《节能与新能源汽车技术路线图2.0版》要点.docx

SAECCE 2020 | 李骏代表中国汽车工程学会发布节能与新能源汽车技术路线图 2.0要点发布时间：2020-10-2710 月 27 日，在 2020 中国汽车工程学会年会暨展览会上，节能与新能源汽车技术路线图（2.0 版）正式发布，将向社会公开出版发行。一、编制背景技术路线图 1.0 发布以来，汽车产业内外部环境不断发生变化，汽车产业技术进步日新月异，为了保障其科学性、时效性和引领性，同时为支撑我国面向2035 新能源汽车规划研究及汽车相关的“十四五”科技规划研究工作。二、 汽车产业变革趋势与发展新趋势能源、互联、智能革命为汽车产业创新发展注入了强劲新动力。能源革命是指传统动力汽车向新能源汽车的转变，围绕“三电”将出现并行于传统汽车动力系统产业链的全新产业链，以及基础设施和运营服务新系统。互联革命和智联革命相辅相成，推动互联化和智能化技术同样成为新的汽车核心技术，并催生出汽车产业新生态。1 低碳化、信息化、智能化汽车技术深入融合发展。低碳化方面汽车产业已呈现多条技术路线并行发展的局面，节能汽车一定时间仍占市场主要地位，主要国家和企业的电动化战略转型加速发展，氢燃料电池汽车产业预期提前。信息化、智能化方面，智能网联汽车产业技术加速发展，跨界融合成为创新发展的主基调。同时，数字化技术普及推广，推动汽车产业向智能制造转型。 新时代赋予我国汽车产业技术发展新的需求和使命。经济新常态背景下汽车产业作为国民经济重要支柱，其核心地区需进一步提升。其次，生态文明迫切需要汽车产业技术向清洁低碳方向发展。同时，不断升级的消费需求与科技变革进一步推动汽车+融合发展。制造强国战略将更加促使汽车产业补齐短板，突破瓶颈，掌握核心，自立自强。三、 我国汽车产业现状与评估汽车节能技术持续提升，当前我国乘用车新车平均油耗持续下降，已接近2020 年百公里 5L 的目标值，汽油机热效率达到 40%的国际领先水平，自动变速器占比已经达到 70%以上，7DCT 和 8AT 相继实现投产。2 纯电动汽车技术水平和产品竞争力全面提升，达到国际先进水平，我国纯电动汽车在整车能耗、持续行驶公里、智能化应用等方面实现了全面进步，产品竞争力显著提高。此外，我国动力电池技术和规模都进入世界前列，驱动电机与国外技术水平同步发展。插电式混合动力汽车相关技术提前实现性能目标，2019 年我国插电式混合动力乘用车 B 状态油耗已经达到百公里 4.3L，相比乘用车平均水平的油耗节油 25.9%，提前实现了国家的百公里 5 升油的目标。与此同时自主品牌车企插电式混合动力技术持续提升，比亚迪、广汽等骨干企业推出了不同类型新型的机电耦合装置。氢燃料电池汽车加快进入示范导入期，燃料电池方面，氢燃料电池客车在持续里程、百公里氢耗等方面都已经实现了2020 年目标，商用车燃料电池系统多项指标也与国际先进技术水平同步，核心技术方面我国已经实现了燃料电池电堆、压缩机等关键零部件的国产化，但是我们也看到在催化剂、炭纸、MEA 等核心材料和部件的基础方面还比较薄弱。智能网联汽车技术水平显著提升，整车智能化水平明显提高，PA 级部分自动驾驶已经大量应用，高级别自动驾驶汽车已在部分场景展开示范应用，同时我国 V2X 通信技术发展与国际领先水平保持同步，这次大会有“四跨”希望大家参加，大数据、云计算基础平台架构相较国外更具先进性，此外高精度地图、定位技术进展也与国际水平保持同等，已完成国家标准和团体标准两个层面的标准体系架构的构建。