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《中国制造2025》规划系列解读之推动节能与新能源汽车发展

来源:装备工业司  字号:  发布时间:Wed Jun 03 15:17:14 CST 2015

    《中国制造2025》提出“节能与新能源汽车”作为重点发展领域,明确了“继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展,掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术,提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力,形成从关键零部件到整车的完成工业体系和创新体系,推动自主品牌节能与新能源汽车与国际先进水平接轨。”的发展战略,为我国节能与新能源汽车产业发展指明了方向。
 
    一、汽车产业是制造强国战略的必然选择
 
    从制造强国看,汽车产业以其在国民经济中的重要地位和对经济增长的重要贡献被列为国家的战略性竞争产业。以汽车为代表的第二次工业革命延续了百余年,欧美日等制造强国也无一不是汽车强国。当前,以第三次工业革命为背景,全球技术创新与经济复苏日趋活跃,汽车产业又是第三次工业革命涉及的数字化、网络化、智能化以及新能源、新材料、新装备等技术创新最全面、大规模的载体与平台,因此再次成为工业革命和工业化水平的代表性产业。
 
    无论是从创新驱动发展,还是国民经济的可持续健康发展,具有大规模效应与产业关联带动作用的汽车产业都应是战略必争产业。中国汽车工业增加值占GDP的比重仅为1.53%,与汽车强国4%的水平存在较大差距,其原因就是我们在产业链的低端,是制造而非创造,因此汽车工业做强将为国民经济发展发挥更重要的作用。同时,汽车工业极强的产业关联与带动性,也是中国制造业技术创新水平的集中体现。
 
    二、汽车产业发展面临的主要问题与制约因素
 
    (一)对汽车产业在制造强国建设和经济转型升级中的重要战略地位认识不足,清晰系统持续的产业发展战略和顶层设计缺失。近年来我国汽车产业发展迅猛,但汽车产业发展战略依旧不清晰,缺乏系统完整的汽车强国战略。汽车产业政策的不持续性,导致国内汽车市场波动大,企业产能要么难以适应,要么出现闲置,加剧了国内市场的低水平竞争,产业大而不强。
 
    (二)关键核心技术受制于人,自主创新能力偏弱。目前,我国主要汽车集团在乘用车平台技术、发动机系统、新能源电池等领域仍未完全掌握关键技术,尚未形成完整工业体系及能力。
 
    (三)缺乏基础研究共性技术平台与创新体系支撑。目前,我国初步建立官产学研相结合的创新体系,但是由于产业组织结构、企业规模及治理模式等多种因素制约,对基础共性技术的研究仍偏弱,另外,目前尚无跨行业、跨领域、跨技术的协调管理机制。
 
    (四)传统汽车产业整体技术水平和研发能力薄弱,供应链体系不完整,制约战略新兴产业的快速发展。由于我国传统汽车及其相关产业的创新能力、研发投入强度相对薄弱,相关产业链尚不完善,部分关键零部件原材料和关键元器件依赖国外,制约了节能与新能源汽车的快速发展。
 
    (五)商业运营模式、人文等软环境发展滞后,自主品牌培育仍需时日。目前,汽车产业主导的商业模式仍未确定,汽车文化环境建设滞后,同时国产汽车技术水平、产品质量、性能等方面仍与国际先进水平存在差距,缺乏核心竞争力。
 
    三、节能与新能源汽车是汽车制造强国的必由之路
 
    随着全球汽车保有量的迅速增长,面临能源、环境和安全的压力日益加大。从可持续发展看,汽车产业必须解决能源、污染、安全和拥堵全球公认的四大汽车公害,低碳化、信息化与智能化汽车已被认为是最终解决方案。
 
    美日欧等国家都已提出了汽车低碳化、电动化、智能化的发展目标,并通过加强技术创新、跨产业协同融合等规划,加快推动实现汽车产业在新一代信息技术、清洁能源技术发展大背景下的转型和变革。
 
    在低碳化方面,主要汽车发达国家基本都提出了乘用车燃料消耗量达到2020年5L/100km,2025年4L/100km左右的目标。
 
    在电动化方面,在各国政府的积极推动和主要汽车制造商努力下,基于动力电池技术进步和成本降低,全球汽车电动化进程不断加快。2014年全球电动汽车销量达30万辆。据国际能源机构预测,到2030年电动汽车将占世界汽车销量的30%。
 
