我国节能与新能源汽车发展研究报告.pdf

1、 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 1 页 /共 28 页 我国节能与新能源汽车 发展研究报告 中国汽车工业协会、T10 电动汽车工作组权威文件 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 2 页 /共 28 页 (一) 我国汽车工业发展面临的形势 面对能源安全、环境污染和全球气候变暖的急迫形势，节能减排是我国汽车产业的首要任务，我国汽车工业发展面临传 统汽车技术快速提升和汽车能源动力系统转型的双重挑战，发展节能与新能源汽车已 成为我国汽车工业的战略方向。如何有效地选择 “过渡 ”和 “转型 ”协调发展战略，是当前汽车工业面临的重大问题。 2009 年 7 月 11 日，在中国汽车 T10 峰会

2、上，T10 企业负责人确定了我国汽车工业发展的总战略：既要重视传统能源汽车 ，又要重视电动汽车；明确了汽车行业发展电动汽车的战略 积极引领，联合行动、突出重点、创新发展。会议同时提出了电动汽车发展共同行动纲要，决定设立 T10 电动汽车领导小组及其工作组，开展电动汽车调研工作。通过全面调查研究，在 借鉴国内外各种研究成果、系统分析各类信息数据的基础上，结合我国节能与新能源汽车发展的实际， 2010 年 1 月，T10 电动汽车工作组撰写了我国节能与新能源汽车发展研究报告。 我国节能与新能源汽车发展研究报告分别从我国汽车工业面临的形势、节能与新能源汽车技术简述、国外节能与新 能源汽车发展现状和趋

3、势、我国节能与新能源汽车发展综述、我国电动汽车关键零部 件发展综合分析、我国电动汽车标准现状与发展研究、节能与新能源汽车政策分析、 国内外节能与新能源汽车市场预测、节能与新能源汽车技术路线分析、我国节能与新 能源汽车发展规划建议等十个部分，全面提出和论述了我国节能与新能源汽车发展的 指导原则、总体思路、发展目标、技术路线、发展重点和保障措施的建议。该报告为 国家确定新能源汽车发展战略，制定节能与新能源汽车发展规划和相关政策提供了参考。 为了让更多的业内外人士对我国节能与新能源 汽车发展有一个全面和准确的了解，中国汽车工业协会和中国工业报社 将从本期开始，联合推出我国节能与新能源汽车发展研究报告

4、系列报道，将分成 10 期向读者摘要介绍报告的主要内容。 1.汽车工业节能减排压力巨大 改革开放以来，我国经济发展迅猛，为 汽车发展创造了巨大的市场。最近 10 年来，汽车工业一直保持高速增长态势。2009 年，我国 汽车产销量突破 1300 万辆，已成为世界最大的汽车产销国。但同时，社会上 汽车保有量的急剧增加，对我国节能减排工作提出了严峻的考验。 随着汽车工业的不断发展，石油安全将成为我国 汽车工业发展的第一制约因素。 数据统计，2007 年，汽车消耗汽油 4894 万吨、柴油 5050 万吨，分别占汽柴油消耗总量的 87%和 40.7%，汽车交通行业成 为我国成品油的主要消耗领域。近年来

5、我国汽车消耗的燃料以两位数比例逐年增长。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 3 页 /共 28 页 我国能源总体供应短缺，而且多煤、少气和缺油特点明显 。1993 年，我国成为石油净进口国；2008 年，中国石油净进口量达 20 067 万吨，对外依存度接近 52%。有专家预计，2030 年我国对进口石油的依存度将达 到 70%，实际发展情况可能远比此预测值要高得多。 温室气体排放带来全球气候变暖的问题已经引起全世界高度关注。为此，各国共同签订了联合国气候变化框架公约 和京都议定书，规定各国减少温室气体排放的责任和期限，提出碳排放交易的措施。目前 ，我国已经成为二氧化碳（CO2）排放量最大

