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歐陽明高:新能源汽車“十三五”科技規(guī)劃主要布局四大層次

發(fā)布時間: 2014-10-30 08:34:05    來源: 中國微型電動汽車
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[摘要]2014年10月28日-30日,由中國汽車技術(shù)研究中心(CATARC)和電動汽車百人會、電動汽車科技發(fā)展“十二五”重點專項總體專家組聯(lián)合主辦的“2014電動汽車科技創(chuàng)新國際論壇”在北京香格里拉舉辦。

  下面我介紹一下內(nèi)涵,就是發(fā)展的重點,首先第一個層次是基礎(chǔ)科學問題,在能源科學方面我們的重點任務包括電化學動力系統(tǒng)學,主要是鋰動力電池系統(tǒng)動態(tài)建模,第二是高溫電力電子學,第三個是混合動力發(fā)動機系統(tǒng)學,主要是面向混合動力的新型發(fā)動機的基礎(chǔ)研究。比如說車用動力電池系統(tǒng)熱失控的觸發(fā)、擴展、演化機制與安全管理。第二個就是材料科學,重點來看主要是動力電池的材料新體系,燃料電池材料新體系以及結(jié)構(gòu)輕量化材料。比如新體系的電池。第三個,信息科學,重點來說就是汽車電子學、車輛智能化和交通網(wǎng)聯(lián)化中間的技術(shù)科學問題。比如復雜交通環(huán)境和惡劣行使工工況下的智能汽車自主行使的關(guān)鍵科學問題。

  第二個層次是共性核心技術(shù),首先是動力電池和電池管理,這是我們國家目前鋰離子電池的一個現(xiàn)狀。總體來看我們第一代動力電池的材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)趨于成熟,我們動力電池材料實現(xiàn)國產(chǎn)化并已進入日韓動力電池制造企業(yè)。我們國家磷酸鐵鋰動力電池的2014年產(chǎn)量預計達到20億瓦時,總體思路是要完善動力電池的產(chǎn)業(yè)鏈,重點加強設(shè)計制造和系統(tǒng)集成能力。我們是電池單體不如材料、系統(tǒng)不如單體,這是目前的現(xiàn)狀。這是我們的重點任務,包括轎車用高比能力鋰離子單體電池技術(shù)、客車用高功率長壽命電池技術(shù)、單體動力電池工藝和裝備技術(shù)等。轎車高比能量單體電池技術(shù)指標和路線圖是這樣,我們在明年將會達到每公斤200Wh,比2010年提高1倍,主要依賴三元材料。我們2020年的目標還會上一個臺階,這也是我們節(jié)能新能源汽車規(guī)劃規(guī)定的指標。第二個是客車用高功率長壽命電池技術(shù)指標與路線圖,我們進行了全國公交客車的調(diào)研,經(jīng)過這幾年的示范,最后我們認為公交客車必須采用高功率長壽命電池技術(shù),普通轎車用的電池在公交車上不太適用,因為公交車的年行使里程是轎車的8倍左右,所以對壽命的要求非常高,同時公交客車需要快速充電的能力,也需要大功率的自動回饋的能力,所以我們專門把客車用的高功率長壽命電池拿出來,重點來說就是正極還是三元材料,主要是負極由石墨和碳換成鈦酸鋰。另外是高比能量二次電池,我們也制定了一個大致的規(guī)劃,主要是鋰硫電池等等。共性核心技術(shù)第二部分是電機驅(qū)動與電力電子,現(xiàn)在國內(nèi)外電機的研發(fā),我們中國的電機還是不錯的,但是我們的高速電機還是薄弱環(huán)節(jié),另外我們電機控制器的功率密度比國外差1倍,國外是12到14,我們是7到8,主要是我們的基礎(chǔ)元器件都是沒法在底層封裝,都是買的模塊。還有一個現(xiàn)在很好的技術(shù)趨勢是第三代半導體,就是碳化硅,是新一代的半導體,總的來看它的體積可以大幅度降低,控制器的體積可以降低20%,控制器的損耗也可以大幅度降低。這個是國外已經(jīng)開始豐田做的,每升30到60個kw的控制器,將會在2020年投入產(chǎn)業(yè)化。這是我們“十三五”的一個機遇,要抓住新一代電力電子的半導體器件技術(shù),來進一步發(fā)展我們新一代的控制器,這樣我們就不用總是跟在國外IGBT的絆腳石上,我們可以跨越這個階段。總的來看,我們的思路是構(gòu)建電驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新體系,開發(fā)出滿足國內(nèi)需求和有全球競爭力的電機驅(qū)動和電力電子裝置。重點有三項任務,一個是高速電機,第二個是高功率的控制器,還有第三代半導體,破解中國長期跟隨研發(fā)的困境,實現(xiàn)電機系統(tǒng)車載電力電子的與時俱進。共性核心技術(shù)的第三塊是電子控制與智能技術(shù),這是國內(nèi)外我們在智能汽車技術(shù)方面的一個比較,從中可以看出我們無論是這些方面路徑規(guī)劃、信息融合、軌跡規(guī)劃、決策控制等等方面,我們都跟國外有相當?shù)牟罹啵@是谷歌目前達到的水平,這是奔馳的水平,這是國內(nèi)典型的水平,我們跟他們差距還是比較大。從趨勢來看,智能汽車技術(shù)在加速,大大的加速,比我們原先預想的要快很多,美國SAE已經(jīng)規(guī)定,在2020年實現(xiàn)高速公路的自動駕駛,2025年實現(xiàn)轎車通勤上下班的自動駕駛,這些目標都是非常具體,所以我們要迎頭趕上。總之我們發(fā)展的總體思路是通過跨行業(yè)跨領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新與開發(fā),盡快形成我國自主的智能駕駛汽車平臺技術(shù),應對國際上汽車技術(shù)的新一輪競爭。主要的任務包括四項,第一個就是體系結(jié)構(gòu)、信息安全、系統(tǒng)集成與測試,第二個是環(huán)境感知與定位技術(shù),第三是智能駕駛決策技術(shù),第四是底盤線控的操縱技術(shù)。這是三橫的共性技術(shù)。