    在智能化方面,世界先进国家已将汽车产业的发展蓝图确定为要实现基于网络的设计、制造、服务一体化的数字模型。如,德国工业4.0清晰定义了基于互联网的智能汽车、设施及制造服务的信息物理融合系统,以及明确了从汽车机电一体化到智能驾驶信息物理融合推进时间表。欧盟计划2050年形成一体化智能和互通互联汽车的交通区,互联汽车将于2015年上市。
 
    2014年中国汽车销量达2439万辆,截至2014年底,汽车保有量1.45亿辆。近年来,中国石油进口依存度已接近60%,交通领域石油消费占比接近50%,其中近80%被汽车消耗。同时,城市道路交通矛盾日益突出,汽车成为环境污染排放的重要来源,由此可见,汽车产业肩负改善交通、保护环境、节约能源等的重要责任,中国汽车产业发展节能与新能源汽车,实现低碳化、电动化、智能化发展刻不容缓。从中国汽车产业的现状看,依据汽车产业的现有基础、在国家战略性新兴产业与节能减排法规的促进下,经过“十三五”期间的扎实推进与重点突破,有可能在“十四五”形成低碳化、信息化、智能化的节能与新能源汽车优势领域。
 
    四、推动节能与新能源汽车产业发展的战略目标
 
    (一)纯电动汽车和插电式混合动力汽车
 
    1. 产业化取得重大进展。到2020年,自主品牌纯电动和插电式新能源汽车年销量突破100万辆,在国内市场占70%以上;到2025年,与国际先进水平同步的新能源汽车年销量300万辆,在国内市场占80%以上。
 
    2. 产业竞争力显著提升。到2020年,打造明星车型,进入全球销量排名前10,新能源客车实现批量出口;到2025年,2家整车企业销量进入世界前10。海外销售占总销量的10%。
 
    3. 配套能力明显增强。到2020年,动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平,在国内市场占有率80%;到2025年,动力电池、驱动电机等关键系统实现批量出口。
 
    4. 逐步实现车辆信息化、智能化。到2020年,实现车-车、车-设施之间信息化;到2025年,智能网联汽车实现区域试点。
 
    (二)燃料电池汽车
 
    1.关键材料、零部件逐步国产化。到2020年,实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力;到2025年,实现高品质关键材料、零部件实现国产化和批量供应。
 
    2.燃料电池堆和整车性能逐步提升。到2020年,燃料电池堆寿命达到5000小时,功率密度超过2.5千瓦/升,整车耐久性到达15万公里,续驶里程500公里,加氢时间3分钟,冷启动温度低于-30℃;到2025年,燃料电池堆系统可靠性和经济性大幅提高,和传统汽车、电动汽车相比具有一定的市场竞争力,实现批量生产和市场化推广。
 
    3.燃料电池汽车运行规模进一步扩大。到2020年,生产1000辆燃料电池汽车并进行示范运行;到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,燃料电池汽车实现区域小规模运行。
 
    (三)节能汽车
 
    到2020年,乘用车(含新能源乘用车)新车整体油耗降至5升/100公里,2025年,降至4升/100公里左右。到2020年,商用车新车油耗接近国际先进水平,到2025年,达到国际先进水平。
 
    (四)智能网联汽车
 
    到2020年,掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术,初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系。到2025年,掌握自动驾驶总体技术及各项关键技术,建立较完善的智能网联汽车自主研发体系、生产配套体系及产业群,基本完成汽车产业转型升级。
 
    五、推动节能与新能源汽车产业发展的重点领域
 
    (一)纯电动汽车和插电式混合动力汽车
 
    纯电动汽车是指其动力系统主要由动力蓄电池和驱动电机组成,从电网获得电力,并通过动力蓄电池向驱动电机提供电能驱动的汽车。 插电式混合动力汽车是一种能从外部电源对其能量存储装置进行充电的混合动力汽车,具有纯电行驶模式。围绕纯电动汽车和插电式混合动力汽车,将主要在以下重点领域开展工作:
 
    1. 研发一体化纯电动平台。开发高集成度的电动一体化底盘产品技术,高度集成电池系统、高效高集成电驱动总成、主动悬架系统、线控转向/制动系统、集成控制系统,实现整车操纵稳定性、电池组安全防护、底盘系统的轻量化的研究应用。
 
