发展新能源汽车可为践行低碳经济添上“一把火”,这是日前在上海参加第一届电动汽车标准主题高峰论坛的官员和专家所达成的共识。
    据悉,上海连同北京、重庆等13个城市开展规模化以电动汽车为主的新能源汽车示范,通过中央财政补贴和地方财政配套,创新管理运营机制,建立新能源汽车服务体系,为新能源汽车的发展创造了良好的政策环境。
    据介绍,我国制定的相关政策,促进了新能源汽车的快速发展。1998年,全国汽车标准化技术委员会组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会,中国汽车企业和高校、科研院所等200多家单位投入了大量的人力、财力和物力进行研发。国家相关科技计划中持续支持电动汽车的技术攻关和产业化发展:“八五”规划把电动汽车列入国家攻关项目、“九五”规划则列入国家重大科技产业工程项目、“十五”与“十一五”规划则列入“863”计划与重大专项计划,显示出电动汽车在国家发展规划中占有重要位置。
    经过10多年的努力,我国已建立起以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源电路抗争系统、驱动电机、动力蓄电池以及燃料电池关键部件为“三横”的研发和产业化布局,已具备电动汽车整车的研发和生产能力,产业化技术取得突破。其中混合动力汽车节油率达到10%~40%,实现小批量上市;纯电动汽车具有成本优势,已批量出口欧美;燃料电池汽车技术指标达到国际领先水平,满足商业化示范考核要求。我国自主研发出氢和锂离子两种类型6Ah~100Ah多个系列车用动力蓄电池,并开发出200kw以下永磁无刷、交流异步和开关磁阻多系列电机产品,实现了整车小批量配套能力。燃料电池可靠性、寿命等方面取得较大进展,经历了奥运示范等一系列国际示范应用活动的考验。
    今年以来,政府加大了对新能源汽车的扶持力度,并且将发展新能源汽车上升到国家战略高度。2009年初,科技部等4部委联合实施了“十城千辆”新能源汽车示范推广工程,10月,由中国汽车工业协会牵头,为落实《汽车产业调整和振兴规划》提出的发展电动汽车的规划目标,组织国内前10位整车企业共同签署了《电动汽车发展共同行动纲要》,制定了“积极引领,联合行动,突出重点,创新发展”的行业电动车发展战略。
    由于中国新能源汽车的研发、示范到产业化的创新链还没有完全建立与理顺,目前关键技术仍处于研发、示范阶段,评价体系尚不完善,准入管理规则还不健全,与发达国家相比,技术差距依然较大。与会专家称,发展新能源汽车的关键是推进标准化研究和推广,国家早就启动了电动汽车相关标准的研究,现在发布的电动汽车的相关国家标准已经有20多项,但还是远远不够的。
    上海市政府参事赵国通在接受采访时称,轻型电动车是市场化的先导。

