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6 技术路线图

技术路线图2.0在技术路线图1.0的基础上,综合考虑全球汽车产业变革与技术发展趋势以及我国汽车产业发展新变化、新需求和新使命,围绕九大领域的专题研究成果,立足当前,着眼长远,统筹整体推进与重点突破,坚持以创新、协调、绿色、开放、共享为指导原则,制订了我国汽车产业的总体路线图以及重点领域路线图。

6.1 产业技术总体路线图

继续坚持《中国制造2025》提出的创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的五大方针,指导节能与新能源汽车产业技术总体路线图的修订(图1-6-1)。

图1-6-1 我国汽车产业发展总体路线图

图1-6-1 我国汽车产业发展总体路线图(续)

6.2 重点领域技术路线图

6.2.1 节能汽车

节能汽车路线图涵盖了乘用车和商用车两大部分,细化了发动机技术、混合动力技术、整车动力学技术、传动系统技术、先进电子电器技术、热管理技术等重点技术方向。

技术路线图2.0在技术路线图1.0的基础上,综合考虑节能技术进步、新能源汽车发展和测试工况切换的影响,对燃料消耗量目标做出修订,提出了传统能源乘用车燃料消耗量2025年达到5.6L/100km,2030年达到4.8L/100km,2035年达到4L/100km的发展目标;在技术路线方面,将技术路线图1.0中包含在电子电气中的48V技术调整到混合动力技术,并强化了其对商用车节能技术的支撑。

节能汽车发展以结构节能与技术节能并重、乘用车与商用车节能兼顾为总体思路。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等共性技术为支撑,全面提升传统能源汽车节能技术和燃油经济性水平;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。

节能汽车总体技术路线图如图1-6-2所示。

6.2.2 纯电动和插电式混合动力汽车

纯电动和插电式混合动力汽车路线图涵盖了乘用车和商用车的纯电动和插电式混合动力技术,包含电池技术、电机技术、电控技术、充换电技术、智能化技术、专用发动机技术以及整车集成与控制等其他共性技术。

与技术路线图1.0相比,此次修订中,鉴于新能源汽车发展中出现的安全和可靠性问题,着重强调了整车安全和产品质量在路线图中的重要性,提出了以完善热源管理和热管理技术为支撑的安全目标以及以提升整车集成化技术为重点的车辆可靠性目标。此外,明确了未来工况调整条件下的能耗目标。

纯电动和插电式混合动力汽车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、租赁服务、公务用车以及中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。

纯电动和插电式混合动力汽车总体技术路线图如图1-6-3所示。

6.2.3 燃料电池汽车

燃料电池汽车路线图涵盖了氢燃料电池汽车的氢能供应链和汽车关键系统技术链,包括燃料电池电池堆及关键材料、车用燃料电池系统、整车集成,以及氢气生产运输储存和加注基础设施等技术方向。

图1-6-2 节能汽车总体技术路线图

图1-6-3 纯电动和插电式混合动力汽车总体技术路线图

与技术路线图1.0相比,此次修订进一步明确了燃料电池汽车的推广应用路径,细化提出了续驶里程、经济性等车辆性能指标要求;根据车型推广应用规模和技术指标,量化了车用氢能需求,2025年加氢站的建设目标提高至1000座,2030—2035年目标为5000座。

燃料电池汽车以客车和城市物流车为切入领域,重点在可再生能源制氢和工业副产氢丰富的区域推广中大型客车、物流车,逐步推广至载重量大、长距离的中重型货车、牵引车、港口拖车及乘用车等,实现氢燃料电池汽车更大范围的应用,总体达到100万辆左右的规模。在此过程中,进一步提高燃料电池汽车低温启动、可靠耐久、使用寿命等性能并降低整车成本,逐步扩大燃料电池系统产能,完善氢气供应、运输及加注基础设施建设,支撑燃料电池汽车的产业化发展。

氢燃料电池汽车总体技术路线图如图1-6-4所示。

6.2.4 智能网联汽车

智能网联汽车路线图搭建了“三横两纵”的技术架构,涵盖车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术(“三横”),以及支撑智能网联汽车发展的车载平台和基础设施(“两纵”)等重点方向。

与技术路线图1.0相比,此次修订考虑到智能网联汽车相关领域前沿技术的不断变革和更替,对智能网联汽车的技术架构和体系进行了全面梳理和修订,总体上,以车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术为关键技术骨架开展研究,兼顾了乘用车、货运车辆和客运车辆的智能网联技术产业化落地和发展路径,分析城市道路、城郊道路、高速公路和限定场景四种类型运行范围内的智能网联汽车技术产业化、市场化、商业化时间进度。

