节能与新能源汽车技术路线图20161026剖析

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1、,节能与新能源汽车技术路线图战略咨询委员会 清华大学 欧阳明高 2016.10.26,研究工作开展 国内外汽车技术发展分析 总体目标与关键里程碑 分领域技术路线图 创新保障措施,目录,大力发展汽车技术，是保障国家能源战略安全、减轻环保压力、实现中国制造2025制造强国目标的重要手段。,背景和使命,汽车及相关产业对路线图需求迫切,服务经济社会发展：发挥汽车产业的国民经济支柱作用，拉动相关产业发展,落实汽车强国目标：中国制造 2025对我国制造业转型升级和 跨越发展的顶层设计和整体部署,引导产业协调发展：中国汽车产业长期呈增长趋势，但越来越受到能源、环境、交通等的制约,应对产业技术变革：世界汽车技

2、术创新步伐越来越快，新技术变革将重塑汽车产业,研究目标,聚焦变革，明晰路径,引导资源，促进创新,凝聚共识，协同行动,工作开展,“1+7”路线图,节能与新能源汽车技术路线图总报告,纯电动和插电式混合动力汽车技术路线图,节能汽车技术路线图,智能网联汽车技术路线图,燃料电池汽车技术路线图,汽车制造技术路线图,动力电池技术路线图,轻量化技术路线图,于2015年9月中旬启动，历经逾一年正式完成，其间共动员了来自企业.、高校、科研机构、行业组织等各个方面的超过500位专家、学者参与。,研究工作开展 国内外汽车技术发展分析 总体目标与关键里程碑 分领域技术路线图 创新保障措施,目录,世界汽车技术的发展趋势,

3、汽车技术正向着低碳化、信息化、智能化方向发展,传统动力总成技术：汽油机、柴油机、替代燃料及变速器等,混合动力技术:不同构型及混合度,新能源技术:电动汽车技术、插电式混合动力汽车技术、燃料电池汽车枝术等,共性技术：小型化、轻量化、低阻技术、电控优化等,车联网枝术 设计/制造/服务一体化 ,自动驾驶技术 人工智能技术 ,基于充分网联的智能工厂 智能网联汽车,美国:新能源汽车战略规划蓝图智能交通系统战略计划2015-2019 欧洲:欧盟2020年战略创新计划智能交通系统发展行动计划 日本:日本汽车战略2014,近20年，我国汽车产业发展迅猛，自主品牌汽车企业的总体技术水平已有很大提升。,我国汽车技术

4、现状分析,产销规模奠定技术发展基础,整体技术水平呈现显著提升,关键技术领域取得重大进展,中国汽车产销规模连年第一，己成为世界第一大汽车市场,汽车产业未来仍有广阔空间 千人保有量105.83 经济持续增长 三四线城市需求 海外出口,发展问题需要技术进步 规模效应推动技术发展,关键领域取得技术进步,自主品牌研发能力己有长足进步，但仍有不足,节能汽车：发动机基本掌握。变速器持续开发，混合动力陆续推出,新能源汽车：PHEV和BEV车型相继推出整体水平逐步接近国际先进,智能网联汽车：研发阶段已有成果； ADAS已有装备；互联网企业涉足,发动机技术,轻量化技术,自动变速器技术,动力电池技术,驱动电机技术,

5、燃料电池技术,由于起步晚、基础弱等原因，目前我国尚不是汽车强国，多个方面与各大传统汽车强国还存在差距。,国内外汽车技术发展对比分析,技术研发能力明显进步但仍存差距,技术创新体系初步形成但尚未完善,技术升级受制于整体工业基础薄弱,自主研发能力已有明显示提高，但与国外先进水平仍有差距,汽车技术发展需要多方面协同创新，因此完善的创新体系是必要的,各大汽车强国工业基础都很好 我国汽车技术需要整体工业能力和工业基础的提升,工业基础是汽车技术的基石和支柱,中国还存在明显短板，需加快构建完善的新型汽车技术创新体系,汽车产业,信息、材料、装备制造,冶金、化工、机械、电子,中国初步形成,国外先进经验,政府,企业