    2. 高性能插电式混合动力总成和增程式器发动机。开发高性能插电式混合动力总成,开展离合器、电机及变速箱集成开发、混合动力系统控制和集成技术开发。重点掌握新型结构发动机、高效高密度发电机的开发,研究高效发动机与发电机的集成的核心关键技术,形成增程器系统的自主开发和配套能力。
 
    3. 下一代锂离子电动力电池和新体系动力电池,高功率密度、高可靠性电驱动系统的研发和产业化,构建自主可控的产业链。建立和健全富锂层氧化物正极材料/硅基合金体系锂离子电池、全固态锂离子电池、金属空气电池、锂硫电池等下一代锂离动力电池和新体系动力电池的产业链,并推动高功率密度、高效化、轻量化、小型化的驱动电机的研发。
 
    4. 基于大数据系统的智能化汽车产业链建设,突破车联网应用、信息融合、车辆集成控制、信息安全等关键技术。建立基于大数据系统的智能网联汽车自主研发体系和生产配套体系,基本完成汽车产业转型升级突破环境感知与多传感器信息融合技术、信息支撑平台与协同通信技术、智能决策及智能线控技术、智能网联汽车的车辆集成技术、智能网联汽车信息安全技术等关键技术。
 
    (二)燃料电池汽车
 
    燃料电池汽车是指利用氢气和空气中的氧在催化剂作用下,在燃料电池中电化学反应产生的电能作为主要动力源的汽车。围绕燃料电池汽车,将主要在以下重点领域开展工作:
 
    1.燃料电池催化剂、质子交换膜、碳纸、膜电极组件、双极板等关键材料批量生产能力建设和质量控制技术研究。开展高功率密度电堆用的低Pt催化剂、复合膜、扩散层(碳纸、碳布)、高性能及耐受性质子交换膜材料、高可靠性及低铂担量的膜电极(MEA)、高性能及高可靠性的金属双极板的开发和质量控制技术的研究,形成批量生产能力。
 
    2.燃料电池堆系统可靠性提升和工程化水平的研究。提高催化剂及其载体的抗氧化能力,质子膜的机械和化学稳定性;改进燃料电池材料制备工艺和质量控制,提高电堆设计水平;验证电堆运行寿命,解决车辆运行条件下的电堆均一性问题;结合车辆动态运行特征,对系统级运行与操作条件做匹配优化;实现系统级寿命验证与参数表征,提高产品级寿命;提高系统零部件的可靠性,开展系统可靠性分析与设计改进。
 
    3.汽车、备用电源、深海潜器等燃料电池通用化技术研究。开展燃料电池通用化技术研究,2020年,实现关键技术攻关,研发出新一代的金属双极板电堆,2025年,完成商业化产品全产业链的建设。
 
    4.燃料电池汽车整车可靠性提升和成本控制技术。开展燃料电池发动机系统集成与优化,实现燃料电池整车可靠性提高;推动燃料电池关键材料(膜、炭纸、催化剂、MEA、双极板等)及系统关键部件(空压机、膜增湿器、电磁阀、车载70MPa氢瓶等)国产化,开发超低铂,非铂催化剂,降低材料成本,促进燃料电池系统产品化和工程化,实现燃料电池系统设计模块化,并改进生产制造工艺。
 
    (三)节能汽车
 
    节能汽车是指以内燃机为主要动力系统,综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车,主要涵盖先进汽柴油汽车、替代燃料汽车、混合动力汽车等。围绕节能汽车,将主要在以下重点领域开展工作:
 
    1.整车轻量化技术、低滚阻轮胎,车身外形优化设计。推广应用铝合金、镁合金、高强度钢、塑料及非金属复合材料等整车轻量化材料和车身轻量化、底盘轻量化、动力系统、核心部件轻量化设计。形成低滚阻轮胎开发技术、节能、安全、舒适等性能控制技术、低风阻整车开发技术、整车智能热管理技术等整车集成技术的开发和产业化能力。
 
    2.柴油机高压共轨、汽油机缸内直喷、均质燃烧和涡轮增压等高效率发动机,提高热动能量转化效率。促进柴油机高压共轨技术的自主开发,推动柴油发动机在乘用车上的应用。推动高效汽油发动机的自主开发和产业化,提升热动能量转化效率,降低能耗。促进汽油机缸内直喷、均值燃料、废气再循环+高压缩比、可变气门正时(VVT)、可变气门升程(VVL)、废气涡轮增压和机械增压技术等高效燃烧技术的开发与自主供应;低摩擦轴承、低粘度机油、激光珩磨等低摩擦新产品和新工艺的开发;形成电子节温器、电子水泵、智能发电机等高效附件的开发与商品化能力。
 
