节能与新能源汽车技术路线图

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1.千人保有量105.832.经济持续增长3.三四线城市需求4.海外出口1.发展问题需要技术进步2.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1.各大汽车强国工业基础都很好2.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1.数量与质量大大进步2.资深工程师数量严重不足1.研发投入持续增长2.投入量与占比都不如国际汽车强企1.数据库、流程、标准等已较为完善2.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1.节能与新能源汽车双管齐下2.借力信息化、智能化技术应用1.更加高效、安全的交通体系升级2.汽车信息化、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，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，全面推进汽车产业由大国向强国的历史转型。产业总体技术路线图市场需求汽车年产销规模达到3000万辆汽车年产销规模达到3500万辆汽车年产销规模达到3800万辆乘用车新车整体油耗降至5L/100km乘用车新车整体油耗降至4L/100km乘用车新车整体油耗降至3.2L/100km商用车平均油耗累计降低10%以上商用车平均油耗累计降低15%以上商用车平均油耗累计降低20%以上产品应用节能汽车年销售量量占比超过30%节能汽车年销售量量占比超过40%节能汽车年销售量量占比超过50%新能源汽车年销量超过总销量7%新能源汽车年销量超过总销量15%新能源汽车年销量超过总销量40%远程通讯互联终端整车装备将达50%远程通讯终端整车装备达到80%，近距离通讯互联终端整车装备达到30%智慧交通系统基础设施建设完成，信息化、智能化法津法现与标准完善驾驶辅助（DA）、部分自动驾驶(PA)车辆市场占有率约50%DA,PA车辆占有率保持稳定、高度自动驾驶(HA)车辆占有率约10-20%完全自主驾驶（FA）车辆市场占有率近10%产业基础形成低碳消费与管理体系形成全国生命周期低碳管理体系汽车碳排放总量在2028年达到峰值单位GDP能耗水平下降20%单位GDP能耗水平下降35%单位GDP能耗水平下降50%初步形成以企业为主体、币场为导向、政产学研用紧密结合、跨产业协同发展的汽午自主创新体系基本建成自主可控完整的汽车产业链与绿色、智慧交通体系普通道路的交通效率提高80%，交通事故数减少80%，交通事故死亡人数减少20%启动智慧交通城市建设，基于网络的设计、制造、服务一体化工程实现汽车全生命周期的数字化网络化智能化，出步完成汽车产业转型升级初步形成可实现“超低碳，零伤亡、零拥堵”智慧交通体系突破动力电池、电控系统、传感器等核心关键技术以智能网联汽车为重点形成产业共性技术创新中心形成完善的汽车技术创新体系，围绕产业链形成完备的创新链与资源链2016202020252030●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：2015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/100km1.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.节能汽车项目类型技术创新要求优先行动项基础前瞻•发动机新型燃烧基础理论•新型发动机结构优化设计•发动机新型燃料机理应用型研究•新型发动机结构及燃烧理论研究•高效动力总成技术创新工程•先进电子电器技术创新工程•先进节能汽车技术推广应用与示范工程•电控系统开发与测试共性技术平台应用技术•新型发动机及关键零部件•高效变速器及关键零部件•混合动力专用发动机•基于中大型柴油机的商用车动力总成•48V系统及核心部件研制•整车电能管理系统•智能化、电子化、低能耗附件系统•提升商用车运行效率的关键电子电器设备示范与产业化•核心技术与关键总成的产业化推广与应用•先进节能汽车的市场推广与示范共性平台•电控开发、