6、的国家之一。面对 CO2 减排的 巨大国际压力，碳排放有可能成为我国扩大对外贸易的壁垒。我国政府承诺到 2020 年中国单位 GDPCO2 排放比 2005 年下降 40%45%，这将对我国汽车工业提出严峻的挑战。 2.创新发展节能与新能源汽车势在必行 第一，油耗和碳排放将成为我国汽车走向世界的主要障碍。发展节能与新能源汽车是全球汽车工业针对未来汽车技术进 行竞争的焦点和制高点，具有重要的现实意义和战略意义。 第二，我国传统汽车技术水平与国际先进水平相比还有较大差距，具有很大的节能潜力。因此，我国汽车工业还需要进 一步提升传统汽车的节能技术，以便在短期内实现燃油消耗量的显著降低。 第三，电动汽

7、车能广泛地利用传统能源、替代能源和可再生能源，通过先进的电驱动系统能显著提高能源的利用效率。 第四，代用燃料汽车可以灵活地应用气体燃料、生物质燃料和合成燃料等多种能源，降低对传统能源的依赖。同时，清 洁能源的利用可以大幅度减少污染物的排放。 3.制定新能源汽车发展战略时不我待 2009 年初发布的汽车产业调整和振兴规划中，提出了未来三年新能源汽车产业发展目标，但是尚未提出长期发展战 略和目标，也缺乏明确的技术路线，企业难以把握新能源汽车中、远期的市场前景， 无法带动基础设施建设。这将直接影响节能与新能源汽车产业化快速稳步推进和全面发展。 2009 年 11 月， 国务院总理温家宝指出， 新能源

8、汽车已成为全球汽车工业发展方向，当前紧迫的任务是，通过技术经济、市 场需求和经济效益三个方面的充分论证，尽快确定技术路线和市场推进措施 ，推动新能源汽车工业的跨越发展。 因此，我国亟须制定新能源汽车发展战略。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 4 页 /共 28 页 (二)节能与新能源汽车技术简述 1.发展历程 电动汽车自 19 世纪末诞生以来，在世 界范围内经历过多次起落，大致可分为：起步(18811972 年)、初期发展(19731 989 年)、局部产业化尝试(19902004 年)和全面产业化初期(2005 年至今)等四个阶段。 (1)起步阶段：电动汽车问世但发展缓慢，传统汽车后来

9、居上。 (2)初期发展阶段：石油危机促进了电 动汽车发展，但由于动力电池技术未能取得突破，各国制定的发展目标大都落空。 (3)局部产业化尝试阶段：环保压力促 使混合动力汽车技术取得突破，电动汽车逐步实现产业化，混合动力汽车 的节能减排优势被普遍认可。 (4)全面产业化初期阶段： 随着石油短缺和全球变暖， 节能与新能源技术快速发展，各主要国家相继提出了电动汽车发展规 划，新能源汽车进入全面产业化推进阶段。 2.基本分类 新能源汽车主要分为：电动汽车和代用燃料汽车。 其中电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。 (1)纯电动汽车是由车载可充电蓄电池或其它能 量储存装置提供电能、由电机驱

10、动的汽车。 (2)混合动力汽车是能够从下述两类车载储能装 置中获得动力的汽车：消耗燃料的装置，可再充电能能量储存装置。混 合动力汽车按动力系统结构可分为串联式、并联式和混联式 3 类。按混合程度不同 可分为微度、轻度、中度、重度全混和插电式等 5 类混合动力汽车。 (3)燃料电池汽车是以车载燃 料电池提供电能，由电动机驱动的汽车。 (4)代用燃料汽车是使用除常规燃料(汽油 和柴油)外的燃料的汽车，代用燃料分气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。其中 气体燃料包括天然气和液化石油气；生物质燃料包括乙醇和生物柴油；煤基 燃料包括甲醇、二甲醚和煤制油。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 5 页 /共

