出:“推行大容量電氣化公共交通和電動、氫能、先進生物液體燃料、天然氣等清潔能源交通工具,完善充換電、加氫、加氣(LNG)站點布局及服務設施,降低交通運輸領域清潔能源用能成本。”

    ◇2022年3月23日,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》在“(一)有序推進交通領域示范應用”中提出:“立足本地氫能供應能力、產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場空間等基礎條件,結(jié)合道路運輸行業(yè)發(fā)展特點,重點推進氫燃料電池中重型車輛應用,有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應用空間,逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發(fā)展模式?!痹凇?四)逐步探索工業(yè)領域替代應用”之“專欄‘十四五’時期氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應用示范工程”中提出:“在有條件的地方,可在城市公交車、物流配送車、環(huán)衛(wèi)車等公共服務領域,試點應用燃料電池商用車?!?/p>

    ◇2022年4月25日,國務院辦公廳《關于進一步釋放消費潛力促進消費持續(xù)恢復的意見》在“二、全面創(chuàng)新提質(zhì),著力穩(wěn)住消費基本盤”之“(七)大力發(fā)展綠色消費”中提出:“推動公共服務車輛電動化?!?。支持新能源汽車加快發(fā)展?!?/p>

    2022年6月24日公開的交通運輸部等5部門《貫徹落實〈中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見〉的實施意見》在“四、推廣節(jié)能低碳型交通工具”之“(六)積極發(fā)展新能源和清潔能源運輸工具”中提出:“依托交通強國建設試點,有序開展純電動、氫燃料電池、可再生合成燃料車輛、船舶的試點。推動新能源車輛的應用?!?/p>

    ◇2022年8月18日公開的科技部、國家發(fā)改委、工信部、生態(tài)環(huán)境部等9部門制定的的《科技支撐碳達峰碳中和實施方案(2022—2030年)》在“三、城鄉(xiāng)建設與交通低碳零碳技術攻關行動”中提出:“突破化石能源驅(qū)動載運裝備降碳、非化石能源替代和交通基礎設施能源自洽系統(tǒng)等關鍵技術,……,促進交通領域綠色化、電氣化和智能化。力爭到 2030年,動力電池、驅(qū)動電機、車用操作系統(tǒng)等關鍵技術取得重大突破,新能源汽車安全水平全面提升,……。”

    筆者簡析: 近些年來,積極推進汽車(含商用車)動力能源實現(xiàn)新能源化、清潔化、多元化,已成為國家戰(zhàn)略。但,上述一系列政策和規(guī)劃,在談到汽車動力總成的能源技術路線時,除了與乘用車動力總成的共性部分,其他的幾乎僅針對商用車。

    國家考量,在方便的領域和地區(qū),新增商用車的動力總成之能源應盡可能地實現(xiàn)新能源化、清潔化,包括采用純電動、燃氣、氫燃料、甲醇及其他清潔燃料,以替代傳統(tǒng)能源(汽、柴油),例如:“推動城市公共交通工具和城市物流配送車輛全部實現(xiàn)電動化、新能源化和清潔化”;“港口和機場服務、城市物流配送、郵政快遞等領域要優(yōu)先使用新能源或清潔能源汽車”;“推動城市公共服務車輛電動化替代,推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛”;“在張家口等城市推進城際客運、重型貨車、冷鏈物流車等開展氫燃料電池汽車試點應用”;“提高城市公交、出租、物流、環(huán)衛(wèi)清掃等車輛使用新能源汽車的比例”;“結(jié)合道路運輸行業(yè)發(fā)展特點,重點推進氫燃料電池中重型車輛應用,有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應用空間”;等等。

    2 商用車內(nèi)燃機動力總成及其關鍵零部件:鼓勵資源豐富地區(qū)發(fā)展替代燃料,促進車用能源多元化;重點攻克高壓共軌噴射系統(tǒng)、高性價比混動總成、高效尾氣處理裝置等商用車節(jié)能環(huán)保技術

    近10年來,雖然新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車成為了汽車行業(yè)的2大熱點,但對傳統(tǒng)汽車尤其是傳統(tǒng)汽車動力總成(即內(nèi)燃機動力總成)的改造和提升仍然是汽車工業(yè)的一大重點。從國家到企業(yè),從企業(yè)到國家,均是如此。而有關未來我國傳統(tǒng)汽車及傳統(tǒng)汽車動力總成(即內(nèi)燃機動力總成)的發(fā)展,不論汽車行業(yè)還是道路運輸?shù)刃袠I(yè)的政策法規(guī),大都會涉及到,而且還不少,并重點指向柴油機(傳統(tǒng)能源商用車的主要動力)。主要有以下幾個:

    ◇2021年7月26日,在工信部裝備工業(yè)二司指導下,中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會組織編制和發(fā)布的《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“一、我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景及技術要求”之“(四)新一代內(nèi)燃機技術發(fā)展方向與需求”中指出:“高效、低碳、近零排放是內(nèi)燃機發(fā)展的趨勢和要求?!痹凇八摹⒅攸c任務”之“(五)推動新一代低碳和碳中和燃料高效清潔應用”中指出:“燃料多元化、零碳排放是未來的重要趨勢之一,也是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路?!?/p>

    2.1 商用車內(nèi)燃機動力總成能源結(jié)構(gòu):促進能源多元化、清潔化,鼓勵資源豐富地區(qū)發(fā)展替代燃料,推動醇、醚、氨、氫為代表的可再生燃料和生物燃料的生產(chǎn)和推廣應用

    ◇2017年4月6日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》在“三、重點任務”之“(三)突破重點領域,引領產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”之“3.節(jié)能汽車”中提出:“推動先進燃油汽車、混合動力汽車和替代燃料汽車研發(fā),……?!薄肮膭钐烊粴?、生物質(zhì)等資源豐富的地區(qū)發(fā)展替代燃料汽車,允許汽車出廠時標稱油氣兩用,開展試點和推廣應用,促進車用能源多元化發(fā)展。”

    ◇2021年7月26日,在工信部裝備工業(yè)二司指導下,中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會組織編制和發(fā)布的《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“四、重點任務”之“(五)推動新一代低碳和碳中和燃料高效清潔應用”中指出:“因地制宜發(fā)展低碳和碳中和石油替代燃料將助推我國實現(xiàn)碳中和并緩解我國能源依賴的現(xiàn)狀,保障國家能源安全,實現(xiàn)內(nèi)燃機燃料多元化和低碳化發(fā)展?!辈⑻岢觯骸?025年,在部分地區(qū)推廣應用醇醚代用燃料(甲醇、乙醇、二甲酥等)、混合燃料和生物燃料(生物柴油、生物乙醇),低碳與碳中和燃料替代率達到5%以上。開展氨、氫等可再生燃料發(fā)動機關鍵技術研究,開發(fā)新一代天然氣和甲醇燃料發(fā)動機技術,低碳與碳中和燃料發(fā)動機有效熱效率達到45%以上?!薄?030年,低碳和碳中和燃料的市場推廣應用,推動醇、醚、氨、氫為代表的可再生燃料和生物燃料的生產(chǎn)和推廣應用,低碳與碳中和燃料替代率達到10%以上。”“2035年,實現(xiàn)可再生合成燃料、生物燃料和氫等碳中和燃料規(guī)?;瘧茫瑸橥苿犹贾泻腿剂蠎?、實現(xiàn)內(nèi)燃機碳中和奠定基礎。實現(xiàn)滿足我國能源需求和區(qū)域能源結(jié)構(gòu)的替代燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展和布局,低碳與碳中和燃料替代率達到20%以上?!?/p>