技术路线图2.0提出,到2025年,高度自动驾驶级自动驾驶技术开始进入市场;到2030年,实现高度自动驾驶级智能网联汽车在高速公路广泛应用,在部分城市道路规模化应用;2035年,高度自动驾驶、完全自动驾驶级智能网联车辆具备与其他交通参与者间的网联协同决策与控制能力,各类高度自动驾驶车辆广泛运行于中国广大地区。

智能网联汽车总体技术路线图如图1-6-5所示。

6.2.5 动力蓄电池

动力蓄电池技术路线图涵盖了能量型、能量功率兼顾型和功率型三大类别动力蓄电池,同时包含了动力蓄电池、系统集成、材料体系、制造装备、测试评价、梯次利用和回收以及新体系蓄电池等重点技术。

与技术路线图1.0相比,技术路线图2.0对动力蓄电池的技术方向和产品应用领域进行了拓展,动力蓄电池系统集成的内容也移到蓄电池路线图部分,产品涵盖乘用车和商用车两大应用领域,实现了动力蓄电池的技术方向、产品应用和全产业链内容的全覆盖。

动力蓄电池技术路线图以能量型动力蓄电池、能量功率兼顾型动力蓄电池和功率型动力蓄电池等重点产品的能量密度(比能量)、功率密度、成本、安全性能等得到全面提升为核心目标,提出发展高比能量和热稳定性好的正负极材料、耐高温隔膜材料、耐高压阻燃电解液等关键材料技术,以及系统集成技术、智能制造技术及装备、测试评价技术、梯次利用与回收技术,并布局全固态锂离子和锂硫蓄电池等新体系蓄电池的研发。

图1-6-4 氢燃料电池汽车总体技术路线图

图1-6-5 智能网联汽车总体技术路线图

图1-6-5 智能网联汽车总体技术路线图(续)

动力蓄电池总体技术路线图如图1-6-6所示。

6.2.6 电驱动总成系统

电驱动总成系统技术路线图的研究范围除了涵盖新能源汽车驱动电机及电机控制器本体外,在驱动电机系统的关键材料及核心零部件及元器件领域、机电耦合电驱动总成两个领域进行了拓展,同时增加了自主主控芯片(MCU)和软件架构等短板技术。

本次修订中,将电驱动总成系统提升为重点领域,作为独立章节加以研究。电驱动总成领域以纯电驱动总成、插电式机电耦合总成、商用车动力总成、轮毂及轮边电机总成为重点,以基础核心零部件及元器件国产化为支撑,提升我国电驱动总成集成度与性能水平。驱动电机及其控制系统领域以提升驱动电机功率密度与效率、提高电机控制器集成度为重点,以核心元器件和关键材料国产化为支撑,全面提升驱动电机及其控制系统技术水平,提升产品性价比。

电驱动总成系统总体技术路线图如图1-6-7所示。

图1-6-6 动力蓄电池总体技术路线图

图1-6-7 电驱动总成系统总体技术路线图

6.2.7 充电基础设施

充电基础设施技术路线图的研究范围包括充电设施布局技术、智能充电技术、充电安全技术、电能互动技术、云平台大数据技术五大重点技术方向。

本次修订将纯电动和插电式混合动力汽车技术路线图1.0中的充电基础设施部分提升为重点领域,作为独立章节加以研究。以技术路线图1.0为基础,综合考虑充电技术与设施发展以及充电设施在电动汽车与智能交通、智慧能源跨界融合中的重要枢纽作用,在原有充电设备、充电站、无线充电系统、充电基础设施服务系统的基础上,新增并整合形成五个方向,即充电设施布局技术、智能充电技术、充电安全技术、电能互动技术和云平台大数据技术。

以构建慢充普遍覆盖、快充网络化部署来满足不同充电需求的立体充电体系为目标,全面掌握实现充电设施布局技术、智能充电技术、能源互动技术、充电安全技术、云平台大数据技术等核心技术,大力促进可再生能源高效利用,实现充电设施网络与新能源汽车产业的协调发展,建立布局合理、集约高效、绿色安全和性能优异的充电基础设施网络,实现多网融合、信息互联互通及资源分享,提供多种灵活适用的充电方式,实现便捷高效的充电服务体验。领域科技创新能力、设施规模和产品技术达到国际领先水平。

