节能与新能源汽车研发、示范与推广应用(欧阳名高)

国家863《节能与新能源汽车》重大项目总体专家组2008年11月12日我国节能与新能源汽车的研发、示范与推广应用报告内容①战略背景②研发进展③示范成果④产业展望空气污染：汽车的污染成为中国大城市的主要空气污染源。为此，排放法规不断加严。汽车排放与空气污染全球汽车排放法规的发展整车分布式控制系统SteeringModule68HC08AZSteeringAngleSensor68HC908AZ60ElectronicThrottleAudioModule68HC08AZClimateControl68376DriverInformation68HC08AZUpperElectricalModule68HC08AZSunroof33290LightSwitch33290RearElectronicModule68HC08AZDoorModulex468HC08AZPowerSeat68HC08AZGSMPhone68HC08AZMUXGateway68376两大国际技术变革---1.汽车电子:全球汽车信息技术革命汽车电子控制技术成为解决汽车安全、节能、环保问题的共性关键核心技术。汽车电子化:将汽车从机械产品改变为基于大量微处理器的高科技产品，汽车设计从经验走向科学。中国汽车产业现状Vehicleindustryin2007:Output：8.88M，sales:8.7M,bothincreased22%.2007年，汽车产量888万辆，销售量870万辆，增长均超过22%Vehiclepopulationandmotorization:Vehicle:42.29Million汽车保有量4229万辆Ruralvehicle:14Million农用车1400万辆Tractor:14.28Million拖拉机1482万辆Motorcycle:87.09million摩托车8709万辆Trailer:0.87million挂车87万辆Totalautos:160million总机动车保有量1.6亿辆2072343254445075717288880200400600800100020002001200220032004200520062007YearVehicleoutput10k1609180220532383269431603586422905001000150020002500300035004000450020002001200220032004200520062007YearVehiclePopulation10kCO2排放与气候变化800100012001400160018002000CO2density260(ppmv)△△△△△△△△△△△△△△△△△●●●●●●●●●●●●□□□□△△△△△△△△△△△△△△△△△●●●●●●●●●●●●□□□□△●●●●□□□□□□□□□□□□□□□△●●●●□□□□□□□□□□□□□500600550400300□□IPCC目标值气候变化风险加剧。交通领域CO2排放成为关注重点。据IEA估计，汽车CO2总排放量将从1990年的29亿吨增加到2020年的60亿吨。汽车对地球环境造成了巨大影响。大气中CO2浓度随年代的变化0.01.02.03.04.05.020002010202020302050汽车用油需求中国石油生产能力供求缺口中国石油总需求亿吨2006年汽车用油已达9千万吨，随着汽车用油需求急剧上升，国家能源安全面临严峻挑战。我国汽车能源供需缺口2007年10月下旬以来，广东、湖南、湖北等多个省市多条公速公路众多服务区加油站柴油紧缺，造成了过境大货车等候加油排队在主干道上的现象长期存在。已影响到交通运输的畅通和经济发展。2008年，欧盟要求轿车CO2排放达到140克/公里,对于汽油车，对应油耗6升/100公里以下；2012年，达到120克/公里。汽车CO2排放法规开始实施欧盟目标值两大国际技术变革---2.新型动力:全球汽车能源动力系统技术革命燃料效率CO2排放与大气相当CNG直喷式混合动力车纯电动车燃料电池车混合动力车均质直喷式CurrentGasoline+AT排气污染（HC+Nox）标准12倍1/23倍1/3汽车新型能源动力系统技术成为应对汽车能源与环境挑战的根本出路。汽车电气化:将汽车动力从传统内燃机向清洁燃料电控发动机、机电混合动力和电动汽车方向发展。Year2005201020202030VehicleOwnership保有率（/1kperson）24.240.294.53214.28VehiclePopulation汽车保有量（Million）31.6053.48132.06312.85Passengercarownership乘用车保有率（/1k）16.423.267.72183.04Passengercarpopulation乘用车保有量（million）21.4430.7594.61267.24未来中国汽车产业预测中国汽车动力面临的双重挑战与技术变革面对排放法规不断加严的挑战，经历着发动机电控化、汽柴油清洁化等重大技术变革。面对石油短缺、CO2减排的挑战，面临着动力电气化、能源多元化等重大技术变革。优化现有的车用能源动力系统——发展节能汽车过渡战略转型战略开发新一代车用能源动力系统——发展新能源汽车并行互动可持续发展的汽车能源动力双重战略我国汽车能源动力系统发展战略国家中长期科技发展规划优先主题：低能耗与新能源汽车与大气相当LowerLeverCNG直喷式混合动力车纯电动车燃料电池车混合动力车直喷式＋带式CVT均质直喷式电子控制双陀螺式CVTCurrentGasoline+AT排气（HC+Nox）标准12倍1/23倍1/3燃料效率CO2排放汽车新型动力系统：电控动力与电动动力面对能源与环境的巨大挑战，汽车能源动力系统的技术变革已成为汽车技术发展的焦点和核心,这为我国汽车工业自主创新、跨越发展提供了历史机遇。