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甄子健,北京理工大学车辆工程专业工学博士,中国汽车工程师专业技术资格认证资深工程师,人力资源和社会保障部认证项目管理师,多年致力于汽车设计、制造技术和电动汽车重大科技项目管理等领域。现任北京卡达克科技中心(中国汽车技术研究中心下属机构)主任,国家863计划“节能与新能源汽车”重大项目办公室副主任。
近年来,以电动汽车为代表的新能源汽车被普遍认为是未来汽车能源动力系统发展的主要方向,已经成为世界汽车发达国家和主要汽车制造商应对能源环境挑战的战略重点。
早在世界电动汽车仍处于徘徊期的本世纪初,我国就从维护国家能源和环境安全、增强汽车核心竞争力的角度,举国家科技之力,投入8.8亿科技经费实施“十五””863计划电动汽车重大科技专项,带动产业界和地方配套投入24亿元,确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及电池、电机、电控关键零部件技术为主体的“三纵三横”电动汽车研发布局,组织国内上百家产学研单位进行大规模、有计划、高强度的电动汽车技术攻关,完成了中国电动汽车产业前期技术的原始创新和集成创新; “十一五”期间,我国又投入11亿元科技经费,组织实施863计划节能与新能源汽车重大项目,使电动汽车863计划立项课题总数超过500项,以企业为主体,汽车、电池、电力电子、充电加氢基础设施等行业产学研参与单位总数超过千家。产学研协作重点突破整车集成技术、动力系统平台技术以及关键零部件技术,全产业链范围内掌握电动汽车关键技术,实现了新能源汽车产品的初步产业化和规模化示范。
发展混合动力汽车,主导汽车节能环保技术产业化
混合动力汽车技术被普遍认为是汽车节能环保的主要解决方案,世界上也只有少数几家大汽车公司掌握了核心技术并实现了产业化,2000年之前在我国还是空白。从“十五”开始,863计划电动汽车重大科技专项开始支持几家主要汽车企业和混合动力客车企业,攻克了电机电池多能源动力总成控制、混合动力发动机匹配、制动能量回收等关键技术,匹配、优化混合动力系统技术平台,开发出轻度、中度、深度以及plug-in混合动力乘用车和客车。由“十五”期间几十辆规模试运行,增加到2009年底混合动力客车2000辆以上、混合动力轿车百辆以上的“十城千辆”工程示范运行规模。对混合动力汽车产业化实现了有效的科技支撑。
目前,我国已有73款混合动力汽车进入汽车新产品公告。产品依托各大汽车企业自主开发的车型平台,面向市场设计,依据混合度不同节油率达到10%- 40%,在成本价格、节油效益等方面具有较强竞争力。混合动力客车方面,一汽、东风、五洲龙、南车时代等单位研发的串联、并联式混合动力客车,平均故障间隔里程由2008年的3000公里提高到4200公里以上,混合动力主要部件首次大修里程达到8万至10万公里。自主创新的混合动力客车产品应用规模进入世界前列,技术水平处于国际先进水平,已经具备一定的产业化优势;混合动力轿车方面,一汽、长安、奇瑞等研制出双电机深度混合动力轿车,NEDC工况下的油耗为5.3L/100Km,与传统车相比节油大于40%;研制出ISG混合动力轿车,采用1.5L汽油机,通过13KW电机调节,可达到与2.0L发动机相当的动力性,节省燃油20% 以上。在“十城千辆”工程上百辆规模的示范应用中,性能表现稳定、节油效果良好,有望进入世界混合动力汽车和插电式混合动力汽车先进厂商之列。
随着“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程的开展,混合动力汽车具备了良好应用环境,我国将有更多的汽车企业将其作为自主创新和节能环保技术产业化的主攻方向。通过节能环保混合动力汽车的示范应用,树立自主创新的自信心,提升骨干企业的创新能力和创新环境的建设,推动汽车工业产业结构升级。