充电基础设施总体技术路线图如图1-6-8所示。

6.2.8 汽车轻量化技术

汽车轻量化技术路线图的研究范围涵盖了轻量化设计和评价技术、轻量化材料及成形工艺技术、连接技术、共性基础平台建设和乘用车、载货汽车、客车的轻量化实现路径等内容。

与技术路线图1.0相比,本次修订将研究工作的重心由降低整车整备质量转向了降低整车轻量化系数,关注重点从单项技术发展和各类材料应用占比转向了多材料混合应用背景下我国自主轻量化技术开发和应用体系的构建,提出了以强化支撑我国汽车轻量化发展的技术开发和应用体系建设为主线、以推动多目标设计+多材料混合应用为核心的发展思路。

围绕未来节能汽车、新能源汽车和智能网联汽车的发展需求,结合自主品牌发展环境,汽车轻量化技术路线图2.0提出近期以完善高强度钢应用体系为重点,中期以形成轻质合金应用体系为方向,远期形成多材料混合应用体系为目标,并明确了各阶段在产品结构优化设计、高强度材料和轻质材料应用、相关成形技术和连接技术需要重点突破的关键核心技术、共性基础平台建设方面需要开展的工作。

汽车轻量化总体技术路线图如图1-6-9所示。

图1-6-8 充电基础设施总体技术路线图

图1-6-9 汽车轻量化总体技术路线图

6.2.9 汽车智能制造与关键装备技术

汽车智能制造与关键装备技术路线图将整车及动力总成制造的工艺设计、生产及生产物流环节作为研究方向。考虑到智能生产是智能制造的主线,智能工厂是智能生产的主要载体,技术路线图2.0重点涵盖了智能制造技术装备在企业级、车间级信息系统,实体工厂、车间,虚拟工厂、车间三大生产场景的应用。

本次修订将“智能化”与技术路线图1.0中的汽车制造技术路线图深度融合,研究重心由降低不良品率、能耗及提高生产率转向提升智能化水平和设备综合效率。此次修订打破了技术路线图1.0的思路和框架,重点研究智能制造应用场景与装备,绘制智能制造与关键装备技术路线图。

技术路线图2.0以汽车制造“通用化、自适应化、透明化、智能化”为目标,逐步实现生产工艺装备、生产物流等集成类技术应用;推广用户需求端到产品生产端的集成类应用;达成生产过程人、机、料、法、环、测多源异构大数据的联通和融合技术应用;在生产设备、工艺控制系统、生产工艺单元和生产管理各层级普及人工智能技术;不断完善工艺数据库及知识库、汽车智能工厂标准库、场景解决方案库等知识图谱的建设,最终实现知识图谱应用自动化。

汽车智能制造与关键装备总体技术路线图如图1-6-10所示。

6.3 技术路线图实施效果预估

我国政府已承诺,在2030年碳排放总量达到峰值,因此对于还处于发展中的国家而言,必须由高碳经济向低碳经济转型。随着汽车保有水平的快速增长,汽车产业已成为国家节能减排的重点领域。

为预测未来中国汽车产业碳排放量,从未来经济社会发展愿景对汽车产业发展的需求出发,结合资源、能源、环境容量约束等,建立人口密度、人均国内生产总值、汽车千人保有量三维融合的汽车产业发展模型,对未来我国汽车产业发展产销量和保有量进行了预测。根据测算,2025年、2030年和2035年的汽车销量分别为3200万辆、3800万辆和4000万辆,保有量分别为4亿辆、4.5亿辆和4.8亿辆。在车型结构方面,根据总体销量与保有量预测结果,采用节能汽车、新能源汽车、燃料电池汽车等各类车型的销量占比形式呈现。

从碳排放的核算结果看,我国汽车产业规模整体依旧保持增长态势。只考虑车辆运行阶段时,汽油、柴油和电力等能源消费总量将于2030年前达到峰值,与此同时,二氧化碳排放量也将同时达到峰值,并自此开始下降;考虑车辆“油井到车轮”的燃料周期,二氧化碳的排放趋势和达峰时间与仅考虑运行阶段的结果一致(图1-6-11、图1-6-12)。因此,汽车产业将提前实现我国2030年碳排放达峰的目标,并为我国碳排放达峰做出亿吨级贡献。

图1-6-10 汽车智能制造与关键装备总体技术路线图

图1-6-11 技术路线图实施效果预估——运行阶段碳排放量

图1-6-12 技术路线图实施效果预估——燃料周期碳排放量 FsrbsK89o21oaIqKd5oiSGvSEU+bkyv4s0N1PbPbevsnz3qw306O/Th954+HL0+z

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