【正文】 展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車電子、關(guān)鍵總成及零部件。 節(jié)能與新能源汽車具有廣闊的 市場 前景 我國 “十五”期間 卓有成效地 實(shí)施了電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)，并已在―十一五 ‖規(guī)劃綱要 中明確提出繼續(xù)重點(diǎn)支持節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化 ，引起 了 國內(nèi)外的高度重視。 與此同時(shí)，混合動(dòng)力商用車也得到了快速發(fā)展，特別是混合動(dòng)力公交客車。 因此 減緩和消除工況循環(huán)下 性能的衰減、 提高 燃料 電池對 空氣中雜質(zhì)的耐受力 、 改善低溫環(huán)境下 儲(chǔ)存和啟動(dòng)等 內(nèi)容 成為研究熱點(diǎn)。 在電動(dòng)汽車專項(xiàng)執(zhí)行期間，共申請了 796 項(xiàng)國內(nèi)外專利，其中發(fā)明專利 413 項(xiàng)，有效地提升了我國電動(dòng)汽車這一核心產(chǎn)品和新 興產(chǎn)業(yè)的競爭力。德國寶馬公司就提出了 CNG→ LNG→ LH2（液化氫氣）的代用燃料發(fā)展戰(zhàn)略。 當(dāng)前，國際上已成立了 IEA/AMF(International Energy Agency， Implementing Agreement： Alternative Motor Fuels)DME 聯(lián)合研究組織。 3）合成油 近 30 年開發(fā)的 煤 炭 直接液化工藝 有 德國 IGOR+工藝 ，美國氫煤19 法 (HCoal)工藝，日本 NEDOL 工藝 。 1990 年至 2021 年混合動(dòng)力汽車相關(guān)專利共計(jì) 157 項(xiàng)，涉及 CAN網(wǎng)絡(luò)和總線、功率分配、混合動(dòng)力車及總成結(jié)構(gòu)及控制、能量回收及21 制動(dòng)系統(tǒng)控制、瞬態(tài)控制、能量顯示、耦合 裝置等 7 大類。如原先使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源的空調(diào)，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在用于電動(dòng)車系統(tǒng)時(shí)需要改進(jìn)，使用電機(jī)系統(tǒng)作為動(dòng)力源；包含電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)車輪組件等高度集成，機(jī)電一體化的驅(qū)動(dòng)組件是電動(dòng)車電機(jī)系統(tǒng)專利申請的熱點(diǎn)之一。 我國面臨的機(jī)遇和采取的對策： 1） 尋找技術(shù)突破口，增強(qiáng)技術(shù)核心競爭實(shí)力是關(guān)鍵。 自主創(chuàng)新： 以整車產(chǎn)品為目標(biāo)，加強(qiáng)系統(tǒng)核心技術(shù)的研究，突出企業(yè)創(chuàng)新主體作用，在官、產(chǎn)、學(xué)、研緊密結(jié)合的成功經(jīng)驗(yàn)上創(chuàng)新機(jī)制；加強(qiáng)關(guān)鍵零部件的開發(fā)，促進(jìn)系列化、規(guī)模化產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)；加強(qiáng)基礎(chǔ)性共性技術(shù)的科 學(xué)研究，解決深層次技術(shù)難點(diǎn)。 完成天然氣、液化石油氣、二甲醚等代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 和整車 產(chǎn)品研究 開發(fā) ，進(jìn)行 代用燃料加注站裝備的改進(jìn)與開發(fā)，成為滿足國內(nèi)市場需求的主導(dǎo)產(chǎn)品； 建設(shè) 代用燃料汽車示范運(yùn)行工程，擴(kuò)大代用燃料汽車種類和應(yīng)用范圍，在典型地區(qū)建立城市間加氣站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化推廣。 – 電動(dòng)輔助系統(tǒng)：電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)助力制動(dòng)系統(tǒng)匹配、控制和測試技術(shù) 。到 2021 年，燃料電池轎車達(dá)到千輛級批量生產(chǎn) 能力 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ，燃料電池客車達(dá)到百輛級生產(chǎn)能力 的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ；燃料電池汽車商業(yè)化示范產(chǎn)品 獲得載客示范運(yùn)營許可，并利用奧運(yùn)會(huì)和世博會(huì)等重大活動(dòng)實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的初期市場導(dǎo)入。 – 生產(chǎn)技術(shù)：試制試驗(yàn)線建設(shè)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，檢測規(guī)范，工藝技術(shù)、檢測技術(shù)研究。 串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)集成共性關(guān)鍵技術(shù)。進(jìn)一步降低成本，32 完善批量化生產(chǎn)工藝，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模和應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)較大批量的商品銷售。 