  第三個層次是系統(tǒng)集成技術(shù),我們有三個系統(tǒng),一個是燃料電池動力系統(tǒng),這是國際燃料電池汽車的發(fā)展水平,以豐田為代表,他們馬上要上市,他們已經(jīng)實現(xiàn)三分鐘充滿5公斤氫,零下30度低溫啟動,60%的效率,大約500公里的續(xù)駛里程,主要是價格偏高一點,也不是很高,在第一期銷售的車也就是7萬美元。國內(nèi)我們總體來看還是跟國外有相當?shù)牟罹唷_@是我們以上汽的燃料電池轎車跟豐田的燃料電池轎車比較,它的差距,比如說在加氫的時間,低溫啟動,還有車輛效率,續(xù)時里程等等,都還有一些差距。為此,我們要做幾件事情,重點來講就是五件事,一個是關(guān)鍵材料、零部件、電堆和系統(tǒng)技術(shù)研發(fā),第二是燃料電池的壽命和可靠性,第三個是燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈降低成本的問題,第四個是提高技術(shù)水平,實現(xiàn)批量生產(chǎn),第五個是加氫站的建設(shè)。這是對第一個任務關(guān)鍵零部件、電堆和系統(tǒng)技術(shù)路線圖,2014年到2019年,都要一步一步的進行革新。第二個是燃料電池動力系統(tǒng)成本降低的路線圖,用什么措施、怎么改、到什么時候,我們分了三個階段。第四個任務是燃料電池的批量生產(chǎn),我們希望到2020年能夠達到一千輛的商業(yè)化水平。第二個技術(shù),混合動力系統(tǒng),這是中國的插電式混合動力的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀,我們代表車型就是比亞迪秦,我們采用了一個比較符合中國國情的構(gòu)型,就是并聯(lián),而且是后面并聯(lián),這是基本的參數(shù)。我們插電式混合動力乘用車國內(nèi)外進行比較來看,我們在有些方面有優(yōu)勢,比如說里程,百公路加速時間,綜合油耗都還是可以的,但是我們在其他方面,比如說插電式混合動力在混合動力階段的百公里油耗,這是國內(nèi)幾款,比亞迪秦、榮威、普銳斯、奧迪、雅閣,國內(nèi)車型混合動力階段的油耗還是比國外車型高些。總體的思路就是堅持純電驅(qū)動的技術(shù)路線,大力發(fā)展插電式乘用車,優(yōu)化主流插電式車型燃料電池性能,同時開發(fā)功率密度高、高效率、排放好的燃料電池/增程器發(fā)動機。這是主要任務,第一個是主流插電式轎車混合動力性能優(yōu)化,第二是新型高性價比乘用車混合動力系統(tǒng)開發(fā),第三是新型高性價比商用車混合動力系統(tǒng)開發(fā)。第四個是混合動力發(fā)動機開發(fā),第五個是增程器系統(tǒng)開發(fā)。第三個系統(tǒng)是純電動力系統(tǒng),從國內(nèi)外比較來看,國外的輕量化,底盤一體化和智能化的水平都高于國內(nèi),所以我們下一步的一個趨勢就是一體化的電動底盤平臺,輕量化的新材料車身,智能化的控制,我們對標的車型是寶馬i3,具體來看,首先就是一體化的電動底盤平臺,底盤平臺可以適應不同的車身。第二個是輕量化技術(shù),將會采用碳纖維等等新型的技術(shù)。第三個是整車智能化控制技術(shù),純電驅(qū)動系統(tǒng)。其中我們還有一個純電動客車技術(shù),我們希望是采用快充的電池,多種充電方式,包括充電樁快充、無線充電等等。