发展纯电动汽车,形成具有中国特色的新能源汽车产业链
2001年开始,在863计划的支持下,我国汽车企业联合动力电池企业、电机企业开始纯电动汽车的规模化研发。围绕锂离子电池等先进车载能量系统技术、动力系统匹配技术、智能充电技术,整车智能控制和通信交互技术等领域,纯电动汽车关键技术得到攻克。在一些骨干企业和科研机构建立起纯电动汽车动力系统技术平台,带动奇瑞、比亚迪、长安、江淮、众泰、北汽、上汽、广汽、安凯等十几家汽车企业研发出多款纯电动汽车产品。新一代纯电动汽车产品覆盖从微型轿车到大型客车的产品系列,126款纯电动汽车进入汽车新产品公告,批量示范应用在中国“十城千辆”示范工程,并实现小批量出口欧美市场。配备高能锂离子动力电池的纯电动客车2006年开始在示范城市公交线路稳定运行,其电池组快换技术开创国际先河。12米纯电动客车整车能量消耗率降到83.8kWh/100km,达到国际先进水平;纯电动轿车方面,最高车速达到120公里/小时以上,一次充电里程超过180公里,制动能量回馈对续驶里程贡献率达到18%,动力系统经受住等效15万公里的耐久性实验,A级纯电动轿车百公里电耗降到16.5千瓦时。纯电动轿车通过国际认证,出口欧美。
目前,在我国,顺应世界汽车技术转型趋势,纯电动汽车利用巨大的市场容量需求和细分市场,优化使用效率,正在逐渐成为公共交通和个人交通的组成部分。我国自主研发的电动汽车整车产品,各具独特技术特征,拥有全部知识产权, 全产业链范围内掌握了电动汽车关键技术,涉及整车平台及关键零部件、充电基础设施和加氢基础设施等。无论是产品、标准、市场、产业链建设,还是基础设施建设、示范推广政策等发展环境,中国已走在了世界前列,已具备培育和发展新能源汽车战略性新兴产业,实现了跨越式发展的第一步。
发展燃料电池汽车,抢占汽车动力系统技术发展制高点
为了在日益激烈的国际竞争中占据主动,抢占汽车动力系统技术制高点,国家863计划从“十五”开始扶持包括燃料电池发动机在内的关键零部件技术进步,同时大力支持动力平台技术和整车集成技术的开发和创新,强调整车和动力平台的引领与带动示范作用。通过充分的创新挖潜,攻克了燃料电池轿车动力系统集成、控制和适配等关键难点,建立了具有自主知识产权的以电电混合、平台结构和模块集成为技术特征的燃料电池汽车动力系统平台,并成功开发““超越”系列、上海大众帕萨特领驭、上汽集团“上海牌”、奇瑞“东方之子”、长安“志翔”和一汽“奔腾”燃料电池轿车,成功开发燃料电池客车。研发的“超越二号”和“超越”三号“燃料电池轿车,分别参加2004和2006世界必比登新能源汽车挑战赛,与美国通用、福特、德国大众、戴克以及日本等汽车公司研制的燃料电池轿车同场竞技,在7项技术测试中分别取得5项和4项技术A级奖,综合成绩名列前茅,而且燃料经济性和车外噪声测试指标位列第一。随后,研制的新一代燃料电池轿车动力平台0-100km/h加速时间达到15s,最高车速达到152.1km/h,最大爬坡度为20%,续驶里程达到319km,氢燃料消耗率1.192kg/100km;研制的燃料电池客车氢燃料消耗量降低到8.5千克/百公里以下,在车辆性能和配置基本相当的情况下,生产成本不足国外的50%。
在中国特色的科研与示范考核相结合新能源汽车研发推动下,20辆帕萨特领驭燃料燃料电池轿车,圆满完成马拉松赛引导等奥运任务。2009年,16辆奥运燃料电池轿车参加美国“加州燃料电池伙伴计划(CaFCP)示范运行,进行了城市道路、乡间道路、高速公路和综合道路示范运行。在近半年时间里,各车在各种复杂的外部情况下均表现良好。2010年,我国自主研发的80辆燃料电池轿车和100辆燃料电池观光车,6辆UNDP燃料电池城市公交客车圆满完成世博示范运行,行驶超过90万公里,载客超过180万人次,其中接待VIP超过6000人次。世博燃料电池汽车大规模、长时间、高负荷的运营,为开展燃料电池汽车的技术研究、产业化推进、示范运行组织等提供了积累经验和总结完善的前所未有的机会,对我国燃料电池汽车领域的技术发展及产业化研究具有重大意义。