3 汽车产业技术创新支撑能力显著提升，从技术路线图 1.0发布至今国内相关汽车产业研发投入持续大幅度攀升，据统计年度科研应收比已经达到了 3.5%左右，过去到 2%都是很难的，有些企业投入力度更大，汽车科技人才数量与质量双双提升，汽车产业发明专利年度公布量五年翻番，多部门协同覆盖相关汽车产业的产业间的协同创新机制得到不断健全。在汽车产业发展硕果累累的同时， 我们必须清楚的认识到我国汽车产业的基础依然是薄弱环节，首先汽车研发用设计与模拟的软件平台、车规级计算芯片等基础软件、器件短板尚未补齐，其次高品质电工钢、非晶合金铁芯等关键材料尚待突破。第三是基础工艺尚有缺陷，影响技术创新从研发到产业化的实施。第四智能网联汽车操作系统等关键部件对进口的依赖仍然严重，难以达到产业化水平。这就是我们说的“四基”，基础材料、基础工艺、基础零部件、基础技术。4 四、我国汽车技术的发展愿景与目标以社会需求和产业发展需求为基础，节能与新能源汽车技术路线图2.0提出了新一轮汽车产业技术发展愿景，节能与新能源汽车技术路线图 2.0对于未来愿景的构想重点突出了新技术、新业态以及逆全球化倾向对于全球汽车产业布局和我国汽车产业所带来的影响的变革，提出了汽车产业技术发展的社会愿景和产业愿景两者互为支撑，相互促进。节能与新能源汽车技术路线图 2.0提出了能源环境友好共生，安全高效智慧出行，数字经济融合发展，和谐健康汽车社会等四个方面的社会愿景，站位非常高。节能与新能源汽车技术路线图 2.0提出了汽车产品品质不断提升，核心环节安全可控，汽车产业可持续发展，新产业生态构建完成，汽车强国战略目标全面实现等五个产业愿景。有四个社会愿景，然后有五个产业愿景。基于汽车技术发展的社会愿景和产业愿景，节能与新能源汽车技术路线图2.0坚持纯电驱动发展战略，提出面向 2035 年的六大总体目标：第一汽车产业碳排放总量先于国家碳减排承诺，于 2028 年左右提前达峰，到 2035 年碳排放总量较峰值下降 20%，这是我们一个非常重大的目标。大家知道习近平总书记已经宣5 布，正式向国际承诺到 2035 年中国碳排放达峰，到 2060 年中国碳排放降低到碳中和。我们汽车产业也是碳排放重要的影响者，所以我们主动提出这样一个汽车低碳化的目标。第二，新能源汽车逐渐成为主流产品，汽车产业实现电动化转型，这个也是非常明确的。第三，中国方案智能网联汽车技术体系基本成熟，产品大规模应用。这里强调的是中国标准的智能网联汽车的中国方案。第四，关键核心技术自主化水平显著提升，形成协同高效安全可控的汽车产业链。包括昨天的 CTO 的闭门会，像过去 CTO 基本上是关注技术问题，昨天的 CTO 闭门会很大的一个篇幅是大家关心在新形势下汽车产业链、科技链、人才链的稳定、安全、持续、发展的问题。第五，建立汽车智慧出行体系，形成汽车交通、能源、城市深度融合生态，这就是我们把智能网联汽车是致力于一个智慧城市、智慧交通、智慧能源、智能汽车深度融合这样的一个生态环境下，而不是单独的去强调单车智能。第六，技术创新体系优化完善，原始创新水平具备全球引领能力。这个目标更高，提到的原始创新水平要具备全球引领能力，这个是中国汽车在未来国际环境下能够可持续成长的最重要的内力。以六大总体目标为指导，节能与新能源汽车技术路线图 2.0分别以 2025 年、2030年、2035 年为关键节点，设立了产业总体发展里程碑，预计到 2035 年节能汽车与新能源汽车年销售量占比达到 50%，汽车产业实现电动化转型、燃料电池汽车保有量将达到 100 万辆左右，商用车将实现氢动力转型，各类网联式高度自动驾驶汽车车辆在国内广泛运行。