    ◇2021年10月24日,國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》在“行動之一:能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動”提出:“合理調(diào)控油氣消費。保持石油消費處于合理區(qū)間,逐步調(diào)整汽油消費規(guī)模,大力推進先進生物液體燃料、……等替代傳統(tǒng)燃油,……?!S行蛞龑烊粴庀M,……,大力推動天然氣與多種能源融合發(fā)展,……。”

    ◇2021年10月29日,交 通 運 輸部印發(fā)的《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在“二、總體要求”之“(三)發(fā)展目標”中提出:“營運車輛及船舶能耗和碳排放強度進一步下降,新能源和清潔能源應用比例顯著提升?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(五)堅持創(chuàng)新驅(qū)動,強化綠色交通科技支撐”中提出:“支持新能源運輸裝備和設施設備、氫燃料動力車輛及船舶、LNG和生物質(zhì)燃料船舶等應用研究。”(注:此處的“氫燃料動力車輛”,在此不妨理解為:即包括氫燃料電池,也包括氫氣內(nèi)燃機?!P者)

    ◇2021年11月15日,工信部發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(六)引導產(chǎn)品供給綠色化轉(zhuǎn)型”(專欄7 綠色產(chǎn)品和節(jié)能環(huán)保裝備供給工程)中提出:“大力發(fā)展和推廣新能源汽車,促進甲醇汽車等替代燃料汽車推廣?!?。”(只是方向性的提出——筆者注。)

    圖2-1 《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“(二)構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展關鍵零部件體系”之“先進電控燃料噴射系統(tǒng)”中提出:“重點突破天然氣、氫和甲醇燃料噴射系統(tǒng)關鍵零部件的設計、制造、測試及控制技術,實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、標定和制造核心技術自主化和產(chǎn)業(yè)化?!逼渲邪ǎ骸伴_發(fā)滿足氫氣預混及稀薄燃燒的具有大流量、高響應、高可靠的氫氣缸內(nèi)噴射系統(tǒng),2025年噴射壓力突破3 MPa、2030年突破30 MPa?!比欢F(xiàn)實可能超過《規(guī)劃》預期。近1年來我國商用車行業(yè)推出了多款零排放的氫氣內(nèi)燃機及氫氣內(nèi)燃機卡車。圖為2022年6月15日,中國重汽、濰柴動力聯(lián)合發(fā)布的全國首臺商業(yè)化氫內(nèi)燃機重卡,該車搭載濰柴動力自主開發(fā)的13 L氫內(nèi)燃機,可商業(yè)化應用于港口、城市、電廠、鋼廠、工業(yè)園區(qū)等特殊運輸工作場景

    2.2 商用車內(nèi)燃機動力總成之關鍵零部件及節(jié)能與環(huán)保技術:優(yōu)先發(fā)展發(fā)動機電控系統(tǒng)等核心關鍵零部件;重點攻克高壓共軌噴射系統(tǒng)、高性價比混合動力總成、高效尾氣處理裝置等商用車節(jié)能環(huán)保技術

    ◇2017年4月6日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》在“三、重點任務”之“(二)強化基礎能力,貫通產(chǎn)業(yè)鏈條體系”之“1.夯實零部件配套體系”中提出:“依托工業(yè)強基工程,集中優(yōu)勢資源優(yōu)先發(fā)展自動變速器、發(fā)動機電控系統(tǒng)等核心關鍵零部件,重點突破通用化、模塊化等瓶頸問題。”

    該《規(guī)劃》在“三、重點任務”之“(三)突破重點領域,引領產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”之“3.節(jié)能汽車”中提出:“加大汽車節(jié)能環(huán)保技術的研發(fā)和推廣。推動先進燃油汽車、混合動力汽車和替代燃料汽車研發(fā),突破整車輕量化、混合動力、高效內(nèi)燃機、先進變速器、怠速啟停、先進電子電器、空氣動力學優(yōu)化、尾氣處理裝置等關鍵技術。不斷提高汽車燃料消耗量、環(huán)保達標要求,加強對中重型商用車節(jié)能減排的市場監(jiān)管?!本o接著在其:“專欄5 先進節(jié)能環(huán)保汽車技術提升工程”中提出:“依托現(xiàn)有資金渠道,按規(guī)定建立聯(lián)合攻關平臺,重點攻克……高壓共軌噴射系統(tǒng)、高性價比混合動力總成、高效尾氣處理裝置等商用車節(jié)能環(huán)保技術?!?/p>

    ◇2019年9月14日,中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》在“七、綠色發(fā)展節(jié)約集約、低碳環(huán)保”之“(二)強化節(jié)能減排和污染防治”中提出:“促進公路貨運節(jié)能減排?!薄按蚝貌裼拓涇囄廴局卫砉詰?zhàn),統(tǒng)籌油、路、車治理,有效防治公路運輸大氣污染。嚴格執(zhí)行國家和地方污染物控制標準及船舶排放區(qū)要求?!?/p>

    ◇2021年7月26日,在工信部裝備工業(yè)二司指導下,中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會組織編制和發(fā)布的《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“三、規(guī)劃目標”之“3.提高綠色發(fā)展質(zhì)量”中提出:“2025年全行業(yè)內(nèi)燃機熱效率和有害排放達到國際先進水平,力爭2028年前內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳達峰,2030年內(nèi)燃機有效熱效率與2020年相比提升10%~30%,內(nèi)燃機動力系統(tǒng)能耗或碳排放降低30%~50%,有害污染物相對國Ⅵ(b)降低50%~90%,實現(xiàn)近零污染物排放;2035年碳中和燃料規(guī)?;瘧?,內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)碳排放較碳峰值降低 20%以上,2050年內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)碳中和?!?/p>

    圖2-2 《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》在“專欄5 先進節(jié)能環(huán)保汽車技術提升工程”中提出:“依托現(xiàn)有資金渠道,按規(guī)定建立聯(lián)合攻關平臺,重點攻克……高壓共軌噴射系統(tǒng)、高性價比混合動力總成、高效尾氣處理裝置等商用車節(jié)能環(huán)保技術

    該《規(guī)劃》在“四、重點任務”之“(一)加強基礎理論研究和共性技術研究,實施內(nèi)燃動力創(chuàng)新工程”之“3、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,突破關鍵核心技術”中提出:“……,開展以突破關鍵技術為目標的創(chuàng)新研究,突破新一代內(nèi)燃機高強化、均勻化燃燒和變革性燃燒技術、碳中和內(nèi)燃機技術、燃料與發(fā)動機協(xié)同技術、新型可變熱力循環(huán)技術、輕量化技術、高強度結(jié)構(gòu)和整機NVH、新型材料與新工藝、低磨擦與電氣化新技術、排氣熱管理與余熱能利用技術、高可靠性技術、測試診斷和傳感技術、智能控制技術以及RDE污染物排放控制技術和OBD技術、智能制造技術等關鍵核心技術,加強創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,顯著提升我國內(nèi)燃機自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)品的國際競爭力?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“四、重點任務”之“(二)構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展關鍵零部件體系”中提出:“部分高性能關鍵零部件對國外技術的依賴是制約我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)強國的瓶頸問題,面對突發(fā)的疫情對全球政治、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可能造成的影響,內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)關鍵零部件對國外的依賴的局面必須改變。要進一步夯實關鍵零部件技術基礎,……,研發(fā)高性能關鍵部件和關鍵零部件,提高自主關鍵零部件競爭力?!卑ǎ骸?/p>

    1)先進電控燃料噴射系統(tǒng):

    (1)柴油機電控超高壓噴射共軌燃油系統(tǒng)。重點突破共軌系統(tǒng)核心關鍵零部件制造技術;開發(fā)可變噴油速率控制、高速高動態(tài)響應噴油控制、多次噴射“近零”間隔控制技術等先進系統(tǒng)集成與智能化控制技術;……,實現(xiàn)高壓噴射共軌燃油系統(tǒng)設計、生產(chǎn)和制造技術自主化和產(chǎn)業(yè) 化。2025年 噴 射壓力達到 250 MPa;2030年達到300 MPa,具有高響應、高精度、低循環(huán)油量變動、多次噴射等先進工作性能。

