【盖世直播】王芳：纯电动和插电式混合动力汽车技术路线图

中国汽车技术研究中心首席专家 王芳

各位同行，下午好，我叫王芳。我今天代表我们纯电动和插电式混合动力汽车的技术路线图工作组，给大家介绍一下整个技术路线。

今天汇报的第一部分是导言方面，是我们为什么要做这个的意义。其实新能源汽车是我们确定了新能源汽车产业之后开启的。纯电动零排放，插电式混合动力汽车具有日常出行低排放和长距离出行低排放的优越性。发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车符合绿色发展的理念。第三，新能源汽车产业是我国确定的七大战略性新型产业之一。提到新能源汽车，或者纯电动、插电式混合动力，对于充电的基础设施的依赖是不可或缺的。所以充电的技术和充电基础设施的发展是这两类汽车发展必备的条件。

我们今天在讲这一块的时候，会涉及到车方面的一些技术的要求，也会涉及到基础设施的需求。首先纯电动汽车是完全由电机来供给驱动力的，而插电式混合动力是由电机和发电机同时或者单独来提供的。里面涉及到的这种关键的零部件就有电机、电控、电池包管理系统以及相应的其他的关键部件，包括DC以及制动能量回收系统，电动冷暖空调。在后面的路线图也会涉及到这些相关的零部件的发展的进一步路线。

基础设施的定义是给电动汽车提供电能补给的各类充换电设施的总称。里面涵盖了充电桩，充电站、换电站，也包括无线充电设施。另外也包括充电设施运营这样一些服务系统，还有像类似于智能互动的部件。

第二介绍一下目前的现状和趋势。这里面有两大块，一个是国际的现状，一个是国内的现状。国内的现状可以分得比较细一点，包括技术，产业发展的和市场的情况。首先看一下国际现状，车这一块，美国政府一直想把较为成熟的混合动力技术作为主流来大力推广。2015年销售11.6万辆，中国居第二位。2016年上半年销量接近6.57万辆，全年预计将超过13万辆。插电式主要是福特公司的。日本这一块，混合动力插电式的和纯电动的销量在2014年达到了一个顶峰，但是2015年受国际油价的影响，有一定的回落。但是2016年上半年又开始回暖，大概有1.37万辆，预计全年会超过2.7万辆的规模。纯电动和插电式混合动力在欧洲的市场的销量到2016年上半年，我们根据统计数据来看，这两类车型的增长比例大概是1：1的关系。代表的车型纯电动的是大众的e-Goff。第二大块想给大家介绍一下充电的基础设施。为什么强调充电设施呢？因为其实纯电动和插电式混合动力的发展和里程能否实现，其实跟基础设施的好坏是很有关系的。

日本的充电基础设施和其汽车发展战略有关。总体思路是通过国家地方政府及产业界合作共同推进充电基础设施的建设。而目前它拥有的充电桩已经超过了4万个。另外提一下，日本的四大本土车企，跟日本的一些投资银行共同成立了日本充电服务公司。主动去承担一些安装成本和8年的免费保修工作。另外提一下，有一个标准快充桩，这个也是比较有影响力的。已经有超过341个机构加入了该协会。

欧洲2014年9月通过了替代能源基础设施建设指令，要求成员国建设的充电桩的数量能够满足基本的电动汽车的行驶要求。另外，各个国家之间相互有一些差异。像法国的电动汽车租赁，在大马路上是比较常见的。你拿着零钱就可以去随时开走一辆车。

国内的现状，首先从技术的角度来说。因为国内的现状分析分为几个方面，一个是技术，一个是产业，一个是市场。技术这一块首先看一下纯电动汽车，国内外典型的纯电动的轿车的比较。大家可以看到，从参数来看，续航里程、可靠性、动力性、安全性跟前几年相比确实提高了很多。我们认为它接近了国外产品的状态。目前来说，具备了商业化推广的条件。而对于客车来说，我们认为是国际领先的。目前开发了包括从6米-12米多种的纯电动的公交车型，而且相当一部分车型也出口到国外。插电式混合动力汽车这一块，大家也是可以从这个表格技术指标参数看出来，其实部分产品性能指标和国外的公司也是不相上下的。