燃料电池汽车动力系统平台、关键零部件及储氢、制氢技术的不断突破与进步,为中国实现汽车工业跨越式发展提供了技术支撑,引领中国汽车技术走向未来汽车技术制高点。
2009年以来,科技部联合财政部、发改委和工信部,建立起促进电动汽车科技成果产业化的“科技--财政”联动新机制,在25个试点城市配套实施“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程,带动中央财政投入科技成果转化购车补贴资金超过22亿元,带动社会电动汽车整车、关键零部件及充电基础设施全产业链投入百亿元以上。随着三类电动汽车整车产品研发进展,我国已有50多家企业的184个车型进入《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》。以科技为先导,行业产业和地方强势跟进,我国电动汽车呈现快速发展的趋势。
2009-2010年,我国汽车工业已连续两年产销分别突破1300万辆和1800万辆,成为世界第一大产销国。面对快速增长的汽车市场与产能,尽快实现电动汽车产业化技术的创新突破及其科技成果的转化,是当前我国应对由于机动车快速增加而带来的能源环境挑战,实现由汽车大国向汽车强国转变的迫切需求。科技部在即将启动实施的国家“十二五”科技计划中,将整合国家科技研发计划资源实施《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,通过整合国家科技计划资源,进一步加大电动汽车科技研发投入,为培育和发展战略性新兴产业提供强有力的科技引领与支撑。同时,科技部还将联合相关部门进一步加大“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点工程的实施力度,按照“政府主导、开放竞争、完善服务、鼓励创新”的思路,稳步推进各项工作。
(本文分为上下篇,此为上篇部分。未完待续,敬请期待!)
近年来,以电动汽车为代表的新能源汽车被普遍认为是未来汽车能源动力系统发展的主要方向,已经成为世界汽车发达国家和主要汽车制造商应对能源环境挑战的战略重点。
早在世界电动汽车仍处于徘徊期的本世纪初,我国就从维护国家能源和环境安全、增强汽车核心竞争力的角度,举国家科技之力,投入8.8亿科技经费实施“十五””863计划电动汽车重大科技专项,带动产业界和地方配套投入24亿元,确立了以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车以及电池、电机、电控关键零部件技术为主体的“三纵三横”电动汽车研发布局,组织国内上百家产学研单位进行大规模、有计划、高强度的电动汽车技术攻关,完成了中国电动汽车产业前期技术的原始创新和集成创新; “十一五”期间,我国又投入11亿元科技经费,组织实施863计划节能与新能源汽车重大项目,使电动汽车863计划立项课题总数超过500项,以企业为主体,汽车、电池、电力电子、充电加氢基础设施等行业产学研参与单位总数超过千家。产学研协作重点突破整车集成技术、动力系统平台技术以及关键零部件技术,全产业链范围内掌握电动汽车关键技术,实现了新能源汽车产品的初步产业化和规模化示范。
发展混合动力汽车,主导汽车节能环保技术产业化
混合动力汽车技术被普遍认为是汽车节能环保的主要解决方案,世界上也只有少数几家大汽车公司掌握了核心技术并实现了产业化,2000年之前在我国还是空白。从“十五”开始,863计划电动汽车重大科技专项开始支持几家主要汽车企业和混合动力客车企业,攻克了电机电池多能源动力总成控制、混合动力发动机匹配、制动能量回收等关键技术,匹配、优化混合动力系统技术平台,开发出轻度、中度、深度以及plug-in混合动力乘用车和客车。由“十五”期间几十辆规模试运行,增加到2009年底混合动力客车2000辆以上、混合动力轿车百辆以上的“十城千辆”工程示范运行规模。对混合动力汽车产业化实现了有效的科技支撑。