    (2)汽油機缸內(nèi)燃油直噴系統(tǒng)?!?,建立高壓噴射供油系統(tǒng)關鍵組件和控制系統(tǒng)自主開發(fā)能力;開發(fā)與先進燃燒技術適應的高噴射壓力、可變多次噴射策略高性能燃油噴射系統(tǒng),……。2025 年噴射壓力突破60 MPa;2030年突破100 MPa。

    (3)多種燃料噴射系統(tǒng)?!?。重點突破天然氣、氫和甲醇燃料噴射系統(tǒng)關鍵零部件的設計、制造、測試及控制技術,實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、標定和制造核心技術自主化和產(chǎn)業(yè)化。A.開發(fā)滿足天然氣擴散燃燒的具有高壓力、高響應、高精度及高替代率的天然氣高壓噴射系統(tǒng),2025年噴射壓力突破30 MPa、2030年突破 50 MPa;B.開發(fā)滿足氫氣預混及稀薄燃燒的具有大流量、高響應、高可靠的氫氣缸內(nèi)噴射系統(tǒng),2025年噴射壓力突破3 MPa、2030年突破30 MPa;C.開發(fā)滿足當量燃燒和稀薄燃燒的具有高壓力、大流量、高響應、高可靠、適應低溫啟動的甲醇缸內(nèi)噴射系統(tǒng),2025 年噴射壓力突破 60 MPa、2030 年突破100 MPa。

    2)自主智能控制器:

    加強內(nèi)燃機電子器件的建設,包括微處理器、邏輯模塊等專業(yè)集成芯片,開發(fā)各類先進傳感器,包括燃燒反饋控制傳感器、氣體組份傳感器等各類新型高靈敏度傳等器,夯實內(nèi)燃機智能控制器硬件基礎?!?025年,自主智能控制器達到國際先進;2030年達到國際領先;2035年,內(nèi)燃動力控制實現(xiàn)高度智能化,軟硬件整體水平達到國際領先。

    3)先進渦輪增壓系統(tǒng):

    發(fā)展高性能渦輪增壓技術,重點是組織開展增壓器先進氣動與結(jié)構(gòu)設計、多級可調(diào)增壓、機電復合渦輪增壓、先進測量與智能控制等關鍵技術攻關。

    (1)柴油機增壓技術。2025年,突破壓比≥4.5、最高效率≥55%的兩級可調(diào)增壓、可變幾何增壓、雙通道渦輪等關鍵技術,大幅提高渦輪增壓器性能與可靠性?!?。2030年,突破超高壓離心壓氣機、高效低慣量混流渦輪等關鍵部件技術,實現(xiàn)機電復合增壓、高性能動力渦輪、廢氣能量回收與內(nèi)燃機空氣管理技術的應用。2035 年,突破渦輪增壓與柴油機空氣管理系統(tǒng)與智能控制技術,支撐柴油機實現(xiàn)60%以上熱效率目標。

    (2)汽油機增壓技術。2025 年,完成電動增壓、兩級增壓關鍵技術開發(fā),推動汽油機增壓技術快速發(fā)展。開發(fā)面向混合動力的渦輪增壓關鍵技術,滿足發(fā)動機更嚴格排放與經(jīng)濟性要求。2030年,突破高可靠性超高轉(zhuǎn)速空氣軸承、精密鑄造等關鍵共性技術,形成先進增壓技術關重件與系統(tǒng)完全自主研發(fā)能力。2035年,完成渦輪增壓與汽油機空氣管理系統(tǒng)監(jiān)測與智能控制技術,支撐汽油機實現(xiàn)55%以上熱效率目標。

    4)高效、低成本、長壽命的后處理系統(tǒng):

    加快研發(fā)高效后處理系統(tǒng),包括柴油機微粒過濾器(DPF)、汽油機微粒過濾器(GPF)、選擇性催化還原NOx后處理(SCR)、稀燃吸附式NOx后處理(LNT)、低溫被動NOx吸附后處理(PNA)和高效三效催化后處理(TWC)。

    加強對后處理系統(tǒng)載體的研發(fā)與生產(chǎn),研制高效、長壽命的新型催化劑技術、低溫高效催化劑、貴金屬替代新型催化劑技術;開展催化劑制備工藝與涂覆工藝,排氣高均勻性催化器封裝等關鍵技術研究;開展高精度、高可靠性后處理系統(tǒng)集成控制技術研究,形成載體、催化劑、封裝、消聲、控制、匹配等自主核心技術與工藝,突破發(fā)動機與后處理系統(tǒng)耦合匹配等短板,形成自主核心技術。2025 年實現(xiàn)自主可控,2030年實現(xiàn)完全自主開發(fā),達到國際先進水平,2035年達到國際領先水平。”

    ◇2021年10月24日,國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》在“行動之一:能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動”提出:“合理調(diào)控油氣消費。……,提升終端燃油產(chǎn)品能效。……?!?/p>

    ◇2021年10月29日,交 通 運 輸部印發(fā)的《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在“二、總體要求”之“(三)發(fā)展目標”中提出:“到2025年,營運車輛單位運輸周轉(zhuǎn)量CO2排放較2020年下降率5%?!痹凇叭⒅饕蝿铡敝?四)堅持標本兼治,推進交通污染深度治理”中提出:“深入推進在用車輛污染治理。推動全面實施汽車排放檢驗與維護制度(I/M制度),加快建立超標排放汽車閉環(huán)管理聯(lián)防聯(lián)控機制,強化在用汽車排放檢驗與維修治理。”在“三、主要任務”之“(五)堅持創(chuàng)新驅(qū)動,強化綠色交通科技支撐”中提出:“在污染防治方面,配合制修訂港口、營運車船、服務區(qū)、汽車維修等設施設備污水、廢氣排放限值等標準;……。”

    ◇2021年11月2日,交通運輸部印發(fā)的《綜合運輸服務“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在主要任務之六“(六)打造清潔低碳的綠色運輸服務體系”之“大力發(fā)展清潔化運輸裝備”中提出:“打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn),鼓勵各地采取經(jīng)濟補償、限制使用、加強監(jiān)管執(zhí)法等措施,推進高排放營運車輛更新淘汰。”

    ◇2021年11月2日,中共 中 央、國務院《關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》(2021年11月7日公布)在“三、深入打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”之“(十三)持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)”中提出:“持續(xù)打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)。深入實施清潔柴油車(機)行動,全國基本淘汰≤國Ⅲ排放標準汽車,……?!薄皩嵤└訃栏竦能囉闷唾|(zhì)量標準。”

    ◇2022年1月24日,國務院印發(fā)的《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》在“三、實施節(jié)能減排重點工程”之“(四)交通物流節(jié)能減排工程?!敝性俅沃厣辏骸叭鎸嵤┢噰雠欧艠藴屎头堑缆芬苿硬裼蜋C械國Ⅳ排放標準,基本淘汰國Ⅲ及以下排放標準汽車?!薄吧钊雽嵤┣鍧嵅裼蜋C行動,鼓勵重型柴油貨車更新替代。實施汽車排放檢驗與維護制度,加強機動車排放召回管理?!?/p>

    ◇2022年6月24日公開的交通運輸部等5部門《貫徹落實〈中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見〉的實施意見》在“四、推廣節(jié)能低碳型交通工具”之“(八)提高燃油車船能效標準”中提出:“制修訂適應碳達峰碳中和要求的營運車輛能耗限值準入標準,健全營運車輛能效標識,……,引導行業(yè)選擇和使用高能效車船。加快老舊運輸工具更新改造,提升交通運輸裝備能源利用水平?!?/p>