对于商用车来说，我们的PHEV可以说是自主掌握了多能源动力系统整车控制，高功率电机系统。目前也有相应车型推出。对于零部件这一块，电机有专门的报告，目前国内的电机从功率、密度和效率来说，与国际的水平基本相当。峰值的功率密度大多在2.8-3.0之间。连续的功率密度在1.2-1.6之间，最高可以达到12000。而对于电池来说，磷酸铁锂电池单体的能量密度可以达到140。三元材料可以达到180，到2015年创新工程结束以后，要求180这样的产品完全能够量产化，目前来说基本上是这个状态。功率型电池比功率最高达到3000瓦每公斤，还有一些快充技术的应用。其他的关键零部件，包括整车的控制和集成技术这一块，目前基于多V的模式开发体系，已经初步具备系统、软件到硬件的三层开发能力，并且可以基本掌握我们整车的集成技术，性能评价和控制的基础。另外涉及到其他的电子产品，提一两点，目前有多家企业掌握了电子刹车技术，而且开始小批量的生产。减速器也开始了规模性的装车应用。另外，协调式的制动能量的回收系统的研发，在这方面也有相当的进展。

充电基础设施，国内的技术现状是这样的。我们积极参与ISO、IEC的国际标准制订工作。另外也研究了电动汽车充换电设施高效能量变换，充换电过程控制，有序充电等关键核心技术，包括交流慢充，直流快充，电池更换这些关键设备。包括了科技部的2016年的项目也支持这方面的技术研究。这个跟国外的进展基本上一致。再看产业的情况，2016年车展的数据，有33款插电式混合动力产品。合资品牌的车主要是以大型车和SUV车型为主。然后自主品牌有两大类比较突出，一个是A0级，还有紧凑型SUV车型。

第二大块就是电机和电池。电机和电池其实近几年发展非常迅猛，也形成了龙头企业。有一些竞争力的企业。电池方面，包括像比亚迪在内一些企业在整个动力电池市场的活跃程度也形成了规模和行业影响力。

充电这一块的产业链也正在形成，我们知道目前来说，全国已经建成了各类的充电站大概3600个，公共的充电桩4.9万个，而且也出现了相当一批具有核心竞争力的充电设施的企业。国内也有一个充电的联盟，在这个里面，大家也看到联盟的成员有很多家。当然里面的成员可能涉及到整车和应用单位，包括充电设施的单位，也包括运营的单位，可能会不同类型。但是在里面，我们也有很多打交道，包括我自己是负责测试的。充电的测试我们也有一个充电的特别工作组在做，我们也能够看到国内的充电设施的企业的技术力量的发展和一些龙头企业逐渐地形成。包括充电的技术创新也可以看到，包括充换电观念的转变。

国内市场的情况，2015年纯电动汽车销量超过了14万辆，其中微小型纯电动占比达到85%。新能源客车销量超过了11.2万辆。2015年的产销量相对比较集中在后半年，甚至后面两三个月，这种快速的发展包括产业链的不协调，质量的参差不齐，也包括其他的一些问题如监管问题。这也导致了2016年一系列政策的调整和相关思路的转变。几十个示范城市，其中上海、北京、浙江、江苏推广的数量都是成万辆的。江苏是作为一个示范区来做的，里面有很多尝试。其中新能源乘用车成为主要推广车型。有一些城市，包括北京、上海也受了传统车购车指标的限制，新能源车在一定程度上促进了私人购车的欲望。我们通过国内外现状的分析，再看一下具体的数据差距。一体化的底盘设计、轻量化方面还有待提升，对于插电式混合动力汽车来说，在混合动力发动机、机电耦合装置电机系统等核心零部件还有一定的差距。还有在电机驱动和电力电子总成方面，电机转速、电机的以及控制器的功率密度还需要进一步地提升。针对这样一个技术差距，我们提出了这样一个发展的思路。就是对于汽车来说，我们纯电动和插电式混合动力这两类汽车来说，我们必须要达到一个什么样的高度？动力系统的高效化和车身以及零部件设计轻量化，还有电动车辆网联化与智能化。先进高效的智能化、网联化充电基础设施。基础设施方面，我们希望能够建成先进高效的网联基础设施。