11、28 页 3.关键技术 节能与新能源汽车的关键技术主要包括如下： (1)整车共性技术。 整车和系统集成、网络通讯和控制技术、强电安全技术、电磁兼容性技术、整车轻量化技术、整车匹配标定和试验技术、系 统标定和优化技术、智能感应及显示技术、失效模式、故障诊断和容错控制技术、热管理技术等。 (2)纯电动汽车关键技术。 动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成匹 配和控制、充电技术、能量回收、分配与优化控制、高速减速器技术等。 (3)混合动力汽车关键技术。 机电耦合技术、动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成匹配和控制、整车和系统动态协调控制、能量回收、分配 与优化控制、专用发动机、自动变速箱等。

12、(4)燃料电池汽车关键技术。 燃料电池发动机技术、燃料电池系统匹配与优化控制技术、驱动系统总成匹配和控制、动力电池系统集成和控制技术、 能量回收、分配与优化控制技术、车载高压供氢系统等。 (5)车用驱动电机系统关键技术。 驱动电机及其控制技术、系统集成、系统热管理、位置转速传感器、高性能绝缘材料、高性能永磁材料、电力电子元器件 IGBT 等。 (6)车用动力电池系统关键技术。 动力电池及其成组技术、系统集成、电池管理系统、正负极材料、锂离子电池隔膜等。 (7)电动辅助系统关键技术。 电动空调、电动转向、电制动、电动真 空系统、电动水泵、电动涡轮增压器等。 (8)代用燃料汽车关键技术。 代用燃料

13、发动机及其关键零部件、代用 燃料制取、储运和加注技术等。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 6 页 /共 28 页 （三）国外节能与新能源汽车发展现状和趋势 1、纯电动汽车发展 1.1 基本情况 纯电动汽车问世于 19 世纪 90 年代，但由于电池性能不能满足需求，一度退出历史舞台。随着高性能锂离子电池和一体 化电力驱动系统等技术的发展应用，纯电动汽车再次受到各国政府和企业的重视。纯 电动汽车已在续驶里程、动力性、快充等方面取得了可喜的进展，即将进入实用化阶段。 纯电动汽车在美、日、欧等国家和地区得到小规模的商业化推广应用，日前世界上有近 4 万辆纯电动汽车在运行，主 要应用在市政用车、公

14、交车、公务用车和私人用车等预域。 1.2 发展趋势 （1）在电池技术突破尚未明朗前，国外纯电动汽车的发展重点一是发展小型乘用车，二是发展大型公交车、市政、邮政等特殊用途车辆。 （2）为满足用户使用需求，通常采用 增程式方案，在纯电动汽车上增设常规能源系统为车辆补充电能。 （3）纯电动汽车的攻关重点 集中在提高电池性能、降低成本方面。 与传统汽车性能、成本比照，要满足产业化要求，纯电动汽车动力电池的质量能量密度需大幅度提高，成本也需大幅度 下降。因此，纯电动汽车大规模进入市场为时尚早。 1.3 综合评价 （1）纯电动汽车的发展受到世界各国的重视， 各主要汽车公司积极参与，在产品研发、示范和试用方

15、面取得了很大进步。 （2）因电池性能和成本不能完全满足电动汽车发展的需求，应用范围偏重于小型车辆和城市公交客车。 （3）纯电动汽车的产业化推进，需要 电池技术的进一步突破，需要综合利用过渡技术（增程式、插电式混合等 ），需要充电设施体系不断完善。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 7 页 /共 28 页 2、混合动力汽车发展 2.1 基本情况 自 1997 年丰田首先在日本推出 Prius 混合动力汽车以来，各大汽车企业纷纷推出混合动力汽车产品，如本田 Insight、通用 Sa turnVUE、福特 Escape 等。随着技术的成熟和生产规模的扩大，成本大幅下降。19992 008 年，