    圖2-3 《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》提出:“2030年,柴油機新產(chǎn)品……,達到近零污染物排放要求”,這是一個非常鼓舞人心的目標。于此,我國還沒取得明顯進展;而歐美商用車及發(fā)動機企業(yè)早些年即開始探究內(nèi)燃機“零排放”技術路線。其中,康明斯作為領先企業(yè)之一,自2015年以來不斷介紹和展示其“準零排放”(Near Zero)天然氣發(fā)動機技術和產(chǎn)品。圖為2021年3月8日,康明斯與康明斯西港宣布推出的接近零排放的6缸ISX12N天然氣發(fā)動機,該發(fā)動機額定功率400 PS、轉(zhuǎn)矩1 966 Nm,可以100%使用CNG、LNG或RNG(可再生天然氣);與目前的EPA標準相比,可使NOx排放量減少90%(至0.02 g/bhp-hr);當使用RNG時該系統(tǒng)碳指數(shù)為中性至負值,即溫室氣體凈排放量≤0

    2.3 開發(fā)高效、低碳和“近零排放”的新一代車用柴/汽油機,2035年普遍應用

    ◇2021年7月26日,在工信部裝備工業(yè)二司指導下,中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會組織編制和發(fā)布的《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“四、重點任務”之“(三)高效、低碳和近零排放新一代柴油機”中提出:“針對不同應用領域,……,以企業(yè)為主體,通過技術鏈和產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新聯(lián)盟,通過政產(chǎn)學研研發(fā)新一代高效、低碳和清潔柴油機新產(chǎn)品。”緊接著在“1.車用柴油機”中提出:“

    (1)2025年,開發(fā)的柴油機產(chǎn)品按排量有效熱效率分別達到50%~55%,商用車油耗滿足第4階段油耗法規(guī),有害排放滿足國Ⅵb要求,B10壽命達到180萬km。關鍵技術得到突破,整機爆發(fā)壓力達到25 MPa以上,自主高壓共軌燃油系統(tǒng)、高效渦輪增壓和后處理系統(tǒng)得到應用。重點完成新一代高性能基礎機型換代產(chǎn)品開發(fā),開發(fā)滿足排放法規(guī)的高智能柴油機,發(fā)展新型復合循環(huán)發(fā)動機、新型混合動力發(fā)動機等先進柴油機動力系統(tǒng)。

    (2)2030年,柴油機新產(chǎn)品有效熱效率達到55%~57%,商用車整車能源利用率較2020年提高30%~50%,有害排放滿足更加嚴格排放法規(guī)的要求,達到近零污染物排放要求。在整機和關鍵核心零部件、新型復合循環(huán)發(fā)動機、新型混合動力發(fā)動機、智能內(nèi)燃機系統(tǒng)形成系統(tǒng)性創(chuàng)新,產(chǎn)品技術水平達到國際領先水平。自主智能高壓共軌燃油系統(tǒng)、先進渦輪增壓器和高效后處理等關鍵零部件、關鍵技術取得突破得到成熟應用。商用車智能柴油機產(chǎn)品和高效混合動力系統(tǒng)廣泛應用。

    (3)2035年,顛覆性技術獲得重大大突破,開發(fā)的新產(chǎn)品有效熱效率進一步提高,綜合有效熱效率達到60%以以上,柴油機技術和產(chǎn)品達到國際引領水平。高效、低碳和超近零有害排方放發(fā)動機普遍應用,低碳和碳中和燃料在柴油機規(guī)模化推廣應用,商用車柴油機碳排放大幅度降低?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“四、重點任務”之“(四)高效、低碳和近零排放新一代汽油機及動力系統(tǒng)”之“1、新一代高效近零排放車用汽油機動力系統(tǒng)”中提出:

    “以不斷提升發(fā)動機和整車的能源利用效率、滿足不斷嚴格的油耗和CO2法規(guī)以及“近零排放”為目標,以“三縱”(汽油動力、混動動力、增程動力),“四橫”(創(chuàng)新燃燒技術、智能發(fā)動機、關鍵零部件、燃料與潤滑油革命)為戰(zhàn)略,以低碳化、電氣化、智能化和清潔化為手段,開展新一代汽油及其動力系統(tǒng)開發(fā)和創(chuàng)新研究,……,使我國車用汽油動力系統(tǒng)達到國際領先水平,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

    聚焦汽油動力燃燒方式創(chuàng)新,在超稀薄燃燒技術、新型點火技術、高壓縮比技術、均質(zhì)壓燃(HCCI)技術等取得突破,開發(fā)新一代高效、低碳、清潔汽油發(fā)動機。發(fā)展基于汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的新一代汽油動力的先進智能控制技術,實現(xiàn)發(fā)動機的實時優(yōu)化控制和運行;汽油動力系統(tǒng)運行與大數(shù)據(jù)、智能網(wǎng)聯(lián)、無人駕駛、高精地圖、智慧大交通節(jié)能等相匹配,實現(xiàn)新一代汽油動力系統(tǒng)的智能化,進一步提高動力系統(tǒng)效率。

    2025年,新一代汽油動力/汽油混動/汽油增程的有效熱效率為45%~47%,整車油耗達到4 L/100 km,有害排放滿足國Ⅵb(RDE)標準;……。發(fā)動機整機及其動力系統(tǒng)技術接近國際先進水平;……。

    2030年,新一代汽油動力/汽油混動/汽油增程的有效熱效率為50%~52%,整車油耗達到3.2 L/100 km,有害排放滿足更加嚴格排放法規(guī)的要求;……;發(fā)動機整機及其動力系統(tǒng)技術達到國際先進水平。

    2035年,新一代汽油動力/汽油混動/汽油增程中應用具有我國自主的原創(chuàng)性顛覆性創(chuàng)新技術的知識產(chǎn)權,有效熱效率為55%~57%;……;發(fā)動機整機及其動力系統(tǒng)技術達到國際先進水平?!?/p>

    筆者簡析1:節(jié)能與減排是一對孿生兄弟,既相互關聯(lián)又各不相同,在政策法規(guī)上既經(jīng)常一起提出,又分別提出相應要求。從國家政策及規(guī)劃的重點來看,汽車工業(yè)未來發(fā)展的著重點仍是減排和提高能效,實現(xiàn)能源的清潔化、電動化(新能源化),以及整車的輕量化、智能化等趨勢,且都是主要圍繞這2大主題。

    通過上述政策和規(guī)劃,我們也可以看出,傳統(tǒng)汽車工業(yè)(即內(nèi)燃機汽車工業(yè))盡管受到新能源汽車工業(yè)的嚴峻挑戰(zhàn),但不會輕易退出歷史舞臺,而會通過持續(xù)頑強的努力——實現(xiàn)“清潔化”和“近零排放”,不僅維護自己的傳統(tǒng)優(yōu)勢——在長途、重載、非道路等領域,而且還會向新能源汽車主動發(fā)起挑戰(zhàn)。

    筆者簡析2:上述《規(guī)劃》提出:“2030年,柴油機新產(chǎn)品……,達到近零污染物排放要求。”這一目標是一件非常鼓舞人心的事情,也是上述規(guī)劃的最大的亮點之一。

