零部件及基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)
電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車的最大區(qū)別在于其動(dòng)力系統(tǒng)平臺以及涉及的關(guān)鍵零部件來自于傳統(tǒng)汽車行業(yè)之外,技術(shù)的難點(diǎn)首先表現(xiàn)在開發(fā)汽車級高度集成性、可靠性、性價(jià)比和質(zhì)量穩(wěn)定性的電驅(qū)動(dòng)零部件體系。從“十五”開始,在國家863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)強(qiáng)有力的引領(lǐng)和“三縱三橫”研發(fā)布局的組織下,我國車用鎳氫和鋰離子電池、車用燃料電池、車用電機(jī)等對電動(dòng)汽車性能有決定性影響的零部件領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。從基礎(chǔ)研究到關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),再到產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備均已全面展開,并形成了國際上規(guī)模最大的電動(dòng)汽車零部件產(chǎn)業(yè)。在基礎(chǔ)技術(shù)方面接近國際先進(jìn)水平,部分指標(biāo)具有一定優(yōu)勢。
我國動(dòng)力蓄電池在性能、工藝、安全性和電池管理技術(shù)方面取得顯著進(jìn)步,目前正在形成大規(guī)模配套產(chǎn)能
“十五”863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)實(shí)施,明顯帶動(dòng)我國大功率車用動(dòng)力蓄電池技術(shù)進(jìn)展,攻克了一些產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)出6.5Ah、8Ah、27Ah、40Ah、80Ah、100Ah等系列車用動(dòng)力電池品種,電池各項(xiàng)性能明顯呈現(xiàn)逐年上升的趨勢,用4～5年的時(shí)間,從無到有,縮短了落后國際先進(jìn)水平10余年的差距,一些電池的主要性能達(dá)到了同類型電池的國際先進(jìn)水平。
“十一五”期間,又在“十五”研究成果基礎(chǔ)上,加強(qiáng)了以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)的電池系統(tǒng)及關(guān)鍵原材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā),形成了用于混合動(dòng)力汽車的高功率型電池和用于純電動(dòng)汽車的高能量型電池產(chǎn)品化成套技術(shù)。在鎳氫電池方面,開發(fā)出用于HEV的6Ah-40Ah系列產(chǎn)品,鎳氫蓄電池功率密度達(dá)到了1173W/kg,能量密度超過50Wh/kg,單車最大運(yùn)行里程已超過15萬公里,已經(jīng)批量用于混合動(dòng)力轎車和混合動(dòng)力客車;在鋰離子電池開發(fā)方面,開發(fā)出用于純電動(dòng)汽車的50-100Ah系列產(chǎn)品,鋰離子動(dòng)力電池能量密度超過110Wh/kg,功率密度接近500W/kg。高能量型動(dòng)力電池在奧運(yùn)會、世博會電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用中得到了驗(yàn)證,已經(jīng)初步具備支撐電動(dòng)汽車開展大規(guī)模商業(yè)化示范運(yùn)行的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)條件。
目前,我國已形成了以長三角、珠三角及京津地區(qū)為核心的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)集群帶,同時(shí)帶動(dòng)了電池關(guān)鍵原材料及基礎(chǔ)研究的快速進(jìn)展。中國已成為被世界電動(dòng)汽車業(yè)普遍看好的車用動(dòng)力電池研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用基地。
我國已成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握車用百千瓦級燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)、制造以及測試技術(shù)的國家之一
“九五”結(jié)束時(shí),我國燃料電池已具備純氫純氧燃料電池技術(shù),但并非車用;經(jīng)過“十五”“十一五”863計(jì)劃的支持,完成了從系統(tǒng)方案到燃料電池關(guān)鍵材料、部件的幾代技術(shù)發(fā)展,完成了氫-空氣加壓與中低壓燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),全面達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),為客車與轎車提供了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),在北京與上海進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行。逐漸形成了以大連化學(xué)物理研究所與上海神力科技有限公司為代表的車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大研發(fā)團(tuán)隊(duì),成為我國燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的主力。
我國已成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握車用百千瓦級燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)、制造以及測試技術(shù)的國家之一,自主品牌的燃料電池在額定功率下發(fā)動(dòng)機(jī)的氫燃料效率≥50％,重量比功率≥160W/Kg。
“十一五”期間,我國燃料電池關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)取得突破,開發(fā)出了高活性、抗聚集的電催化劑以及高比表面積、抗氧化的擔(dān)體,打破了國際大公司壟斷局面;開發(fā)出了與國際商品化水平相當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)型復(fù)合自增濕質(zhì)子交換膜,研制出了性能已達(dá)國際目前水平的高導(dǎo)電性/高穩(wěn)定性炭紙,解決了雙極板的抗腐蝕和導(dǎo)電性,絲網(wǎng)印刷膜電極技術(shù)基本成熟,CCM膜電極已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小面積產(chǎn)品的出口。
我國車用電機(jī)產(chǎn)品技術(shù)在功率密度,控制精度,系統(tǒng)集成,冷卻系統(tǒng)方面取得長足的進(jìn)步,某些性能達(dá)到世界先進(jìn)水平,形成了批量配套能力