    3.商用车自动控制机械变速器、高效变速器、节能空调、起停技术和制动能量回收技术的研究优化。实现双离合器总成、电液耦合液压阀体、液力变矩器、高压静音油泵核心技术突破与国产化。促进机械变速器自动控制、变速器多档化、手动变速器平台化、提升变速器效率,与国际趋势接轨。研究优化节能空调技术、启停技术、制动能量回收技术和零部件的开发,实现国产化批量供应。
 
    (四)智能网联汽车
 
    智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,具备复杂环境感知、智能化决策、自动化控制功能,使车辆与外部节点间实现信息共享与控制协同,实现“零伤亡、零拥堵”,达到安全、高效、节能行驶的下一代汽车。围绕智能网联汽车,将主要在以下重点领域开展工作:
 
    1、基于车联网的车载智能信息服务系统。在现有的Telmatics系统基础上,为乘客的安全便利出行提供全方位的信息服务。
 
    2、公交及营运车辆网联化信息管理系统。全面升级及优化公交、出租及各种运营车辆信息服务及管理系统,为专业驾驶员的安全、绿色与高效出行提供全方位信息服务,同时为营运管理与交通管理部门提供系统的监控、调度和管理服务。
 
    3、装备智能辅助驾驶系统的智能网联汽车。包括车道偏离预警系统、盲区预警系统、驾驶员疲劳预警系统、自适应巡航控制系统及预测式紧急刹车系统,能提供至少两种可共同运行的主要控制功能,如自适应巡航控制(ACC)与车道偏离预警的结合,以减轻驾驶人负担。减少交通事故30%以上,减少交通死亡人数10%以上。
 
    4、装备自动驾驶系统的智能网联汽车。包括结构化道路下和各种道路下的自动驾驶系统,可执行完整的安全关键驾驶功能,在行驶全程中检测道路状况,实现可完全自动驾驶。无人驾驶最高安全车速达到120km/h,综合能耗较常规汽车降低10%以上,减少排放20%以上。
 
    六、推动节能与新能源汽车产业发展的主要路径
 
    (一)加强对关键核心技术和零部件研发和产业化支持。掌握电池、电机、电控核心技术,加大对燃料电池关键材料和零部件的研发支持和产业链建设,以及促进传统能源动力系统应用新一代增压直喷、混合动力、低摩擦等技术的开发和产业化,形成完整的节能与新能源汽车产业配套体系,推动插电式混合动力、纯电动及燃料电池汽车工程化和产业化水平,促进节能产品的应用。
 
    (二)搭建产业共性技术平台,加强优势技术的共享应用以及通用技术与部件的联合批量供应。发挥产业创新联盟的作用,加强统筹协调,开展关键共性技术研发与工程化应用,采取多种形式的商业化合作模式,创新供应体系,建立行业共享的汽车产品开发数据库,全面提升我国汽车工业自出开发能力和整体技术水平。
 
    (三)完善标准法规体系,提升检测评价能力,加强产品事中事后监管。进一步完善新能源汽车准入管理制度和汽车产品公告制度,严格执行准入条件、认证要求;加强新能源汽车安全标准的研究与制定,加快研究制定新能源汽车以及充电、加注技术和设施的相关标准;制定分阶段的乘用车、轻型商用车和重型商用车燃料消耗量目标值标准,实施乘用车企业平均燃料消耗量管理和重型商用车燃料消耗量标示制度。
 
    (四)完善政策保障体系。通过税收、补贴等鼓励政策,加强混合动力系统的规模应用;推动新能源汽车的推广应用;完善充电基础设施保障体系并加快制氢、储氢、加氢等配套体系建设;加快燃料电池在交通、通讯、能源、航空、船舶等领域的应用,促进产业协同发展。
 
    (五)加强国际合作,强化国际化布局。加强在新技术、新材料、关键零部件等方面的合作开发,加强国际化产业布局。积极参与制定国际标准法规的制定,为我国节能与新能源汽车走向国际奠定基础。

(责任编辑:李瑾) [打印本页] [关闭窗口]