    2015年康明斯西港宣布其ISLG天然氣發(fā)動機的NOx排放已經(jīng)有能力接近零排放標準,且已得到美國環(huán)境保護署和加州空氣資源委員會的認證,便給以燃燒燃氣/柴油/汽油/的內(nèi)燃機工業(yè)帶來了“續(xù)命”和“重生”的希望。之后,2016年康明斯又在中國展示了其新一代“準零排放”(Near Zero)天然氣發(fā)動機技術(ISL G Near Zero),該機型可以滿足加州最嚴苛的排放法規(guī)。2021年3月8日,康明斯與康明斯西港又推出由接近零排放的ISX12N天然氣發(fā)動機(如圖)+伊頓康明斯生產(chǎn)的贏動Endurant HD N 12擋自動變速器組成的一體化產(chǎn)品。據(jù)介紹,與Endurant HD N搭配使用時,6缸ISX12N天然氣發(fā)動機額定功率400 PS、轉(zhuǎn)矩1 966 Nm,可以100%使用CNG、LNG或RNG(可再生天然氣);與目前的EPA標準相比,可使NOx排放量減少90%(至0.02 g/bhp-hr);當使用RNG時該系統(tǒng)碳指數(shù)為中性至負值,即溫室氣體凈排放量≤0。

    從我國汽車產(chǎn)業(yè)近幾個階段主要污染物的減排進程,也可以看出我國內(nèi)燃機汽車工業(yè)的“被逼梁山”和發(fā)憤圖強。(1)國Ⅴ相比國Ⅳ:NOx排放,輕型汽車降低25%,重型汽車降低43%。(2)國Ⅵ相比國Ⅴ:輕型汽油車主要污染物(CO、碳氫、非甲烷總烴和NOx)排放降低50%左右,顆粒物降低40%左右;重型柴油車NOx和顆粒物降低60%以上;(3)國Ⅶ比國Ⅵ:按照之前進度(每提高一級,單車總污染物減少30%~50%),還會大幅降低,會降到國Ⅰ標準的百分之幾,“近零排放”內(nèi)燃機指日可待!(注:此處的輕、重型是以汽車總質(zhì)量3.5 t為界。)

    筆者簡析3:作為內(nèi)燃機工業(yè)的革命性成果和保留內(nèi)燃機的新能源汽車,可以實現(xiàn)污染“零排放”的氫氣內(nèi)燃機已開始嶄露頭角、有望走上歷史舞臺,給全球內(nèi)燃機汽車工業(yè)“重現(xiàn)光明”帶來更大希望。

    首先,從國外來看,據(jù)報道,福特汽車早在1997年就啟動了氫內(nèi)燃機開發(fā)工作,并于2006年量產(chǎn)V-10氫內(nèi)燃機。2005年寶馬發(fā)布了12缸6 L氫氣-汽油雙燃料內(nèi)燃機,并于2007年推出接近量產(chǎn)的Hydrogen 7氫氣內(nèi)燃機汽車。2021年6月,達夫(DAF)推出H2 innovation卡車。2021年12月,豐田發(fā)布搭載1.6 L氫發(fā)動機的GR Yaris H2汽車并擬2025年量產(chǎn)。另悉,目前歐洲幾乎所有的主流商用車主機廠都在關注或者已經(jīng)開始了氫氣內(nèi)燃機的可行性研究,并成立了包括主機廠、關鍵零部件等22家企業(yè)的氫氣發(fā)動機聯(lián)盟。

    其次,從國內(nèi)來看,據(jù)悉,我國氫內(nèi)燃機研究始于20世紀80年代。近期不到1年內(nèi)即有多家商用車及發(fā)動機企業(yè)“集中”推出氫氣內(nèi)燃機及其重卡產(chǎn)品。例如:(1)2021年12月21日,玉柴機器在北京理工大學正式發(fā)布玉柴首臺商用車氫內(nèi)燃機YCK05;(2)2022年5月9日,康明斯在加利福尼亞舉辦的ACT Expo展會上展示了其最新的15 L氫內(nèi)燃機;(3)2022年6月8日,一汽解放自主研發(fā)的國內(nèi)首款重型商用車缸內(nèi)直噴氫氣發(fā)動機(13 L,運轉(zhuǎn)功率超500 PS,指示熱效率突破55%)成功點火并穩(wěn)定運行;(4)2022年6月15日,中國重汽、濰柴動力聯(lián)合發(fā)布全國首臺商業(yè)化氫內(nèi)燃機重卡,該車型為中國重汽全新黃河品牌,可商業(yè)化應用于港口、城市、電廠、鋼廠、工業(yè)園區(qū)等特殊運輸工作場景,該車型搭載濰柴動力自主開發(fā)的13 L氫內(nèi)燃機,據(jù)悉濰柴動力自2018年起開始布局氫內(nèi)燃機技術;(5)2022年3月28日,東風商用車和清華大學聯(lián)合開發(fā)的車用重型氨柴發(fā)動機成功點火(混合燃料,筆者注),該機型依托東風13 L龍擎動力總成平臺。專家認為,氨(NH3)可視作氫能載體;同氫相比,其儲存和運輸更加方便、安全且更經(jīng)濟。

    然而從已經(jīng)出臺的涉及未來5年、8年甚至更長時期產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家政策及規(guī)劃來看,極少涉及到氫氣內(nèi)燃機和氫氣內(nèi)燃機汽車發(fā)展的研發(fā)應用,這實在是一種不足,其前瞻性顯得有些不足。例如,只有:(1)2021年7月26日發(fā)布的《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》在“(3)多種燃料噴射系統(tǒng)”中提到:“重點突破天然氣、氫和甲醇燃料噴射系統(tǒng)關鍵零部件的設計、制造、測試及控制技術,實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、標定和制造核心技術自主化和產(chǎn)業(yè)化。”“開發(fā)滿足氫氣預混及稀薄燃燒的具有大流量、高響應、高可靠的氫氣缸內(nèi)噴射系統(tǒng),2025年噴射壓力突破3 MPa、2030年突破30 MPa?!?2)2021年10月29日印發(fā)的《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在“三、主要任務”之“(五)堅持創(chuàng)新驅(qū)動,強化綠色交通科技支撐”中提出:“支持新能源運輸裝備和設施設備、氫燃料動力車輛及船舶、LNG和生物質(zhì)燃料船舶等應用研究?!?注:此處的“氫燃料動力車輛”,不妨理解為:即包括氫燃料電池,也包括氫氣內(nèi)燃機。——筆者)

    而國家出臺的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,僅寄望氫燃料電池汽車成為新能源汽車發(fā)展的最佳路徑之一。因為,該《規(guī)劃》在“(一)有序推進交通領域示范應用”中,僅提到了“氫燃料電池”和“燃料電池電動汽車”的開發(fā)應用,而沒有涉及目前初見端倪的“氫氣內(nèi)燃機”和“氫氣內(nèi)燃機汽車”(零排放)的開發(fā)利用。

    總之,不論是未來有希望實現(xiàn)“近零排放”的柴油內(nèi)燃機、汽油內(nèi)燃機、燃氣內(nèi)燃機、甲醇內(nèi)燃機,還是已經(jīng)實現(xiàn)“零排放”的氫氣內(nèi)燃機,兩者均具有一定的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎;兩者疊加在一起,內(nèi)燃機工業(yè)和傳統(tǒng)汽車工業(yè)完全可以直接面對新能源汽車(含純電、氫燃料電池及混動)的挑戰(zhàn)和競爭,也必將再次重塑全球汽車工業(yè)——這個時代或許在2030—2035年。屆時,在推廣應用中,國家也就沒必要再從環(huán)保、能效角度“厚此薄彼”了,而應完全交給市場選擇。

    圖3-1 《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》提出:“以動力電池與管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機與電力電子、網(wǎng)聯(lián)化與智能化技術為‘三橫’,構(gòu)建關鍵零部件技術供給體系?!?/p>

    3 新能源汽車動力總成之關鍵零部件:掌握驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)、機電耦合裝置、增程式發(fā)動機等關鍵技術,支持動力電池、燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術攻關