在車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)開發(fā)方面,經(jīng)過863計(jì)劃兩個(gè)五年計(jì)劃的持續(xù)支持,在“三縱三橫”研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化布局的帶動(dòng)下,我國永磁同步電機(jī)、交流異步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了系列化,功率范圍覆蓋200千瓦以下的民用范圍,電機(jī)重量與功率比超過1300瓦/千克,最高效率超過93％,達(dá)到國際先進(jìn)水平;國內(nèi)電機(jī)企業(yè)2010年前已具備近30萬輛電動(dòng)汽車的配套能力。
上海電驅(qū)動(dòng)90kW車用永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)在功率密度、峰值效率以及高效區(qū)等方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平,并具有原材料和產(chǎn)品成本比較優(yōu)勢。上海大郡批量生產(chǎn)的90kw車用牽引電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩達(dá)到210Nm,系統(tǒng)最高效率超過93%。南車時(shí)代的大功率永磁同步電機(jī)通過集成優(yōu)化設(shè)計(jì),電機(jī)軸向長度降低10%,重量降低15%,溫升降低10K。輕量化的電機(jī)已裝車考核2萬公里,運(yùn)行正常。電機(jī)控制器的體積降低15%,重量降低20%。中紡銳利研發(fā)的開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲較“十五”降低了12%,電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大大降低,實(shí)現(xiàn)10rpm滿載穩(wěn)定運(yùn)行;電機(jī)額定溫升降低25K;電機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩提高26%,同時(shí)電機(jī)產(chǎn)品的可靠性得到提高。
建立國家創(chuàng)新體系,營造電動(dòng)汽車發(fā)展的
良好環(huán)境
經(jīng)過”863”連續(xù)兩個(gè)五年計(jì)劃的支持,我國幾百家汽車企業(yè)、電機(jī)/電池等零部件企業(yè)、大學(xué)及科研院所等共同構(gòu)建了“三縱三橫”矩陣式產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)布局,通過有組織、大規(guī)模、高強(qiáng)度的持續(xù)研發(fā),我國基本建立了適合中國基礎(chǔ)特點(diǎn)的、能結(jié)合有效產(chǎn)學(xué)研力量與發(fā)達(dá)國家實(shí)力雄厚企業(yè)抗衡的國家創(chuàng)新體系,搭建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)平臺,初步構(gòu)成了關(guān)鍵零部件的配套研發(fā)體系。科技項(xiàng)目執(zhí)行中已申請專利2881項(xiàng)(其中發(fā)明專利1635項(xiàng)),研究頒布電動(dòng)汽車國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)56項(xiàng),已有180余款各類電動(dòng)汽車進(jìn)入中國汽車產(chǎn)品公告。已建成30個(gè)以上新能源汽車國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等國家級技術(shù)創(chuàng)新平臺,并建立了車用電池、電機(jī)、整車和基礎(chǔ)設(shè)施檢測能力,有助于我國更好地掌握電動(dòng)汽車核心技術(shù),進(jìn)一步推進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
組織建立一批公共檢測試驗(yàn)平臺
建立了電動(dòng)汽車整車測試能力,動(dòng)力蓄電池測試基地,車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)測試基地,燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測試基地,這些公共測試技術(shù)平臺配置了具有國際先進(jìn)水平的檢測、記錄、分析設(shè)備和相關(guān)軟件,建立了必要的靜、動(dòng)態(tài)檢測條件。通過近幾年進(jìn)行的動(dòng)力蓄電池、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵零部件的檢測和評價(jià),為專項(xiàng)不斷優(yōu)化整車和關(guān)鍵零部件組合、競爭擇優(yōu)提供了依據(jù),又為國內(nèi)一些科研生產(chǎn)單位提供了試驗(yàn)檢測手段,起到了國家技術(shù)平臺的作用。
形成一批研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化基地
針對產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)轉(zhuǎn)型及科技跨越的需求,在國家863計(jì)劃重大科技項(xiàng)目的帶動(dòng)下,各級組織建立了不同形式科技創(chuàng)新聯(lián)盟,推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。以整車企業(yè)為龍頭,以關(guān)鍵零部件企業(yè)為支撐,結(jié)成產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟和整車—零部件技術(shù)鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,建立了我國自主的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈,初步形成了研發(fā)、生產(chǎn)配套體系,提升了我國電動(dòng)汽車的整體核心競爭力;同時(shí),還在北京、重慶、廣東、吉林、湖北、安徽等地建立了一批電動(dòng)汽車區(qū)域產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,建立了中汽協(xié)T10電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、國有企業(yè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等,積極推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一汽集團(tuán)、東風(fēng)集團(tuán)、上汽集團(tuán)、長安汽車(000625,股吧)集團(tuán)、奇瑞汽車公司等汽車企業(yè)積極參與電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng),面向市場、自主創(chuàng)新,研發(fā)了電動(dòng)汽車整車技術(shù),創(chuàng)立了電動(dòng)汽車自主品牌,成為我國第一代電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化基地。