中国方案智能网联汽车与智慧能源、智慧交通、智慧城市深度融合。五、技术路线图主要内容6 节能与新能源汽车技术路线图 2.0延续了总体技术路线图+重点领域技术路线图的研究模式和研究框架，并将原来 1.0 的 1+7 布局深化拓展到 2.0 的 1+9，形成了总体技术路线图+节能汽车+纯电动和插电式混合动力汽车+氢燃料电池汽车+智能网联汽车+汽车动力电池+新能源汽车电驱动系统 +充电基础设施 +汽车轻量化 +汽车智能制造与关键装备的1+9 总体布局。研究领域：产业总体+9 大技术发展方向产业总体路线图立足整体产业，从市场需求、产品应用、产业融合、产业基础四个方面进行规划，在市场需求方面节能与新能源汽车技术路线图 2.0综合考虑了我国未来政策法规、能源、人口、经济等方面的发展趋势与前景，结合典型世界汽车强国汽车产业社会发展的特征进行对标分析，研究我国汽车产业未来产销规模，乘用车平均油耗碳排放达峰等关键影响因素，预计到 2035 年我国汽车年产销规模将有较大幅度提升。安全、高效、便捷、经济、绿色成为人们出行消费需求升级的主要方向，我们要向这个方向引领，安全、高效、便捷、经济、绿色。在产品应用方面，预计到 2035 年传统能源动力乘用车将全面转化为混合动力，新能源汽车将成为主流，销量占比达50%以上。此外，各类网联式高度自动驾驶汽车在国内广泛运行，与此同时高速、快速公路城市道路的基础设施智能化水平将满足高度自动驾驶智能网联汽车运行需求，我们非常强调车外智能。在产业融合方面，汽车与能源、交通、信息、通信、电子等多领域相互赋能，协同发展，已成为产业转型升级的内在需求。昨天我们 CTO 闭门会重点讨论了汽车软件未来对汽车产业的重大影响，为指导跨产业协同衔接提出汽车与能源、交通、信息、ICT、软件深度融合统筹推进的技术路线。从汽车与能源融合来看，预计到 2035 年实现 V2G 功能在新增的电动汽车和充电基础设施的全面普及，从汽车与交通融合来看，就是汽车能源自洽，预计到2035 年在全路工况条件下实现低成本且高可靠可规模化快速部署的商用无人驾驶功能，从汽车与信息通信融合来看，自 2035 年实现 V2X 技术，支撑高度自动驾驶级别以上的汽车商业化运用，提高高精度地图数据的精度达到近厘米级。7 在产业技术方面节能与新能源汽车技术路线图 2.0提出了到 2035 年实现产业链完全自主可控，产业完成智能化转型、产业创新能力大幅增强，形成有利于低碳化、信息化、智能化融合发展的政策体系。并且建立综合性、立体化的人才体系。1.节能汽车：提出了 2025、2030、2035 三个阶段，乘用车含新能源汽车的新车平均油耗分别要达到百公里 4.6、3.2 和 2.0 升。传统能源乘用车不含新能源汽车的新车平均油耗分别达到百公里 5.6、4.8 和 4.0 升，对商用汽车预计在 2035 年载货汽车油耗较 2010 年水平要下降 15%20%，客车油耗较 2019 年平均油耗要降低 20%25%。2.新能源汽车：依然坚持纯电驱动发展战略。至 2035 年，传统能源动力乘用车将全面转化为混合动力，新能源汽车将成为主流，销量占比达50%以上，其中纯电动汽车将占新能源汽车的 95%以上，实现纯电驱动技术在家庭用车、公共用车、出租车、租赁服务用车以及短途商用车等领域的全面推广。3.燃料电池汽车：将燃料电池商用车作为氢能燃料电池行业的突破口，并把客车和城市物流车作为切入领域，重点在可再生能源制氢、工业富产氢丰富的地区推广大中型客车物流车并逐步推广至载重量更大长途运行的中重型卡车、牵引车和港口物流车以及部分乘用车8 领域。