16、美国市场共销售 19 种混合动力乘用车，总销量达 132 万辆。 日本最早开始混合动力汽车开发，并最先实现了 产业化，目前总销量已经达到 200万辆以上，并开始赢利。欧洲混合动力 汽车技术起步较晚，采取与美国合作方式共享混合动力总成技术，主要应用 于采用传统技术油耗较高的车型上。 混合动力商用车也取得了快速发展，已开发了混合动力公交车、市政用车和军车等。尤其是，美国在混合动力公交客车 的开发和应用上取得了一定的成果，日前已有多个车型在运行。欧洲客车和卡车生产 商已将目光聚焦在混合动力技术上。德国奔驰和曼、瑞典沃尔沃和波兰索拉 丽斯等相继开发了混合动力商用车。 2.2 发展趋势 (1）混合动力技

17、术是由单一发动机驱动向纯电动驱动转移必经环节。合理采用混合动力技术可以较明显地节油减碳，并 将成本控制在一定范围内，因此混合动力汽车已成为世界各国汽车公司产业化的重点。 （2）在混合度上，随着电池技术的逐 步成熟，逐渐提高混合度以实现传统能源向电气化转化，是混合动力技术发展的方向。 （3）在机电耦合方式上，前期主要存 在单电机并联、双电机并联和双电机混联等方案，后期将向插电式方案发 展，实现向纯电动方案过渡。 （4）在动力系统结构方面，将向更高 的集成度发展。根据车用能源的发展情况，有发动机与电机集成、传动系与电机集 成两种趋势，从而实现向电动化转型。 2.3 综合评价 （1）从国外已商业化的

18、车型看，微混可节油 5%10%，轻混可节油 10%25%，中混可节油 25%35%，全混可节油35%。 （2）国外混合动力汽车技术日臻成熟，产 品陆续进入市场。通过应用提高了系统的实用化程度和产业化水平。 （3）混合动力汽车的技术优势已经成为各国汽车公司的竞争优势，正在改变汽车行业的市场格局。 （4）国外在混合动力汽车的应用方面充分考虑 到不同市场的需求、难易程度，以及综合考虑产品的实用性、成本的可接受性。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 8 页 /共 28 页 3、燃料电池汽车发展 3.1 基本情况 美、日、欧等发达国家都在潜心致力于燃料电池汽车的研究，除国内的燃料电池开发计划外，美国

19、通用与日本丰田、美 国国际燃料电池公司与日本东芝、德国奔驰与西门子、法国雷诺与意大利 DeNora 公司等纷纷组成强大的跨国联盟，优势互补，联合开发并推出了一系列的燃料电池汽车。 目前，燃料电池技术取得了较大进展，其中燃料电池膜的寿命已超过 5000h，电池堆实验室寿命也提高到 2000h 以上，燃料电池堆 成本已降低至 94 美元kW（按 50 万套的产量测算）。 3.2 发展趋势 （1）燃料电池出现模块化趋势，单个燃料电池模块的功率范围被界定在一定的范围之内，通过提高产品性能实现模块化 组装，以满足不同车辆对燃料电池功率等级的要求。 （2）通过采用混合动力技术，优化蓄 电池和燃料电池的能量

20、分配，以有效提高燃料电池的寿命、降低系统成本。 （3）燃料电池汽车技术攻关的焦点是提高可靠 性、耐久性，近中期内将不会有重大突破。 （4）由于燃料电池汽车技术的战略意义十分重大，因此各国并未放松对燃料电池的攻关研究。 3.3 综合评价 （1） 国外汽车公司将发展燃料电池汽车作为重要战略方向， 并投入相当大的人力、物力、财力进行攻关，取得了重要进展。 （2）短期内燃料电池技术无法根本突破， 燃料电池汽车不能形成市场化，不是近期产业化推进的重点。 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 9 页 /共 28 页 （四）我国节能与新能源汽车发展综述 我国纯电动汽车开发取得如下进展： 基本掌握整车动力系统