6、,高校,行业,美国USCAR,德国国家科技创新体系,科技人才,研发投入,知识积累,数量与质量大大进步 资深工程师数量严重不足,研发投入持续增长 投入量与占比都不如国际汽车强企,数据库、流程、标准等已较为完善 还需继续积累,我国汽车技术的发展需求,经济社会可持续发展要求汽车技术协调发展,科技变革与产业重构要求汽车技术创新发展,汽车产业是中国国民经济的重要支柱产业,汽车产业的发展有重要影响,汽车产业是中国工业化与信息化深度融合的重要交汇点,汽车是未来中国高端制造业的重要输出点,汽车是中国城镇化进程的重要战略支撑,节能与新能源汽车双管齐下 借力信息化、智能化技术应用,更加高效、安全的交通体系升级 汽

7、车信息化、智能化的应用与融合发展,效率与安全是交通体系的升级方向,产业战略定位提出汽车技术加速发展需求,能源环境压力提出汽车技术绿色发展需求,交通安全升级提出汽车技术融合发展需求,能源问题日益严重,环境形势迫在眉睫,效率： 拥堵情况愈发严重,安全： 交通事故数量、造成损失较大,经济发展、社会进步、产业变革需要汽车技术的支撑,汽车技术自身的复杂性与当前的外部机遇共同要求明确清晰的技术路线图。,制定汽车技术路线图的重要意义,制定科学、合理、清晰的技术路线图，具有至关重要的指导意义和深远价值,需要结合中国汽车产业与技术形势，明确中国汽车技术的发展方向,在科技变革影响下，汽车技术创新进入高度活跃时期，

8、汽车产业迎来重大机遇,指向低碳化、信息化、智能化的新技术、新形势、新状态种类繁多，各国选取的技术路线各不相同,复杂的汽车产业及技术,汽车对社会的巨大影响,低碳化,信息化,智能化,上游,下游,汽车产业与技术涉及多个领域，技术种类 繁多、相互交织、彼此影响，复杂性极高,设计 制造 使用 回收 ,关联产业,社会影响,机械 钢铁 ,销售 金融 ,能源,环境,交通,出行,研究工作开展 国内外汽车技术发展分析 总体目标与关键里程碑 分领域技术路线图 创新保障措施,目录,发展愿景：社会和产业两个维度。,发展愿景与总体目标,产品方向,节能汽车,智能网联汽车,新能源汽车,技术趋势,低碳化,智能化,信息化,汽车技

9、术进步,能源环境的友好发展,安全高效的智能交通,社会资源的顺畅移动,和谐健康的汽车社会,产品品质不断提高,产业生态全面升级,汽车产业持续发展,汽车强国成功建成,互为支撑,发展愿景,社会愿景,产业愿景,总目标,汽车产业碳排放总量先于产业规模，在2028年提前达到峰值,智能网联技术产生一系列原创科技成果，并有效普及应用,新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业初步实现电动化转型,汽车产业碳排放总量先于产业规模，在2028年提前达到峰值,发展方向与路径识别,紧抓战略机遇，以新能源汽车和智能网联汽车为主要突破口，以动力系统优化升级为重点，以智能化水平提升为主线，以先进制造和轻量化等共性技术为支撑，全面推进

10、汽车产业由大国向强国的历史转型。,产业总体技术路线图,2016,2020,2025,2030,研究工作开展 国内外汽车技术发展分析 总体目标与关键里程碑 分领域技术路线图 创新保障措施,目录,总体思路 以混合动力技术为重点，以动力总成优化升级、降摩擦和先进电子电气技术为支撑，全面提升传统燃油汽车节能技术和燃油经济性水平; 以结构节能与技术节能并重，加快紧凑型及以下小型车的推广，显著提高小型车比例; 以发展天然气车辆为主要方向，因地制宜适度发展替代燃料汽车，推动我国汽车燃料的低碳化、多元化，降低对石油的依赖。,1.节能汽车,1.节能汽车,发展目标,技术路径,发展重点,乘用车新车平均油耗： 201

11、5年7.97L/100km 2020年：5.0L/100km 2025年：4.0L/100km 2030年：3.2L/100km 商用车平均油耗相比2015年 2020年：降低10% 2025年：降低15% 2030年：降低20% 节能汽车市场占有率： 2020年：30% 2025年：40% 2030年：50%,节能乘用车： 提高发动机热效率 优化动力总成匹配 降低传动损失 减少整车能量损耗 混合动力发动机专用化 提高混合动力系统效率 节能商用车： 提高柴油机热效率 降低整车能量损耗 混合动力,先进内燃机燃烧机理研究 自主控制系统开发 全可变气门技术 废气能量回收 发动机热管理技术 变速器自动