带动产业链集成,全面掌握关键

经过10多年的努力,我国电动汽车自主创新取得了重要突破,自主开发的产品开始批量化进入市场,发展环境逐步改善,产业发展具备了较好基础,具有了加快发展的有利条件和比较优势。
自主创新取得重大突破,形成了较强产品开发能力
我国政府着眼长远,超前部署,长期以来积极组织开展电动汽车的自主创新。“九五”期间,电动汽车列入国家重大科技产业工程。“十五”、“十一五”期间电动汽车列入国家863计划。在自主创新过程中,坚持了政府支持,以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则,确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发布局,通过产学研紧密合作,我国电动汽车自主创新取得了重大进展。
电动汽车的核心是动力系统电气化。我国电动汽车开发高起点起步,围绕重点目标和核心技术,建立起了纯电动、混合动力和燃料电池三类汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系,取得了一系列突破性成果,为整车开发奠定了坚实的基础。自2002~2008年,我国在电动汽车领域已获得专利1796项,其中发明专利达940项。
我国自主研制出容量为6Ah-100Ah的镍氢和锂离子动力电池系列产品,能量密度和功率密度接近国际水平,同时突破了安全技术瓶颈,在世界上首次规模应用于城市公交大客车;自主开发的200kW以下永磁无刷电机、交流异步电机和开关磁阻电机,电机重量比功率超过1300w/kg,电机系统最高效率达到93%;自主开发的燃料电池发动机技术先进,效率超过50%,成为世界上少数
示范运行持续深入,电动汽车开始进入市场
从2003年起,北京、天津、武汉、深圳等7个城市及国家电网公司先后开展了新能源汽车小规模示范运行考核,累计投入运营车辆超过500辆,运营里程超过1500万公里,平均故障间隔里程达到3500公里以上,出勤率达到95%以上。
在2008年北京奥运期间,集中投入了595辆自主研发的混合动力、纯电动及燃料电池汽车,累计运行370多万公里,运送乘客440多万人次,实现奥运史上最大规模的电动汽车示范运行。
汽车企业将电动汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已制定了电动汽车产品研发和产业化规划。与此同时,电动汽车关键零部件的产业化全面跟进,生产配套能力显着增强。近来,力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设,上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作,积极完善产业链建设。在未来2-3年内,预计将形成20亿Ah以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力,能够满足100万辆电动汽车的配套要求。
标准法规与产品管理体系初步建立,为产业化奠定了基础
我国已制定电动汽车相关标准38项,其中国家标准34项、行业标准4项。形成了整车、动力蓄电池、驱动电机等相关检测评价和产品认证能力。同时,我国还积极进行了新能源汽车产品准入条件、准入程序等研究。《新能源汽车生产准入管理规则》已于2007年11月发布实施,电动汽车正式纳入国家汽车新产品公告管理,为自主开发成果进入市场铺平了道路。
我国电动汽车发展环境不断改善,营造了电动汽车发展的良好氛围
胡锦涛总书记在去年全国政协会议期间指出:发展新能源汽车,代表了世界汽车业发展的方向,也符合我们的国情。09年6月22日,全国政协主席贾庆林等中央领导同志对我国电动汽车自主创新和产业发展情况进行了专题调研,充分肯定了前期成果,并提出了加强自主创新和加快产业发展的具体要求,对电动汽车产业寄予了厚望。09年8月5日,国务院副总理李克强同志和部分中央老领导分别考察了我国电动汽车自主研发成果,对电动汽车发展问题做了重要指示。刘延东国务委员就发展电动汽车、建立战略性产业多次做出重要指示。09年5月30日,对国务院办公厅呈送的《我国电动汽车产业发展现状及对策建议》做出如下批示:“电动和新能源汽车代表了世界潮流,我国研发能力已达世界先进水平,并有一定的产业能力,如在政策上加以配套完善,从市场开发和产业规模上加以扶持,会有很好前景。”
国务院《政府工作报告》、《汽车产业发展政策》、《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等宏观政策鼓励新能源汽车发展。去年3月,国务院发布《汽车产业调整和振兴规划》,提出实施国家新能源汽车战略,重点支持电动汽车零部件产业化和整车的示范推广。经济激励政策取得突破,国家出台新能源汽车补贴政策,支持试点示范。以湖北省《关于推进电动汽车研发及产业化的意见》为代表,13个电动汽车示范城市研究从研发和产业化资金支持、税费减免、财政补贴、基础设施建设等方面支持电动汽车发展。
我国电动汽车产业发展在具备了以上良好基础的同时,还具有一些有利条件和比较优势。主要表现在以下几个方面:
资源优势我国在锂离子电池、永磁电机等电动汽车关键零部件的核心材料方面具有资源优势。根据已探明储量,我国锂资源储量380多万吨,居世界第二位,主要分布在四川、江西、新疆、河南、青海、西藏等地区。我国拥有丰富的稀土资源,稀土储量占世界总储量的近58%,居世界第一位。我国稀土产量自1988年以来均居世界首位,多年来产品产量和供应量达到世界总量的80%以上,是世界稀土第一出口大国。
产业优势近年来我国电动自行车、电动摩托车等轻型电动车及相关零配件产业迅猛发展,生产企业已超过3000家,整车保有量已超过5000万辆,生产能力接近千万辆,成为世界最大的轻型电动车生产国和第一大市场。在电动自行车快速普及的带动下,动力电池和驱动电机等关键零部件生产体系迅速建立,在大规模产业化生产技术、成本控制等方面形成一定优势,同时为建立电动汽车关键零部件体系奠定了坚实的产业基础。
市场优势我国正处于快速城市化、工业化初期,地区间经济发展不平衡的局面在未来较长一段时期内很难改变。因此,不同地区、不同阶层人们收入水平的差异,势必造成消费者对汽车产品的价格、功能等要求不同,我国具有巨大的多元化市场,使我国汽车消费呈现出明显的差异化和多元化特点。这种形势下,只要紧密围绕市场需求,有针对性地进行产品开发和市场推广,如优先发展微混合、轻混合的混合动力汽车和低成本的小型纯电动汽车,将有利于加快电动汽车在我国的先期市场导入。
基础设施后发优势。发达国家城市建设基本已经结束,在城市内新建或改建电动汽车充电网络的难度远远大于我们。我国大中城市建设还处于发展期,而在广大农村地区城镇化、城市化刚刚起步,电动汽车充电站等基础设施建设在我国具有较大的发展空间。如果能够适时加强基础设施建设规划,将极大地推动我国电动汽车配套基础设施的建设。
总的来说,我国电动汽车发展具备了产业发展的基础和有利条件。在大好形势下,我们一定要把握机遇、再接再厉,开创电动汽车产业发展的新局面,在国际汽车产业转型过程中形成竞争优势,实现我国汽车产业由大变强和自主发展。