目前,我国已有73款混合动力汽车进入汽车新产品公告。产品依托各大汽车企业自主开发的车型平台,面向市场设计,依据混合度不同节油率达到10%- 40%,在成本价格、节油效益等方面具有较强竞争力。混合动力客车方面,一汽、东风、五洲龙、南车时代等单位研发的串联、并联式混合动力客车,平均故障间隔里程由2008年的3000公里提高到4200公里以上,混合动力主要部件首次大修里程达到8万至10万公里。自主创新的混合动力客车产品应用规模进入世界前列,技术水平处于国际先进水平,已经具备一定的产业化优势;混合动力轿车方面,一汽、长安、奇瑞等研制出双电机深度混合动力轿车,NEDC工况下的油耗为5.3L/100Km,与传统车相比节油大于40%;研制出ISG混合动力轿车,采用1.5L汽油机,通过13KW电机调节,可达到与2.0L发动机相当的动力性,节省燃油20% 以上。在“十城千辆”工程上百辆规模的示范应用中,性能表现稳定、节油效果良好,有望进入世界混合动力汽车和插电式混合动力汽车先进厂商之列。
随着“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程的开展,混合动力汽车具备了良好应用环境,我国将有更多的汽车企业将其作为自主创新和节能环保技术产业化的主攻方向。通过节能环保混合动力汽车的示范应用,树立自主创新的自信心,提升骨干企业的创新能力和创新环境的建设,推动汽车工业产业结构升级。
发展纯电动汽车,形成具有中国特色的新能源汽车产业链
2001年开始,在863计划的支持下,我国汽车企业联合动力电池企业、电机企业开始纯电动汽车的规模化研发。围绕锂离子电池等先进车载能量系统技术、动力系统匹配技术、智能充电技术,整车智能控制和通信交互技术等领域,纯电动汽车关键技术得到攻克。在一些骨干企业和科研机构建立起纯电动汽车动力系统技术平台,带动奇瑞、比亚迪、长安、江淮、众泰、北汽、上汽、广汽、安凯等十几家汽车企业研发出多款纯电动汽车产品。新一代纯电动汽车产品覆盖从微型轿车到大型客车的产品系列,126款纯电动汽车进入汽车新产品公告,批量示范应用在中国“十城千辆”示范工程,并实现小批量出口欧美市场。配备高能锂离子动力电池的纯电动客车2006年开始在示范城市公交线路稳定运行,其电池组快换技术开创国际先河。12米纯电动客车整车能量消耗率降到83.8kWh/100km,达到国际先进水平;纯电动轿车方面,最高车速达到120公里/小时以上,一次充电里程超过180公里,制动能量回馈对续驶里程贡献率达到18%,动力系统经受住等效15万公里的耐久性实验,A级纯电动轿车百公里电耗降到16.5千瓦时。纯电动轿车通过国际认证,出口欧美。
目前,在我国,顺应世界汽车技术转型趋势,纯电动汽车利用巨大的市场容量需求和细分市场,优化使用效率,正在逐渐成为公共交通和个人交通的组成部分。我国自主研发的电动汽车整车产品,各具独特技术特征,拥有全部知识产权, 全产业链范围内掌握了电动汽车关键技术,涉及整车平台及关键零部件、充电基础设施和加氢基础设施等。无论是产品、标准、市场、产业链建设,还是基础设施建设、示范推广政策等发展环境,中国已走在了世界前列,已具备培育和发展新能源汽车战略性新兴产业,实现了跨越式发展的第一步。
发展燃料电池汽车,抢占汽车动力系统技术发展制高点