12、化、高效化及核心零部件技术 低摩擦技术研究 增压器与应用技术 先进燃油喷射系统研究 48V系统开发 混合动力发动机技术 混合动力机电耦合技术,乘用车：总体执行车辆轻量化/小型化、大力发展混合动力、动力总成升级优化、电子电器节能、降低摩擦损失、替代燃料分担六大节能路径。,1.节能汽车,提升电子电器节能效果 大力发展48V系统 电动空间、EPS等技术成为标配 持续电能损耗,降低摩擦损失 前期低滚阻 中期低内阻 后期低风阻,替代燃料分担 以天然气为主 2030年占比提高至8%,动力总成升级优化 2020年汽油机热效率提升至40% 2025年汽油机热效率提升至44% 2030年后期通过HCCI等热效率

13、提升至48%,推动车辆轻量化、小型化 紧凑型及以下车辆占比2020年超过55%、2025年60%、2030年70%左右 轻量化产品、技术、工艺加速应用,大力发展混合动力 2020年占比达到8%，油耗4L/100km 2025年占比提升至20%，油耗3.6L/100km 2030年占比提升至25%，油耗3.3L/100km,1.节能汽车,持续推进轻量化,动力总成升级优化 高压低速高扭、电控优化、小后桥速比实现热效率50% 发动机热管理技术、自动变速器等，热效率52% 朗肯循环等实现50%热效率目标,替代燃料分担 适度推动以天然气为主的替代燃料商用车稳定发展 示范运营和试点应用,空气动力学优化 前

14、期重点发展低滚阻 中后期大力开展流线型外观没计和优化,降低运行能耗 跟踪车辆队列、提升运输效率等新型节能技术 智能网联成熟后逐步应用,逐步发展混合动力 系统构型、关键零部件研究 中后期成本下降后，逐步向重型商用车推广,商用车：总体执行动力总成升级优化、逐步发展混合动力、空气动力学优化、降低运行能耗、替代燃料分担、持续推进轻量化六大节能路径。,1.节能汽车,2.纯电动与插电式混合动力汽车,总体思路 以混合动力技术为重点，以动力总成优化升级、降摩擦和先进电子电气技术为支撑，全面提升传统燃油汽车节能技术和燃油经济性水平; 以结构节能与技术节能并重，加快紧凑型及以下小型车的推广，显著提高小型车比例;

15、以发展天然气车辆为主要方向，因地制宜适度发展替代燃料汽车，推动我国汽车燃料的低碳化、多元化，降低对石油的依赖。,总体思路 以中型及以下车型规模化发展纯电动乘用车为主，实现纯电动技术在家庭用车、公务用车、租赁服务以及短途商用车等领域的推广应用; 以紧凑型及以上车型规模化发展插电式混合动力乘用车为主，实现插电式混合动力技术在私人用车、公务用车以及其他日均行驶里程较短的领域推广应用; 以动力电池、驱动电机突破发展支撑整车竞争力提升并实现关键部件批量出口; 以覆盖全国的充电设施与服务网络建设支撑电动汽车大规模推广。,2.纯电动与插电式混合动力汽车,发展目标,技术路径,发展重点,纯电动乘用车续驶里程：

16、2020年：300km 2025年：400km 2030年：500km 公交客车单位载质量电耗水平（kWh/100km*t) 2020年：3.5 2025年：3.2 2030年：3.0 插电式混合动力汽车混动模式油耗： 2020年：比2020年ICE降低25% 2025年：比2020年PHEV降低10% 2030年：比2020年PHEV降低20%,纯电动汽车： 提高动力电池能量密度 提高电驱动系统效率 底盘电动专用化 插电式混合动力汽车： 优化混合动力系统构型 基于多信息的整车预测控制 动力系统集成设计 充电基础设施： 快速充电技术 互联互通技术 充电便利性,低成本、高效率混合动力总成开发技术 动力电机与底盘集成技术 纯电动汽车动力系统集成及其控制技术 高性能动力电机技术 新型电机控制器技术 先进充电技术 整车只能能量管理技术 纯电动和插电式混合动力汽车整车控制技术,2.纯电动与插电式混合动力汽车,2.纯电动与插电式混合动力汽车,3.燃料电池汽车,总体思路