零部件及基础设施关键技术

电动汽车与传统汽车的最大区别在于其动力系统平台以及涉及的关键零部件来自于传统汽车行业之外,技术的难点首先表现在开发汽车级高度集成性、可靠性、性价比和质量稳定性的电驱动零部件体系。从“十五”开始,在国家863计划电动汽车重大科技专项强有力的引领和“三纵三横”研发布局的组织下,我国车用镍氢和锂离子电池、车用燃料电池、车用电机等对电动汽车性能有决定性影响的零部件领域取得重要进展。从基础研究到关键技术研发,再到产业化准备均已全面展开,并形成了国际上规模最大的电动汽车零部件产业。在基础技术方面接近国际先进水平,部分指标具有一定优势。

我国动力蓄电池在性能、工艺、安全性和电池管理技术方面取得显着进步,目前正在形成大规模配套产能

“十五”863计划电动汽车重大科技专项实施,明显带动我国大功率车用动力蓄电池技术进展,攻克了一些产业化关键技术,开发出6.5Ah、8Ah、27Ah、40Ah、80Ah、100Ah等系列车用动力电池品种,电池各项性能明显呈现逐年上升的趋势,用4~5年的时间,从无到有,缩短了落后国际先进水平10余年的差距,一些电池的主要性能达到了同类型电池的国际先进水平。

“十一五”期间,又在“十五”研究成果基础上,加强了以产业化为目标的电池系统及关键原材料的产业化技术研发,形成了用于混合动力汽车的高功率型电池和用于纯电动汽车的高能量型电池产品化成套技术。在镍氢电池方面,开发出用于HEV的6Ah-40Ah系列产品,镍氢蓄电池功率密度达到了1173W/kg,能量密度超过50Wh/kg,单车最大运行里程已超过15万公里,已经批量用于混合动力轿车和混合动力客车;在锂离子电池开发方面,开发出用于纯电动汽车的50-100Ah系列产品,锂离子动力电池能量密度超过110Wh/kg,功率密度接近500W/kg。高能量型动力电池在奥运会、世博会电动汽车大规模应用中得到了验证,已经初步具备支撑电动汽车开展大规模商业化示范运行的技术和产业条件。

目前,我国已形成了以长三角、珠三角及京津地区为核心的动力电池产业集群带,同时带动了电池关键原材料及基础研究的快速进展。中国已成为被世界电动汽车业普遍看好的车用动力电池研发、生产、应用基地。