报告内容①战略背景②研发进展③示范成果④产业展望整车动力系统集成技术整车产品开发关键零部件技术共性基础技术公共支撑平台建设燃料电池汽车动力平台混合动力汽车动力平台混合动力汽车动力平台燃料电池和动力蓄电池电机系统和驱动控制控制器和电动辅助系统混合动力汽车动力系统技术平台纯电动汽车动力系统技术平台燃料电池发动机、动力蓄电池、超级电容----驱动电机、电机传动系总成、发动机--新材料、新部件、共性技术、基础设施相关技术--燃料电池汽车动力系统技术平台各类整车产品技术标准检测试验政策法规示范运营产业融资知识产权技术信息代用燃料汽车关键技术国家节能与新能源汽车重大项目节能与新能源汽车技术体系1）建立技术平台，突破关键技术，实现技术跨越；2）建立研发平台，形成标准规范，营造创新环境；3）建立产品平台，培育产业生态，促进产业发展。2006-2007年，经过新一批投入运营示范运行车辆的考核验证，我国混合动力客车产业化技术得到深化和提高，开始小批量产业化；实施与进展1：混合动力汽车与驱动电机2006-2007年，我国在微混和轻混混合动力乘用车技术方面不断深化、成熟，并将在2008年进入产业化。混合动力汽车进展报告内容①战略背景②研发进展③示范成果④产业展望报告内容①战略背景②研发进展③示范成果④产业展望发达国家进入HEV市场推广阶段经过2000-2003年的市场启动阶段，HEV从2004年开始已经进入商业化推广阶段。2007年，全球HEV销量超过50万辆，其中美国占70%。美国HEV销售自2005年以来年均增30%。U.S.HEVSales0920364884210253352050100150200250300350400199920002001200220032004200520062007ThousandVehiclesSource:AFDC美国可销售的混合动力汽车品种已经从2005年的8款增加到2008年的16款。美国通用和福特两大汽车公司的HEV品种也从2005年的0款增加到2008年的7款。全球FCV商业示范规模逐步扩大•到2008年全球投入商业化示范运行的FCV超过800辆。欧盟•CUITE10座城市示范•氢能经济路线图•HYCHAIN-MINITRANS计划在四个欧盟地区开展158辆氢燃料的微型车的示范加拿大•氢能高速公路计划:温哥华和维斯勒之间建设由加氢站连接的高速公路•VFCVP计划:4辆燃料电池大客车在温哥华示范运营•P．E．I（爱德华王子岛）氢燃料计划美国•PNGV和FreedumCAR计划•氢能经济路线图•CaFCP加州高速公路计划•车行道计划:2007年通用汽车100辆“雪佛莱Equinox”燃料电池车示范日本政府•JHFC计划:11辆氢燃料电池汽车示范运行东京50辆燃料电池车队运营•FCHV-BUS在日本爱知世博会上和从爱知县到日本国际机场线路上示范运行新加坡•引进六辆奔驰燃料电池汽车示范中国•在北京市、上海市进行燃料电池汽车示范运营活动•2008北京奥运燃料电池汽车示范纯电动汽车重获新生里程延续发动机+大容量电池兼容了BEV和HEV的优点(PHEV)微型纯电动汽车市场扩大大容量电池满足日常60km的零排放纯电动行驶，小排量发动机满足更远距离的出行要求。时间电功率占输出功率比例传统内燃机汽车1/100电控汽车5/100微混合并联式混合动力20/100电功率轻混合混联式混合动力50/100电功率深混合串联式混合动力100/100电功率全混合混合动力汽车:模块化通过模块化推进电气化充电式混合ISG自动启停DMHPHEVS/S混合发动机Battery混合动力传动系统从电控发动机——混合动力发动机——充电式混合动力充分利用本土零部件资源优势，创造混合动力产业化的新型商业模式HybridizationfunctionsStop&StartRegenerativeBrakingTorqueAssistanceElectricDriveStARSMICRO-HYBRIDMICRO-MILDHYBRIDwithUltracapacitorsMILDHYBRIDFULLHYBRIDMICRO-HYBRIDMICRO-MILDHYBRID-6%-12%-15%-20%FuelEconomy模块化趋势与模块化供货-23%InParisCityTrafficMVEGMILDHYBRID汽油机发展趋势：高效化油耗变低化油器电控喷油汽油机压缩点燃时间节能汽车关键技术：汽油发动机现在过去未来电动气门、可变压缩比、停缸缸内直喷今后五年规模产业化电辅助增压(汽油机还有20％以上的节能潜力)1001000动力电池与纯电动汽车10100100010000能量密度（Wh/kg)功率密度（W/kg)目前混合动力轿车规模使用锂离子镍氢铅满足轿车使用的锂电池2010年左右规模产业化电池成组应用关键技术分析•燃气汽车能源系统平台+•混合动力汽车动力系统平台+•电动汽车底盘系统平台燃料电池汽车：平台化趋势缸内直喷电控单点闭环电控闭环多点连续喷射电控闭环多点顺序喷射EPR控制技术CNG/LPG/LNG/煤层气/H2EIIEIVEIII增压中冷稀薄燃烧技术EV技术路线图燃气汽车燃气汽车发展趋势三维体系常规公路交通（商用车、轿车）液体燃料（汽、柴油为主与替代燃料掺混，逐步发展到生物燃料）＋内燃发动机（尤其是直喷压燃式发动机）＋燃油车和混合动力车,逐步发展到可充电式混合动力电动车气体燃料（天然气为主与其他气体燃料掺混，逐步发展到氢气）电燃料（煤电为主，逐步增加可再生能源电力比例））＋内燃机,逐步过渡到燃料电池发动机城市公共交通＋电池/电机动力系统＋纯电动车大众个人交通1.2.3.＋燃气汽车及其混合动力车,逐步发展到燃料电池电动车中国汽车能源动力系统技术路线图OilGasoline88%Lightoil91%NaturalgasDME57～67%GTL54～64%CNG85%H259～64%Electricitygeneration38%Gasolinesto