    新能源汽車(主要包括純電、氫電、混動)是我國近10年來汽車工業(yè)發(fā)展的重點方向,是汽車行業(yè)最熱門的話題。我國近年出臺的涉及未來汽車行業(yè)、道路運輸行業(yè)及部分特殊應用領域未來發(fā)展的政策和規(guī)劃,仍大都涉及到了新能源汽車、新能源技術路線及關鍵零部件的開發(fā)和應用,而且不斷向縱深領域拓展和“加碼”。除了上面談到的宏觀政策,有關新能源汽車動力總成之關鍵零部件發(fā)展的政策及規(guī)劃主要有:

    ◇2017年4月6日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025年)》在“三、重點任務”之“(二)強化基礎能力,貫通產(chǎn)業(yè)鏈條體系”一節(jié)中的“專欄2 關鍵零部件重點突破工程”中提出:“針對產(chǎn)業(yè)短板,支持優(yōu)勢企業(yè)開展政產(chǎn)學研用聯(lián)合攻關,重點突破動力電池、車用傳感器、車載芯片、電控系統(tǒng)、輕量化材料等工程化、產(chǎn)業(yè)化瓶頸,鼓勵發(fā)展模塊化供貨等先進模式以及高附加值、知識密集型等高端零部件?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“三、重點任務”之“(三)突破重點領域,引領產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”之“1.新能源汽車”中提出:“加快新能源汽車技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。利用企業(yè)投入、……統(tǒng)籌組織企業(yè)、……等協(xié)同攻關,重點圍繞動力電池與電池管理系統(tǒng)、電機驅(qū)動與電力電子總成、電動汽車智能化技術、燃料電池動力系統(tǒng)、插電/增程式混合動力系統(tǒng)和純電動力系統(tǒng)等6個創(chuàng)新鏈進行任務部署。”“實施動力電池升級工程。充分發(fā)揮動力電池創(chuàng)新中心和動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟等平臺作用,開展動力電池關鍵材料、單體電池、電池管理系統(tǒng)等技術聯(lián)合攻關,加快實現(xiàn)動力電池革命性突破?!?/p>

    緊接著在其“專欄3 新能源汽車研發(fā)和推廣應用工程”中提出:“掌握驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)、機電耦合裝置、增程式發(fā)動機等關鍵技術,支持動力電池、燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術攻關,實現(xiàn)革命性突破,大幅提升新能源汽車整車集成控制水平和正向開發(fā)能力,……。建設便利、高效、適度超前的充電網(wǎng)絡體系,……。到2020年,……動力電池單體比能量達到300 Wh/kg以上,力爭實現(xiàn)350 Wh/kg,系統(tǒng)比能量力爭達到260 Wh/kg、成本降至1元/Wh時以下。到2025年,……動力電池系統(tǒng)比能量達到350 Wh/kg?!?/p>

    ◇2020年10月20日,國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》在“第三章 提高技術創(chuàng)新能力”之“第一節(jié)深化“三縱三橫”研發(fā)布局”之“強化整車集成技術創(chuàng)新”中提出:“以純電動汽車、插電式混合動力(含增程式)汽車、燃料電池汽車為‘三縱’,布局整車技術創(chuàng)新鏈。研發(fā)新一代模塊化高性能整車平臺,攻關純電動汽車底盤一體化設計、多能源動力系統(tǒng)集成技術,突破整車智能能量管理控制、輕量化、低摩阻等共性節(jié)能技術,提升電池管理、充電連接、結(jié)構(gòu)設計等安全技術水平,提高新能源汽車整車綜合性能?!痹凇疤嵘a(chǎn)業(yè)基礎能力”中提出:“以動力電池與管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機與電力電子、網(wǎng)聯(lián)化與智能化技術為‘三橫’,構(gòu)建關鍵零部件技術供給體系。開展先進模塊化動力電池與燃料電池系統(tǒng)技術攻關,探索新一代車用電機驅(qū)動系統(tǒng)解決方案,加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵零部件及系統(tǒng)開發(fā),突破計算和控制基礎平臺技術、氫燃料電池汽車應用支撐技術等瓶頸,提升基礎關鍵技術、先進基礎工藝、基礎核心零部件、關鍵基礎材料等研發(fā)能力。”緊接著在“專欄1新能源汽車核心技術攻關工程”中提出:“實施電池技術突破行動。……。”“實施智能網(wǎng)聯(lián)技術創(chuàng)新工程。……。”“實施新能源汽車基礎技術提升工程。突破車規(guī)級芯片、車用操作系統(tǒng)、新型電子電氣架構(gòu)、高效高密度驅(qū)動電機系統(tǒng)等關鍵技術和產(chǎn)品,攻克氫能儲運、加氫站、車載儲氫等氫燃料電池汽車應用支撐技術?!!?/p>

    ◇2022年3月23日,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》在“(一)持續(xù)提升關鍵核心技術水平”提出:“加快推進質(zhì)子交換膜燃料電池技術創(chuàng)新,開發(fā)關鍵材料,提高主要性能指標和批量化生產(chǎn)能力,持續(xù)提升燃料電池可靠性、穩(wěn)定性、耐久性。支持新型燃料電池等技術發(fā)展。著力推進核心零部件以及關鍵裝備研發(fā)制造?!?/p>

    筆者簡析1:2009年至今13年來,我國新能源汽車包括電動汽車、燃料電池汽車、混動汽車在內(nèi),在國家政策的強力推動下,“由小到大”,獲得了持續(xù)、深入發(fā)展;隨著總體產(chǎn)銷量及應用規(guī)模、應用范圍的持續(xù)擴大,其整體技術、性能和質(zhì)量水平也在明顯提升,并可以基本滿足特定行業(yè)(短途乘用車、短途商用車)、特定地域(城鎮(zhèn)、局地)的需要(主要是純電、氫電);但我國新能源汽車工業(yè)的基礎畢竟薄弱,核心技術部件對性能和擴大應用的支撐還存在許多不足,甚至許多共性和個性的核心技術部件還有賴于國外。因此,未來我國新能源汽車工業(yè)發(fā)展,要達到當今傳統(tǒng)汽車工業(yè)的質(zhì)量與性能水平,真正實現(xiàn)“趕超”世界先進水平之預期,還有很多工作要做,其關鍵零部件及整車集成控制水平是為重要突破口。

    圖3-2 《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》提出:“支持新型燃料電池等技術發(fā)展。著力推進核心零部件以及關鍵裝備研發(fā)制造”

    筆者簡析2:作為國家政策定義的新能源汽車3大技術路線之一,近些年混合動力汽車的發(fā)展好像進入比較尷尬的境地,已不像2009年開始的那些年 “熱”了。不論是乘用車企業(yè)還是商用車企業(yè)推出的新能源汽車,近些年較少有推出混合動力車型的,推出的大都是純電動車型或氫燃料電池車型,即使有推出的也大都作為一種儲備或僅應用于少數(shù)場合。

    從近些年發(fā)布的3個與其最相關的政策及規(guī)劃——《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025年)》、《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》、《內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》也可以看出,它們提到“混合動力”(包括增程式等)的地方很少。

    混合動力汽車怎么了?我國發(fā)展新能源汽車之初,由于很多路線都是在“摸著石頭過河”,并可以用“百花齊放、百家爭鳴”來形容;甚至有人提出把混合動力當作純電動汽車的過渡車型,也有人把混合動力汽車作為延續(xù)內(nèi)燃機生命的一個戰(zhàn)略方向。但幾年下來,純電動汽車、燃料電池汽車逐漸處于上風,混合動力汽車則有被邊緣化的趨勢。

    混合動力汽車(HEV,主要是油(氣/甲醇)-電混合),作為內(nèi)燃機汽車和純電動汽車的嫁接產(chǎn)物,擁有兩者各自的優(yōu)勢?;旌蟿恿ζ嚢凑談恿︱?qū)動車輛的路徑,可分為串聯(lián)式和并聯(lián)式,而且每種還可以細分。其中,有一種被稱為增程式的串聯(lián)式混合動力汽車(下簡稱:“增程式”)被認為是最有發(fā)展空間的一種。