30 三 、項(xiàng)目發(fā)展戰(zhàn)略 1 指導(dǎo)思想 遵循汽車工業(yè)發(fā)展和科技項(xiàng)目研發(fā)的規(guī)律，在 “ 十五 ” 電動(dòng)汽車重大 科技 專項(xiàng) 和“十五”清潔汽車行動(dòng)研發(fā) 成果的基礎(chǔ) 上 ，通過“ 繼承發(fā)展，自主創(chuàng)新，優(yōu)化管理，重點(diǎn)跨越 ”，以市場為導(dǎo)向，重點(diǎn)突破關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，推動(dòng)節(jié)能與新能源汽車 整車和關(guān)鍵零部件的 研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提升我國汽車 工業(yè)核 心競爭能力，為保障能源安全、控制環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力技術(shù)支撐 。 05101520251985~1997 1998~2021 2021~2021 2021~2021天然氣汽車L P G 汽車甲醇汽車氫氣汽車二甲醚汽車 圖 2－ 12 清潔燃料汽車專利年分布趨勢 專利分析 結(jié)論 通過對上述數(shù)據(jù)的分析，可以看到，在 節(jié)能與新能源汽車 整車方面，專利申請量不大，并且申請人主要集中于國內(nèi)的院所和企 業(yè)；而電池方面申請量比較大，且國外申請人的申請量高于國內(nèi)申請，尤其28 是日本的一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在我國申請了大量的電池專利，其原因可能在于國外在動(dòng)力電池和燃料電池方面的研究開始比較早，而且電池方面容易產(chǎn)生專利。比如，包括永磁電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在涉及電動(dòng)制動(dòng)的4 項(xiàng)專利中有 2 項(xiàng)為國外單位申 請，國外及國內(nèi)在電動(dòng)制動(dòng)領(lǐng)域的研究剛開始。 我國生物柴油的研究與開發(fā)雖起步較晚，但發(fā)展速度很快，“ 十五 ” 清潔汽車 攻關(guān) 項(xiàng) 目也 已 將開展生物柴油的實(shí)用化研究列入計(jì)劃。 （ 2） 國內(nèi)外新型液體燃料汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 近年來國 際上探求車用氣體燃料的同時(shí)，新型液體燃料的研究也異?；钴S，目前被廣泛關(guān)注的燃料有二甲醚（ DME）、煤制合成油、 生物柴油 和甲醇等。目前全球有近萬輛的 LNG 汽車在投入運(yùn)行。開發(fā) 了 5 個(gè)系列的鎳氫動(dòng)力電池產(chǎn)品、 2 個(gè)系列的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)品、 2 個(gè)系列的超級電容器產(chǎn)品；研制了 3 個(gè)系列的純電動(dòng)和燃料電池轎車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品， 3 個(gè)系列的客車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品；研制了 3 個(gè)系列的混合動(dòng)力客車用主電機(jī)產(chǎn)品， 3 個(gè)系列的混合動(dòng)力轎車用 ISG 電機(jī)， 2 個(gè)系列的混合動(dòng)力轎車用主電機(jī)產(chǎn)品；研制電動(dòng)汽車用 DC/DC 產(chǎn)品 2 個(gè)。美國計(jì)劃到 2021 年將車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)量 成本 (按照 50 萬臺(tái)生產(chǎn)量計(jì)算 )降到每千瓦 35 美元，與內(nèi)燃機(jī)相當(dāng)；日本的成本目標(biāo)則是在 2020 年～ 2030 年之間降到每千瓦 5000 日元（約合 50 美元）。按照豐田公司的計(jì)劃， 2021 年豐田公司的混合動(dòng)力汽車銷售量占整個(gè)銷售量的 10%，達(dá)到 100 萬輛。 “ 十五 ” 電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng) 和“清潔汽車行動(dòng)”重大攻關(guān)項(xiàng)目 取得 了重要 進(jìn)展， 成果得到評審專家和社會(huì)的充分肯定，但也同時(shí)指出我們的成果 與國際先進(jìn)的發(fā)展水平相比，仍存在一定的差距，還需作不懈的努力，進(jìn)一步加大研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的力度?！痹凇豆?jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃》及相應(yīng)的十大重點(diǎn)節(jié)能工程中，強(qiáng)調(diào)要“發(fā)展混合動(dòng)力汽車、燃?xì)馄?、醇類燃料汽車、燃料電池汽車、太陽能汽車等清潔汽車”。目前國際上新能源汽車尚未形成新興工業(yè)體系，而我國汽車普及率低，在汽車動(dòng)力系統(tǒng)選擇和新能源汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面，具有更大的自由度，是實(shí)現(xiàn)能源和技術(shù)轉(zhuǎn)型及跨越發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。 2021 年我國進(jìn)口石油及其產(chǎn)品超過 億噸，石油對外依存度 42%。 在各種研發(fā)計(jì)劃和鼓勵(lì)政策的推動(dòng)下，節(jié)能與新能源汽車在國外得到快速發(fā)展，其中混合動(dòng)力汽車最有代表性。