  最后一個層次是集成開發(fā)與示范,包括第一個方面是基礎(chǔ)設(shè)施平臺,這是基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外對比,我們也比國外要差一些,比如說充電站,美國現(xiàn)在快速增加。我們的總體目標是要建立“點線面”結(jié)合的能源供給體系,也就是在面上,以現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,用車載充電器進行小功率慢充,來覆蓋家用乘用車。在線上建立快充沿交通主干線建立快速補充的直流充電站,在點上以現(xiàn)有銷售維修網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建立換電站,這是一個總的目標。具體的任務包括充電設(shè)備的系列化標準化,要研發(fā)新型無線充電技術(shù),第二是開發(fā)新型智能充電網(wǎng)絡(luò)服務平臺。集成開發(fā)與示范第二個就是集成示范豐臺,我們將規(guī)劃三個大型的示范,一個是燃料電池的示范,一個是微型智能化電動車與車聯(lián)網(wǎng)的示范,還有城市電動交通多車型開發(fā)與一體化集成示范。這就是我們已經(jīng)由聯(lián)合國UNDP/WEF資助的燃料電池城市客車示范項目,主要是北上廣和鄭州。第二個,我們將選擇一個中等城市進行智能化微型電動車與車聯(lián)網(wǎng)開發(fā)與示范。第三個就是城市電動交通多車型開發(fā)與一體化集成示范,包括雙源快充的電動客車、無線充電的電動客車、路燈系統(tǒng)充電微型電動車等進行一體化示范。最后一個是集成開發(fā)與示范的平臺就是國際合作平臺,我們最重要的有兩個平臺,一個是中德電動汽車聯(lián)合研究中心,一個是中美電動汽車合作平臺,這都已經(jīng)開始了一段時間,下一步將會把這種松散的合作要變得越來越實質(zhì)性,比如我們現(xiàn)在高鐵已經(jīng)在德國、美國建立了研究中心,我們希望電動車也會在德國和美國真正建立實體的研究中心,這就是我要給大家介紹的主體內(nèi)容。

  最后一個是政策建議,第一條是利用已有平臺,加強電動汽車科技與產(chǎn)業(yè)化政策的評估研究,這是我們電動汽車百人會做的事情。現(xiàn)在我們有9個課題已經(jīng)分別啟動了,包括新能源公交車示范推廣與商業(yè)模式研究,剛才我們談到的要用快充電池就是從這個項目得到的結(jié)論。第二,低速短途四輪車的有序發(fā)展與規(guī)范管理,我們的研究報告也出來了。第三個是純電驅(qū)動的家用轎車市場化跟蹤評估,我們最近正在對一些主流的車型,比如說比亞迪秦,大家都懷疑它平時究竟是在用電還是在用油,我們最后通過大的抽樣調(diào)查,比亞迪秦90%的時間都是在用電,用油只有10%,這是我們調(diào)研的結(jié)果,所以完全可以推到各個城市,包括北京。第四個是全球電動汽車的政策梳理與創(chuàng)新,我們現(xiàn)在分別跟美國、日本、德國建立了聯(lián)合的研究的點,通過他們,美國、中國、日本、德國這四個點,我們共同來進行研究,然后交換數(shù)據(jù)。第五個是動力電池相關(guān)問題,是由中國(國宏)動力電池研究院承擔的,已經(jīng)有一部分的結(jié)果了。還有節(jié)能新能源汽車技術(shù)路線分析,以及電動一體化是由交通部承擔的。充電基礎(chǔ)設(shè)施我們也馬上啟動了。這些是對我們科技發(fā)展的效果進行政策技術(shù)評估的一些內(nèi)容,來保障我們科技成果的最優(yōu)化。謝謝大家!

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