未来 2030 年到 2035 年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用，燃料电池汽车保有量可达到 100 万辆左右，同时未来也想从电堆基础材料、控制技术、储氢技术等方面实现根本的技术突破。4.智能网联：因为智能网联汽车涉及汽车、信息、通信、交通等多个领域，其技术架构较为复杂，为了给行业形成更加清晰的技术路线指引，节能与新能源汽车技术路线图 2.0深化完善了“三横两纵”的技术架构，涵盖了车辆关键技术、信息交互关键技术和基础支撑关键技术的“三横”，以及车载平台和基础设施的“两纵”。对智能网联汽车预计到 2025 年高度自动驾驶的汽车将切入市场，到 2030 年预计实现高度自动驾驶汽车在高速公路上的广泛应用，以及在部分城市道路情况下的特别是智慧城市场景下的规模化应用，到 2035 年高度自动驾驶和完全自动驾驶的智能网联汽车将具备与其他交通参与物和其他车辆的混合运行，两者之间的网联协同决策和控制能力将得到较大规模的提升，各类网联式高度自动驾驶车辆能够在中国广泛应用。5.动力电池：由于我国节能与新能源汽车产品应用领域和细分市场的逐步清晰，对应的车型产品特征比较显著，涵盖了纯电动、插电式和混合动力三大车型，基于以上这些考虑，节能与新能源汽车技术路线图 2.0动力与电池领域涵盖了能量型、能量功率兼固型和功9 率型三大技术方向，以乘用车和商用车为两大应用领域，抓住普及型、商用型、高端型三类应用场景，按照应用场景细分，在节能与新能源汽车技术路线图2.0架构设计和研究方面实现从单体、系统集成、新体系动力电池、关键材料、制造技术及关键装备测试评价、梯次利用以及回收利用等产业链全链条覆盖，预计到2035 年我国新能源汽车动力电池技术总体基于国际领先，并形成完整、自主、可控的动力电池产业链。6.新能源汽车电驱动系统：未来将从纯电驱动总成、插电式基电耦合总成、商用车动力总成、轮毂轮边电机总成为重点，以基础核心零部件元器件国产化为支撑，重点提升我国电驱动总成集成度与性能水平，预计2035 年我国新能源汽车电驱动系统产品总体达到国际先进水平。其中乘用车电机比功率达到 7.0kW/kg，乘用车电机控制气功率达到 70kW/L，纯电驱动系统比功率达到 3.0kW/kg。7.充电基础设施：以构建快充普遍覆盖，快充换电网络化部署来满足不同充电需求的立体充电体系为目标，预计到 2035 年将建成慢充桩接口达到 1.5 亿端以上，含自有桩及公用桩。公共快充端口含专用车辆域达到 146 万端，支撑 1.5 亿辆以上的车辆充电运行，10 同时实现城市出租车、网约车共享换电模式的大规模应用。8.汽车轻量化技术：近期以完善高强度钢应用为体系重点，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，不同于传统技术路线把整车整备质量和轻载材料应用作为衡量标准，节能与新能源汽车技术路线图 2.0引入了新概念，即整车轻量化系数、载质量利用系数、挂牵比等作用衡量整车轻量化水平的依据。到2035 年预计燃油乘用车整车轻量化系数降低 25%，纯电动乘用车整车轻量化系数降低 35%。9.智能制造与关键装备：面向汽车制造通用化、自适应化、透明化和智能化的发展方向，到 2035 年预计关键工序智能化率达到 0%以上，设备 OEE 接口综合效率比 2020 年提高 10%，劳动生产率比 2020 年提高 50%以上。以上就是路线图 2.0 的主要研究内容和成果。11 12