力神、萬向、比克、中信、科霸、中炬、春蘭、銀通等我國動(dòng)力蓄電池企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化投入和生產(chǎn)配套能力顯著增強(qiáng);南車時(shí)代、湘潭電機(jī)、上海電驅(qū)動(dòng)、大洋電機(jī)(002249,股吧)、中紡銳利、北京精進(jìn)電機(jī)等電機(jī)企業(yè)在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)業(yè)化方面總投資超過15億元。一批電動(dòng)汽車零部件高新技術(shù)企業(yè)積極配合整車單位,自主研發(fā)適合整車需求的關(guān)鍵零部件產(chǎn)品,并抓住機(jī)遇主動(dòng)出擊,與整車企業(yè)建立了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
隨著“十城千輛”工程的實(shí)施,電動(dòng)汽車能源供給基礎(chǔ)設(shè)施的潛在機(jī)會開始受到重視,我國國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司、中國普天集團(tuán)、中海油集團(tuán)等幾大國企,圍繞國家新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略積極介入,近兩年在電動(dòng)汽車能源供給體系方面累計(jì)投入將達(dá)到20億元以上。
帶動(dòng)形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
我國的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系是在1998年開始啟動(dòng)的,隨著國家“十五”、“十一五”展開大規(guī)模的科技創(chuàng)新與研究開發(fā),經(jīng)歷了前期從國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的采標(biāo)、對標(biāo)到現(xiàn)在自主研究和制修訂標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過程。科技部從“十五”開始,不僅投入幾千萬元科技經(jīng)費(fèi)立項(xiàng)直接支持電動(dòng)汽車整車、零部件和基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作,還組織參與重大科技專項(xiàng)相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)單位協(xié)助進(jìn)行電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)的研究制定。
目前,在相關(guān)部門、標(biāo)準(zhǔn)制定單位以及廣大電動(dòng)汽車研發(fā)單位的密切配合下,我國電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系已基本建立,已經(jīng)發(fā)布實(shí)施、現(xiàn)行有效的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共有56項(xiàng);近期將要完成的標(biāo)準(zhǔn)有55項(xiàng),其中包括新制訂標(biāo)準(zhǔn)44項(xiàng)、修訂標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng);另外,經(jīng)過行業(yè)推薦和專家評審,在未來4年需要制修訂的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)超過200項(xiàng)。這些標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、電動(dòng)汽車關(guān)鍵系統(tǒng)和零部件、電動(dòng)汽車能源供給基礎(chǔ)設(shè)施、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)輕便摩托車以及基礎(chǔ)通用等方面。伴隨著我國新能源汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的興起,我國正在建立起世界上覆蓋范圍最廣、數(shù)量最多的一個(gè)電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系。
科技與財(cái)政聯(lián)動(dòng),科研與示范結(jié)合
針對電動(dòng)汽車的發(fā)展處于從科研轉(zhuǎn)入產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵時(shí)期的特點(diǎn),圍繞863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大科技項(xiàng)目成果的轉(zhuǎn)化,創(chuàng)造性地建立了電動(dòng)汽車科技成果產(chǎn)業(yè)化“財(cái)政-科技聯(lián)動(dòng)”新機(jī)制,組織實(shí)施“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工程。通過加大國家政策扶持力度,開展電動(dòng)汽車大規(guī)模示范,培育市場、提高產(chǎn)品認(rèn)知度、進(jìn)行產(chǎn)品進(jìn)入市場前的可靠性、安全性考核,有計(jì)劃、分階段推動(dòng)科技成果向產(chǎn)品轉(zhuǎn)換。
經(jīng)過兩個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān)以及奧運(yùn)、世博、“十城千輛”示范平臺的應(yīng)用拉動(dòng),中國電動(dòng)汽車從無到有,技術(shù)處于持續(xù)進(jìn)步狀態(tài),建立起了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系,全國各地示范運(yùn)行各類電動(dòng)汽車超過1萬輛,示范運(yùn)行里程超過2億公里,累計(jì)載客90億人次以上,電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)總體水平和應(yīng)用規(guī)模位于國際前列,部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性進(jìn)展。2010年9月,國務(wù)院常務(wù)會議正式將新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為加快培育和發(fā)展的7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。科技創(chuàng)新引領(lǐng)了我國新能源汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的形成,科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合,充分發(fā)揮了第一生產(chǎn)力的作用。
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