據(jù)美國能源部做出的長期估計(jì)： 2050 年全球的汽車保有量將增長到 35 億輛，其中發(fā)展中國家增長 15 倍。 燃料電池汽車的研究得到大量經(jīng)費(fèi)資助，并正在進(jìn)行各種示范驗(yàn)證。世界石油價(jià)格從2021 年以來，價(jià)格在 3 年時(shí)間內(nèi)上漲 1 倍以 上。 基于 各種資源特點(diǎn)的 多種替代 燃料可以充分發(fā)揮我國地域遼闊和資源多樣性的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)交通能源來源的多樣化。發(fā)揮骨干企業(yè)作用，提高自主品牌乘用車市場占有率。各跨國汽車集團(tuán)已敏感地感覺到，新能源汽車有可能率先在中國形成巨大的市場， 并紛紛看好中國市場 。其中最具代表性的是在紐約投入示范運(yùn)行的 OrionBusVI客車、 NovaBus 客車、日野 HIMR 客車以及 MAE 公司開發(fā)的低地板串聯(lián) 混合動(dòng)力客車。 ? 燃料電池的成 本要大幅度降低 2021 年，美國能源部依據(jù)現(xiàn)有材料與工藝 水平 ，預(yù)測在批量生產(chǎn)條件下燃料電池系統(tǒng)的成本為 108 美元 /kW，到 2021 年達(dá)到的目13 標(biāo)成本是 35 美元 /kW。到目前為止，我國已頒布純電動(dòng)汽車國家標(biāo)準(zhǔn) 20 項(xiàng)，混合動(dòng)力汽車國家標(biāo)準(zhǔn) 6 項(xiàng)，混合動(dòng)力汽車測試方法、試驗(yàn)規(guī)程報(bào)告 2項(xiàng)，動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿 3 項(xiàng)；初步實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的人才聚集，建立了一支結(jié)構(gòu)合理、年富力強(qiáng)的高水平攻關(guān)隊(duì)伍。 “ 九五 ” “十五” 期間國家科技部 等 13 個(gè)部委聯(lián)合 組織全國 16個(gè) 試點(diǎn)示范城市和相關(guān)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行 燃?xì)馄?專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān) 和應(yīng)用示范。有 10 個(gè)國家的政府部門、研究機(jī)構(gòu)或公司 參加了這一研究計(jì)劃。這些新工藝反應(yīng)條件相對溫和，工藝和技術(shù)路線更趨合理。在 7 大類中，混合動(dòng)力車總成結(jié)構(gòu)及控制和能量回收及制動(dòng)系統(tǒng)控制占大多數(shù)，分別為 122 項(xiàng)和 12 項(xiàng)，占總申請數(shù)的 77%和 8%。各類適合電動(dòng)車的動(dòng)力總成，包括發(fā)動(dòng)機(jī)＋ ISG，變速箱＋驅(qū)動(dòng)電機(jī)，逆變器＋ DCDC等，這樣的高度集成的部件是優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提供系統(tǒng)性能，降低成本的關(guān)鍵技術(shù)。通過對專利技術(shù)信息的深入分析，國內(nèi)企業(yè)可以根據(jù)自身的研發(fā)實(shí)力，在具體技術(shù)領(lǐng)域突破技術(shù)瓶頸，在全球范圍內(nèi)取得市場先機(jī)，增強(qiáng)自身在國際市場上的核心競爭力 。 優(yōu)化管理： 繼承“十五”管理經(jīng)驗(yàn)， 貫徹科技部 863 計(jì)劃管理辦法，優(yōu)化管理結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化過程 的 管理和協(xié)調(diào) ，進(jìn)一步發(fā)揮課題承擔(dān)單位的積極性，激發(fā)科技人員創(chuàng)新的積極性 。 關(guān)鍵零部件產(chǎn)品：提高性能、降低成本，完成供應(yīng)鏈體系建設(shè)。 – 熱管理技術(shù)： 熱管理一體化冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化匹配、設(shè)計(jì)和布置技術(shù)，多散熱器的熱平衡優(yōu)化匹配技術(shù)，一體化控制策略與優(yōu)化，性能測試方法和冷卻系統(tǒng)的評價(jià)方法。 – 2021－ 2021 年， 通過 對十五期間完成的樣車進(jìn)行可靠性耐久性試驗(yàn)，驗(yàn)證動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)性能。 – 舒適性：車內(nèi) 車外噪聲特性分析和控制；主要噪聲源控制；振動(dòng)舒適性控制；整車駕駛性評價(jià)技術(shù)。 35 四 、項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容、目標(biāo)及具體指標(biāo) 1 電動(dòng)汽車 動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái) 和 整車產(chǎn)品 燃料電池汽車 動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)和示范樣車 燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái) 研究 開發(fā) 主要研究內(nèi)容 研發(fā)燃料電池轎車和燃料電池城市客車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，包括： – 動(dòng)力 系統(tǒng) 技術(shù)平臺(tái) 集成 ：技術(shù)平臺(tái) 總布置與優(yōu)化，懸架、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)等底盤總成的匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)，動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件的懸置技術(shù)。 