21、匹配与集成设计、整车控制技术，样车的动力性和能耗水平与国外相当。 1.发展历程 通过 “八五 ”实施的国家电动汽车关键技术攻关项目， “九五 ”启动的国家清洁汽车行动项目， “十五 ”开展的 863 计划电动汽车重大专项，以及 “十一五 ”电动汽车与清洁燃料汽车合并列入 863 计划，我国 基本形成了完整的新能源汽车研发、示范布局。 2.纯电动汽车发展现状 2.1 基本情况我国相关部门在 “八五 ”、 “九五 ” 期间组织了纯电动汽车的攻关，而 “十五 ”和 “十一五 ”期间 863 计划包含纯电动汽车专项。研发的产品包括：纯电动公交客 车、纯电动轿车和纯电动市政用车，用在对环保有特殊要求的场

22、合。 我国纯电动汽车开发取得如下进展： (1)基本掌握整车动力系统匹配与集成设计、 整车控制技术，样车的动力性和能耗水平与国外相当。 (2)在小型纯电动汽车和大型 公交客车方面实现了小规模生产和示范运行。 2.2 典型车型 2.3 存在的主要问题 (1)整车产品在电池包单位重量续驶里程或能量 效率、可靠性和工程化上仍落后于国外先进产品。 (2)电池的比能量、安全性、可靠性、 使用寿命等方面，还不能满足整车要求。 (3)电机、电池所需部分部件、材料需 进口，同时在控制器基础硬件、芯片、高速CAN 网关和信号处理放大部件等方面也要依赖进口。 (4)电动附件还没有成熟的产品可用，成本高，也依赖进口。

23、 我国节能与新能源汽车发展研究报告 第 10 页 /共 28 页 3.混合动力汽车发展现状 3.1 基本情况 “十五 ”期间，混合动力汽车研发列入 863 计划，一汽、东风、长安和奇瑞公司等单位牵头进行研究，完成了中、轻和微度 混合动力乘用车、客车等样车开发。 “十一五 ”期间，混合动力汽车动力系统技术平台和产品开 发列为 863 课题的重点。各大汽车企业都开始研究混合动力汽车 ，多个城市开展了以混合动力汽车为主的示范运行，混合动力汽车是北京奥运示范的主要车型。 我国混合动力汽车取得以下进展： (1)基本掌握了混合动力汽车整车开发技术。 (2)形成了具有自主知识产权 的多种结构形式和多种混合度

24、的技术方案。 (3)动力电池和电机的技术性能取得较 大进展，部分满足混合动力整车要求。 (4)混合动力汽车成为我国新能源汽车的主要产 品类型，部分企业开始展开较大范围的示范运行，部分产品开始进行产业化推广。 3.2 典型车型 (1)上汽目前正在开发荣威 750 中混混合动 力轿车和荣威 550 插电式混合动力轿车，计划分别于 2010 年和 2 012 年上市，并已完成混联式混合动力客车的设计。 （2)一汽双电机重混合动力轿车和中度混合动力客车已上公告，在长春、北京奥运会及大连达沃斯等地进行了示范运行，节油率 28.5%。 (3)东风公司混联混合动力轿车产品已完成 3 轮样车研制。其中，微混已

25、经完成公告试验，节油率约 7%；并联混合动力客车 2003 年开始示范运营，现已达 120 余辆，实际运行节油率达到 20%2 5%，6 款车型已申报国家公告。 (4)长安基于杰勋和志翔平台采用 MT 和 CVT 两种机电耦合方案开发了 ISG 混合动力轿车，已完成 137 辆杰勋和 29 辆志 翔混合动力汽车小批量试生产，在重庆、北京奥运会及中南海进行了示范运行。去 年 6 月杰勋轿车上市销售。 (5)北汽欧 V 混合动力客车采用伊顿系统，现进行电机电池国产化。2008 年 1 月开始商品化销售，已交付广州、北京等地公交集团。 (6)广汽研发的并联重混合动力城市客车已上公 告，在昆明公交线路上试运行累计行程近 2 万公里，平均节油率在 23%左 右。完成了混合动力多用途乘用车 AHEV 样车开发，目前正在全力推进 AHEV 量产化开发。