    “增程式”相比純電動汽車多了一套“內(nèi)燃機+發(fā)電機系統(tǒng)”(增程器),而且都依靠電機驅(qū)動車輛行駛;其“增程式”也是相對純電動汽車而言的。

    “增程式”還可以分為2種:一種是純自充電式,一種是外充電式(Plug-in Hybrid,可在晚上利用充電樁充電)+自充電式(內(nèi)燃機給動力電池充電),其中后者又被認為最具有推廣價值并已在部分公交、物流領域及部分乘用車上得到應用。

    增程式串聯(lián)混合動力汽車相比純電動汽車,具有續(xù)駛里程大大增加的作用,相比內(nèi)燃機汽車,可以實現(xiàn)減排(可利用外部充電,在行駛區(qū)域且內(nèi)燃機不工作時)和降低噪聲(當內(nèi)燃機不工作時),但相比純電動汽車和內(nèi)燃機汽車的結(jié)構(gòu)略微復雜一些,而且在內(nèi)燃機熱能→電能→機械能過程中存在更多的能耗損失。但,增程式混合動力汽車不僅可以短途行駛,而且可以像傳統(tǒng)汽車一樣進行長途行駛,這是目前的純電動汽車和燃料電池汽車,都是無法與其攀比的。

    圖3-3 《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025年)》在“專欄3 新能源汽車研發(fā)和推廣應用工程”中提出:“掌握驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)、機電耦合裝置、增程式發(fā)動機等關鍵技術。上圖A為吉利商用車的甲醇增程動力鏈——由13 L甲醇發(fā)動機+高效增程器+電驅(qū)橋組成,下圖B為中國重汽開發(fā)的串聯(lián)式“油-電”混合動力總成

    4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車之關鍵零部件:加快高級輔助駕駛技術、自動駕駛技術在營運車輛上推廣使用;重點攻克環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等核心關鍵技術,促進傳感器、車載終端、操作系統(tǒng)等研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用

    近年出臺的涉及未來汽車行業(yè)、道路運輸業(yè)以及部分特殊行業(yè)發(fā)展的政策和規(guī)劃,在不同程度上提到了汽車智能化、車聯(lián)網(wǎng)以及輔助駕駛系統(tǒng)、自動駕駛汽車及關鍵部件的開發(fā)和應用。涉及分量較多的有以下幾個規(guī)劃和政策:

    ◇2017年4月6日,工信部、發(fā)改委、科技部聯(lián)合印發(fā)的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》在“三、重點任務”之“(一)完善創(chuàng)新體系,增強自主發(fā)展動力”之“2.加強核心技術攻關”中提出:“引導創(chuàng)新主體協(xié)同攻關整車及零部件系統(tǒng)集成、動力總成、輕量化、先進汽車電子、自動駕駛系統(tǒng)、關鍵零部件模塊化開發(fā)制造、核心芯片及車載操作系統(tǒng)等關鍵核心技術,增加基礎、共性技術的有效供給?!?/p>

    該《規(guī)劃》在“三、重點任務”之“(三)突破重點領域,引領產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”之“2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車”中作出專門部署:“加大智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術攻關。充分發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)汽車聯(lián)盟、汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)合基金等作用,不斷完善跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機制,重點攻克環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等核心關鍵技術,促進傳感器、車載終端、操作系統(tǒng)等研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用。研究確定我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車通信頻率,出臺相關協(xié)議標準,規(guī)范車輛與平臺之間的數(shù)據(jù)交互格式與協(xié)議,制定車載智能設備與車輛間的接口、車輛網(wǎng)絡安全等相關技術標準。促進智能汽車與周圍環(huán)境和設施的泛在互聯(lián),……。”緊接著在其“專欄4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車推進工程”中提出:“推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術創(chuàng)新,著力推動關鍵零部件研發(fā),重點支持傳感器、控制芯片、北斗高精度定位、車載終端、操作系統(tǒng)等核心技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化?!薄暗?020年,汽車DA(駕駛輔助)、PA(部分自動駕駛)、CA(有條件自動駕駛)系統(tǒng)新車裝配率超過50%,網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)裝配率達到10%,滿足智慧交通城市建設需求。到2025年,汽車DA、PA、CA新車裝配率達80%,其中PA、CA級新車裝配率達25%,高度和完全自動駕駛汽車開始進入市場?!?注:該《規(guī)劃》沒有給出“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”的定義。)

    ◇2019年9月14日,中共中央、國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》在“三、交通裝備先進適用、完備可控”之“(一)加強新型載運工具研發(fā)”中提出:“加強智能網(wǎng)聯(lián)汽車(智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同)研發(fā),形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈?!痹凇八摹⑦\輸服務便捷舒適、經(jīng)濟高效”之“(三)加速新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展”中提出:“積極發(fā)展無人機(車)物流遞送、城市地下物流配送等?!痹凇拔濉⒖萍紕?chuàng)新富有活力、智慧引領”之“(一)強化前沿關鍵科技研發(fā)”中提出:“瞄準新一代信息技術、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界科技前沿,加強對可能引發(fā)交通產(chǎn)業(yè)變革的前瞻性、顛覆性技術研究?!?/p>

    ◇2020年2月10日,國家發(fā)改委等11部門發(fā)布的《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略(2020—2025)》在““二、總體要求”之“(三)戰(zhàn)略愿景”中提出:“到 2025 年,……實現(xiàn)有條件自動駕駛的智能汽車達到規(guī)?;a(chǎn),實現(xiàn)高度自動駕駛的智能汽 車在特定環(huán)境下市場化應用。”(注:該《規(guī)劃》給出的“智能汽車”定義為:“是指通過搭載先進傳感器等裝置,運用人工智能等新 技術,具有自動駕駛功能,逐步成為智能移動空間和應用終端的新 一代汽車。智能汽車通常又稱為智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛汽車等?!?

    該《規(guī)劃》在“二、總體要求”之“(二)構(gòu)建跨界融合的智能汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系”之“4.增強產(chǎn)業(yè)核心競爭力”中提出:“推進車載高精度傳感器、車規(guī)級芯片、智能操作系統(tǒng)、車載智能終端、智能計算平臺等產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,建設智能汽車關鍵零部件產(chǎn)業(yè)集群?!?/p>

    ◇2021年11月2日,交通運輸部印發(fā)的《綜合運輸服務“十四五”發(fā)展規(guī)劃》在主要任務“(四)構(gòu)建集約高效的貨運與物流服務系統(tǒng)”之“推動專業(yè)化物流創(chuàng)新發(fā)展”中提出:“推動無人機(車)投遞、智能配送、無接觸寄遞、即時直遞等新模式發(fā)展?!?/p>

    圖4-1 《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》提出:加大智能網(wǎng)聯(lián)汽車關鍵技術攻關;重點攻克環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等核心關鍵技術,促進傳感器、車載終端、操作系統(tǒng)等研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用

    圖4-2 2021年11月印發(fā)的《綜合運輸服務“十四五”發(fā)展規(guī)劃》提出:“加快高級輔助駕駛技術、自動駕駛技術在營運車輛上推廣使用,提升車輛主動安全性能。” 近年來,包括CWS、AEB、ACC、LDW、ESC、HSA等輔助駕駛系統(tǒng)(相當于L2級),已經(jīng)在國產(chǎn)高端重卡以及高端大型客車上得到逐步應用和推廣,自動駕駛商用車也在局部領域得到(試)應用。例如,上圖A為中國重汽前幾年實現(xiàn)量產(chǎn)的高級輔助駕駛公路半掛牽引車(相當于L2級),圖B為近年在天津港投入試運行的中國重汽無人駕駛電動集裝箱碼頭牽引車(相當于L4級),圖C為近年在鄭州市鄭東新區(qū)公交1號線上試運行的宇通純電動自動駕駛城市客車(公交車)