針對不同 市場 的特定需求 ，建立純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，進(jìn)行整車總體技術(shù)方案優(yōu)化，進(jìn)一步提高動(dòng)力電池 和電機(jī)等系統(tǒng) 的性能，滿足產(chǎn)業(yè)化需求，整車綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。專利技術(shù)的前瞻性研究十分重要，企業(yè)應(yīng)不斷加強(qiáng)對技術(shù)發(fā)展的方向性與專利保護(hù) 的 導(dǎo)向性 進(jìn)行研究 。 01234發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)零部件 燃燒系統(tǒng) 噴射系統(tǒng) 燃料和燃料供給系統(tǒng)國內(nèi)國外 圖 2－ 12 二甲醚汽車專利主要技術(shù)領(lǐng)域的分布 在“十五”期間，天然氣汽車的專利申請量呈逐年上升的趨勢，而 LPG 汽車和甲醇汽車的專利申請量在 1998~2021 和 2021~2021 期間比較多，在 2021~2021 年度有所下降；二甲醚汽車專利申請數(shù)額比較均勻。如 ，豐田公司提出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制裝置對電動(dòng)車系統(tǒng)中24 電機(jī)系統(tǒng)的 ―逆變器輸入電壓最佳化 ‖裝置提出了詳細(xì)的 ―權(quán)利要求 ‖；美國等國對用于汽車輔助系統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)也有多項(xiàng)專利。涉及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的專利中沒有應(yīng)用于電動(dòng)汽車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)＠?998 年奧地利頒布了菜籽油為原料生產(chǎn)的生物柴油生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（ Cll90— Cll91）。但國產(chǎn)加氣站設(shè)備在可靠性、噪聲、能耗等方面與國外同類產(chǎn)品相比還有較大差距，還有進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)和提升性能的空間。 液化天然氣（ LNG）汽車的開發(fā)近期為國外汽車行業(yè)所重視。 在電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵零部件技術(shù)、電子控制技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)上取得了較大進(jìn)展，初步形成電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件研發(fā)體系。同時(shí)，也制定了燃料電池的成本降低目標(biāo)。豐田公司 Prius 轎車于 1997 年首次上市，截止到目前已累計(jì)銷售總11 量達(dá) 35 萬輛，占混合動(dòng)力汽車銷售的 65％，其中有一半是在北美市場售出的。一些發(fā)達(dá)國家 制定了長期發(fā)展規(guī)劃和路線圖。國家在科技研究、技術(shù)改造、新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、政策環(huán)境等方面采取措 施，促進(jìn)混合動(dòng)力汽車的生產(chǎn)和使用。 我國面臨汽車技術(shù)變革的重大機(jī)遇 （ 1） 我國具有實(shí) 現(xiàn)交通能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與新能源汽車跨越式發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢。 2021 年至 2021 年 ,我國機(jī)動(dòng) 車燃油消耗量年增長率分別為 3% 、 6% 、 11%和 14%，機(jī)動(dòng)車燃油消耗總量由 2021 年的 5100 萬噸增長到 2021 年的 7000 萬噸，占石油消耗的 25%，隨著汽車保有量的繼續(xù)增加，汽車的 石油消耗將成為石油消耗增 長 的主要因素，影響到我國的石油供應(yīng)安全。韓國政府從 2021 年 開始 將斥資 1449 億韓元（約合人民幣 億元），用于刺激國內(nèi)市場對節(jié)能混合動(dòng)力車的需求， 為每輛混合動(dòng)力 汽車 購買者提供 2800 萬韓元的補(bǔ)貼。國際能源機(jī)構(gòu)（ IEA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明 ， 2021 全球57%的石油消費(fèi)在交通領(lǐng)域 ， 預(yù)計(jì)到 2020 年交通用油占全球石油總消耗 的 62%以上。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)（ IEA） 2021 年統(tǒng)計(jì)，全球能源科技研發(fā)公共資金中約 12％投入到燃料電池研發(fā)。到 2021 年每桶原油的價(jià)格多次上升到 60 美元以上，是 2021 年價(jià)格的 倍，最高曾達(dá)到 70 美元。我國城市模式以大城市群為主要特點(diǎn)，汽車燃料基礎(chǔ) 設(shè)施 容易 集中 建設(shè) ，有利于 實(shí)現(xiàn)交通能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型 。鼓勵(lì)開發(fā)使用