为了在日益激烈的国际竞争中占据主动,抢占汽车动力系统技术制高点,国家863计划从“十五”开始扶持包括燃料电池发动机在内的关键零部件技术进步,同时大力支持动力平台技术和整车集成技术的开发和创新,强调整车和动力平台的引领与带动示范作用。通过充分的创新挖潜,攻克了燃料电池轿车动力系统集成、控制和适配等关键难点,建立了具有自主知识产权的以电电混合、平台结构和模块集成为技术特征的燃料电池汽车动力系统平台,并成功开发““超越”系列、上海大众帕萨特领驭、上汽集团“上海牌”、奇瑞“东方之子”、长安“志翔”和一汽“奔腾”燃料电池轿车,成功开发燃料电池客车。研发的“超越二号”和“超越”三号“燃料电池轿车,分别参加2004和2006世界必比登新能源汽车挑战赛,与美国通用、福特、德国大众、戴克以及日本等汽车公司研制的燃料电池轿车同场竞技,在7项技术测试中分别取得5项和4项技术A级奖,综合成绩名列前茅,而且燃料经济性和车外噪声测试指标位列第一。随后,研制的新一代燃料电池轿车动力平台0-100km/h加速时间达到15s,最高车速达到152.1km/h,最大爬坡度为20%,续驶里程达到319km,氢燃料消耗率1.192kg/100km;研制的燃料电池客车氢燃料消耗量降低到8.5千克/百公里以下,在车辆性能和配置基本相当的情况下,生产成本不足国外的50%。
在中国特色的科研与示范考核相结合新能源汽车研发推动下,20辆帕萨特领驭燃料燃料电池轿车,圆满完成马拉松赛引导等奥运任务。2009年,16辆奥运燃料电池轿车参加美国“加州燃料电池伙伴计划(CaFCP)示范运行,进行了城市道路、乡间道路、高速公路和综合道路示范运行。在近半年时间里,各车在各种复杂的外部情况下均表现良好。2010年,我国自主研发的80辆燃料电池轿车和100辆燃料电池观光车,6辆UNDP燃料电池城市公交客车圆满完成世博示范运行,行驶超过90万公里,载客超过180万人次,其中接待VIP超过6000人次。世博燃料电池汽车大规模、长时间、高负荷的运营,为开展燃料电池汽车的技术研究、产业化推进、示范运行组织等提供了积累经验和总结完善的前所未有的机会,对我国燃料电池汽车领域的技术发展及产业化研究具有重大意义。
燃料电池汽车动力系统平台、关键零部件及储氢、制氢技术的不断突破与进步,为中国实现汽车工业跨越式发展提供了技术支撑,引领中国汽车技术走向未来汽车技术制高点。
2009年以来,科技部联合财政部、发改委和工信部,建立起促进电动汽车科技成果产业化的“科技--财政”联动新机制,在25个试点城市配套实施“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广工程,带动中央财政投入科技成果转化购车补贴资金超过22亿元,带动社会电动汽车整车、关键零部件及充电基础设施全产业链投入百亿元以上。随着三类电动汽车整车产品研发进展,我国已有50多家企业的184个车型进入《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》。以科技为先导,行业产业和地方强势跟进,我国电动汽车呈现快速发展的趋势。
2009-2010年,我国汽车工业已连续两年产销分别突破1300万辆和1800万辆,成为世界第一大产销国。面对快速增长的汽车市场与产能,尽快实现电动汽车产业化技术的创新突破及其科技成果的转化,是当前我国应对由于机动车快速增加而带来的能源环境挑战,实现由汽车大国向汽车强国转变的迫切需求。科技部在即将启动实施的国家“十二五”科技计划中,将整合国家科技研发计划资源实施《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,通过整合国家科技计划资源,进一步加大电动汽车科技研发投入,为培育和发展战略性新兴产业提供强有力的科技引领与支撑。同时,科技部还将联合相关部门进一步加大“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点工程的实施力度,按照“政府主导、开放竞争、完善服务、鼓励创新”的思路,稳步推进各项工作。
(本文分为上下篇,此为上篇部分。未完待续,敬请期待!)