第三部分愿景和目标。我们研究的背景、想要达到的目标。大家早就知道，发展规划里面，2020年的保有量会达到500万辆，产能要达到200万辆。而且也提到未来得出行模式可能会有好多种。当然航空和高铁的高速发展也拉短了城市之间的距离。所以出行方式会分为几大类，在日常生活中基本上在70公里以内的行驶里程，主要采用公交、城市轨道、私家车、社会出租这样的方式。而到了出差旅行的时候，主要采用公交、城市轨道、社会出租、短期租赁，而对于中远的距离，也就是超过了300公里以上的城际的旅行，更多是高铁或者航空。在300公里以内，比如说300公里左右，可能会选用插电式的混合动力的车型。所以根据这样的一些出行方式的预测，我们就可以对不同的出行方式下所用的车型的用途来进行一个预测。对于正常的生活区的使用和目的地短时的租赁模式，都可以采用纯电动的和插电式混合动力车。当然对于这种中远程，300公里以内采用插电式为主。再长途的话还是用城市之间的轨道交通了。

这样就定下来一个总体的目标，从技术方面，我们希望能够全面掌握纯电动汽车、插电式混合动力以及关键零部件的核心关键技术。在产业能力方面，能够建成具有国际较强竞争力的，国际一流水平的完整的产业体系，形成若干具有国际影响力的整车、关键零部件的企业品牌。不单单是在国内销售，是要走出国门，这是我们希望达到的产业能力方面的。在基础设施方面，要全面掌握智能电网、充电装备核心关键技术。这个是我们做路线图的时候，具体的分阶段的里程碑。我们希望到2020年年销量能够占到70%。在里面我们可以详细地看一下，到了2030年，希望达到40-50%。其中纯电动汽车，里面有一个关键的参数就是2020年的时候，也就是用法规测试的工况要求小于12千瓦时每百公里。对于电耗来说，要之间降低，对于插电式混合动力汽车，要比传统车型节油25%。具体的应用领域我刚才也提到了，就不详细讲了。其实根据纯电动的特点和插电式混合动力的特点，有规定了相应的一些应用的领域。

对于其中的零部件、电机、电控和电池方面需要额外的地提出来强调一下。对于电机电控这方面，我们希望到2020年，它研发的产品能够满足插电式混合动力和纯电动系统的要求，而且能够输出高功率的磁电机的技术。达到国际限定水平。另外，提两个指标，就是进一步提升电池的系统能量密度。当然寿命、安全性都不用提了，都是必须要达到的要求。因为要满足实际使用的状态，而不是说研发出来一个样品，是要规模化生产的一个产品。所以这里面提到的这两个指标，就是能量密度的要求和系统能够达到要求。另外其他的一些关键零部件，整车控制器要求实现信息化和智能化的融合。而对于车载功率机，因为它目前已经是一个集成化的趋势。我们已经逐渐往集成化去发展，希望中集成化也作为一种技术的趋势。另外也还有双向充电机的开发。基础设施就希望2020年建成超过1.2万辆的充电站。根据这个规划，要想实现这样的目标，我没有详细讲。我们要攻克的技术难点还是很多的。

在这个基础上，我们规划了相应的需要研究的技术。分为几大类，第一就是基础前瞻性的研究，主要集中于部件和动力总成的开发，包括电池系统的开发，下一代电力电子功率器件。第二大类技术就是应用技术，对于实际的商品，目前来说，我们觉得还有这几个方面的技术可以直接去做进一步的研究。一是一体化轻量化纯电动汽车底盘开发，二是电池系统的集成优化开发，第三就是电机驱动技术开发。第三大类的技术创新就是电池系统产业化。这是一层一层递进过来的。这一方面主要包括了整车示范和产业化的一些技术创造。也包括电池电机的可再生能源的示范工程。第四类就是行业共性技术平台。最后一个是智能网联，智能电网。这四大类的技术里面，有限行动项第一个是高性能纯电动和插电式混合动力汽车产业化示范工程，第二个是关键零部件技术突破与应用是工程，第三个是可再生能源发电系统的智能电网智能社区与新能源汽车互联互通的综合示范工程。这些都在工信部的项目里面陆陆续续实施。以上是关于纯电动和插电式混合动力汽车技术路线图的简单介绍，谢谢大家！  

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