    該《規(guī)劃》在主要任務“(七)打造數(shù)字智能的智慧運輸服務體系”之“提升數(shù)字監(jiān)管服務水平”中提出:“以全國道路運政管理信息系統(tǒng)為基礎,強化重點營運車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控、危險貨物道路運輸安全監(jiān)管等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享融合與質(zhì)量提升。加快北斗系統(tǒng)在運輸服務領域推廣應用,修訂道路運輸車輛動態(tài)監(jiān)督管理部門規(guī)章,推動技術升級改造?!?/p>

    該《規(guī)劃》在主要任務“(八)打造保障有力的安全應急服務體系”之“夯實安全生產(chǎn)基礎”中提出:“研究構(gòu)建車路協(xié)同安全體系,加強路網(wǎng)、車輛運行安全監(jiān)測預警和出行引導。加快高級輔助駕駛技術、自動駕駛技術在營運車輛上推廣使用,提升車輛主動安全性能。”

    ◇2022年1月24日,交 通 運 輸部、科技部發(fā)布的《交通領域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2021—2035年)》在“四、主要任務”之“(三)推進運輸服務與組織智能高效發(fā)展”之“加快智慧物流技術研發(fā)應用”中提出:“壯大供應鏈服務、冷鏈快遞、高鐵快運、雙層集裝箱運輸、即時直遞、無人機(車)物流遞送等新業(yè)態(tài)新模式?!痹凇?三)推進運輸服務與組織智能高效發(fā)展”之“加速新一代信息技術與交通運輸融合”中提出:“促進道路自動駕駛技術研發(fā)與應用,突破融合感知、車路信息交互、高精度時空服務、智能計算平臺、感知—決策—控制功能在線進化等技術,推動自動駕駛、輔助駕駛在道路貨運、城市配送、城市公交的推廣應用。”在“(五)推進一體化協(xié)同化的平安交通建設”之“加快路網(wǎng)風險智能協(xié)同管控技術研究”提出:“推動自動駕駛與非自動駕駛車輛混行系統(tǒng)安全智能管控技術研究,研制適應自動駕駛的交通安全設施?!?/p>

    ◇2022年7月21日,國務院安委辦印發(fā)的《“十四五”全國道路交通安全規(guī)劃》在“六、強化車輛本質(zhì)安全和運行安全”之“(二)進一步提升重點車輛安全性能”中提出(選摘相關條款):推動客運車輛安裝乘員不系安全帶報警裝置;推動重型貨車嚴格按照相關標準裝備車道偏離預警系統(tǒng)和車輛前向碰撞預警系統(tǒng);推動在用重型貨車安裝右側(cè)盲區(qū)消除預警裝置等安全裝置;客貨運車輛推廣應用智能視頻監(jiān)控報警技術;探索駕駛行為動態(tài)監(jiān)測裝置等輔助安全裝置應用;研究在“兩客一?!薄⒇涇嚨戎攸c車型安裝應用酒精鎖。(注:該《規(guī)劃》之“(二)進一步提升重點車輛安全性能”條款詳見本文“商用車之安全系統(tǒng)”。)

    圖4-3 作為智能網(wǎng)聯(lián)的典型案例,國內(nèi)企業(yè)利用人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)、高清視頻和車聯(lián)網(wǎng)等最新技術手段,對商用車進行智能化升級與改造,幫助行業(yè)用戶解決普遍存在的安全隱患和低效率問題,已在國內(nèi)公交、“兩客一危”、出租&網(wǎng)約、渣土&環(huán)衛(wèi)等領域成功大量應用。圖為銳明技術基于人工智能視覺分析的渣土運輸車車載終端解決方案(旗艦版)

    筆者簡析1:上述2個規(guī)劃分別提到了“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”和“智能汽車”。從內(nèi)涵來看,兩者有區(qū)別、有聯(lián)系,但前者的內(nèi)涵更容易理解——包括了裝備輔助駕駛系統(tǒng)的汽車和自動駕駛汽車2個級別。所以,我們不妨在此統(tǒng)稱為“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”。

    《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2017—2025)》提出了2020、2025年汽車DA(駕駛輔助)、PA(部分自動駕駛)、CA(有條件自動駕駛)系統(tǒng)新車裝配率,以提升汽車的行駛安全性能。并提出“到2025年,高度和完全自動駕駛汽車開始進入市場。”這是很具體的目標。

    近年來,包括前撞預警系統(tǒng)(CWS)、自動緊急制動系統(tǒng)(AEB)、自適應巡航控制系統(tǒng)(ACC)、車道偏離預警系統(tǒng)(LDW)、車身穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)、坡道起步輔助系統(tǒng)(HSA)等輔助駕駛系統(tǒng)(相當于L2級),已經(jīng)在國產(chǎn)高端重卡(以公路牽引車為代表)乃至高端客車等大型營運車輛上逐步得到較多應用和推廣;但國外重卡裝備上述輔助駕駛系統(tǒng)的時間更早更普及,甚至早已成為標配。而自動駕駛汽車近年已經(jīng)在國內(nèi)部分港口(碼頭牽引列車)、礦區(qū)(礦用汽車)、公共交通(自動駕駛城市客車)等相對封閉領域得到少量應用。

    而作為安裝(智能)輔助駕駛系統(tǒng)的我國政策法規(guī)要求,近年重點體現(xiàn)在2022年7月21日國務院安委辦印發(fā)的《“十四五”全國道路交通安全規(guī)劃》上,這也算是我國政策法規(guī)在此方面的一大突破。

    筆者簡析2:汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的目的是什么?主要是為了提高便捷性、舒適性、安全性、運行效率,以及降低能耗和排放,例如發(fā)動機電控系統(tǒng)(智能)、自動變速器(智能)、許多L2級輔助駕駛系統(tǒng)(智能)、駕駛行為監(jiān)控與警示系統(tǒng)(網(wǎng)聯(lián))等都是廣受歡迎的歷史性突破;但新增的智能、網(wǎng)聯(lián)功能,絕不能存在損害行車安全的隱患,這是一條“紅線”!目前來看,行業(yè)推廣的絕大部分智能、網(wǎng)聯(lián)功能,是有利于安全或者不影響安全的,但有的則存在安全風險,或者很不實用、成為雞肋。

    例如,近年來率先在部分乘用車上掀起的一股智能、網(wǎng)聯(lián)熱,在給車主帶來部分功能提升的同時,也帶來新的困擾,存在絕大多數(shù)用戶不喜歡、不需要的過度智能、網(wǎng)聯(lián)現(xiàn)象。例如:對于發(fā)動機自動啟停系統(tǒng),大量車主啟動發(fā)動機后第一件事就是關掉這個功能,認為它就是個雞肋,也不見得省油和減排(只是為了應付檢測),而且對舒適性和發(fā)動機壽命存在不利影響;對于自適應巡航系統(tǒng),作為輔助駕駛系統(tǒng),大量車主反映在城市基本用不到,在公路上使用又存在易麻痹(對于側(cè)方車輛)現(xiàn)象;對于融合大量娛樂與網(wǎng)聯(lián)功能的超大智能LED顯示器,許多車主反映許多功能難得一用,在夜間開啟因亮度等問題對駕駛也存在安全風險;等等。所以,商用車作為生產(chǎn)資料和移動的家,生產(chǎn)企業(yè)和管理部門,對于各類智能、網(wǎng)聯(lián)功能的開發(fā)應用,一定要做好充分的調(diào)查研究,不要生搬硬套,尤其在即將作為車輛標配及形成政策法規(guī)之前。

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