我国已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一

“九五”结束时,我国燃料电池已具备纯氢纯氧燃料电池技术,但并非车用;经过“十五”“十一五”863计划的支持,完成了从系统方案到燃料电池关键材料、部件的几代技术发展,完成了氢-空气加压与中低压燃料电池发动机系统,全面达到了预期目标,为客车与轿车提供了燃料电池发动机系统,在北京与上海进行了实际运行。逐渐形成了以大连化学物理研究所与上海神力科技有限公司为代表的车用燃料电池发动机的两大研发团队,成为我国燃料电池发动机研发的主力。

我国已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一,自主品牌的燃料电池在额定功率下发动机的氢燃料效率≥50%,重量比功率≥160W/Kg。

“十一五”期间,我国燃料电池关键基础技术取得突破,开发出了高活性、抗聚集的电催化剂以及高比表面积、抗氧化的担体,打破了国际大公司垄断局面;开发出了与国际商品化水平相当的增强型复合自增湿质子交换膜,研制出了性能已达国际目前水平的高导电性/高稳定性炭纸,解决了双极板的抗腐蚀和导电性,丝网印刷膜电极技术基本成熟,CCM膜电极已经实现小面积产品的出口。

我国车用电机产品技术在功率密度,控制精度,系统集成,冷却系统方面取得长足的进步,某些性能达到世界先进水平,形成了批量配套能力

在车用驱动电机开发方面,经过863计划两个五年计划的持续支持,在“三纵三横”研发与产业化布局的带动下,我国永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机产品实现了系列化,功率范围覆盖200千瓦以下的民用范围,电机重量与功率比超过1300瓦/千克,最高效率超过93%,达到国际先进水平;国内电机企业2010年前已具备近30万辆电动汽车的配套能力。

上海电驱动90kW车用永磁驱动电机系统在功率密度、峰值效率以及高效区等方面均达到国际先进水平,并具有原材料和产品成本比较优势。上海大郡批量生产的90kw车用牵引电机峰值转矩达到210Nm,系统最高效率超过93%。南车时代的大功率永磁同步电机通过集成优化设计,电机轴向长度降低10%,重量降低15%,温升降低10K。轻量化的电机已装车考核2万公里,运行正常。电机控制器的体积降低15%,重量降低20%。中纺锐利研发的开关磁阻电机的噪声较“十五”降低了12%,电机低速转矩脉动大大降低,实现10rpm满载稳定运行;电机额定温升降低25K;电机堵转转矩提高26%,同时电机产品的可靠性得到提高。

建立国家创新体系,营造电动汽车发展的

良好环境

经过”863”连续两个五年计划的支持,我国几百家汽车企业、电机/电池等零部件企业、大学及科研院所等共同构建了“三纵三横”矩阵式产业化技术研发布局,通过有组织、大规模、高强度的持续研发,我国基本建立了适合中国基础特点的、能结合有效产学研力量与发达国家实力雄厚企业抗衡的国家创新体系,搭建了具有自主知识产权的电动汽车动力系统技术研发平台,初步构成了关键零部件的配套研发体系。科技项目执行中已申请专利2881项(其中发明专利1635项),研究颁布电动汽车国家和行业标准56项,已有180余款各类电动汽车进入中国汽车产品公告。已建成30个以上新能源汽车国家重点实验室等国家级技术创新平台,并建立了车用电池、电机、整车和基础设施检测能力,有助于我国更好地掌握电动汽车核心技术,进一步推进战略性新兴产业的发展。

组织建立一批公共检测试验平台

建立了电动汽车整车测试能力,动力蓄电池测试基地,车用驱动电机测试基地,燃料电池发动机测试基地,这些公共测试技术平台配置了具有国际先进水平的检测、记录、分析设备和相关软件,建立了必要的静、动态检测条件。通过近几年进行的动力蓄电池、燃料电池发动机、驱动电机等关键零部件的检测和评价,为专项不断优化整车和关键零部件组合、竞争择优提供了依据,又为国内一些科研生产单位提供了试验检测手段,起到了国家技术平台的作用。

形成一批研发与产业化基地

针对产业化、技术转型及科技跨越的需求,在国家863计划重大科技项目的带动下,各级组织建立了不同形式科技创新联盟,推动关键技术开发及产品产业化进程。以整车企业为龙头,以关键零部件企业为支撑,结成产学研战略联盟和整车—零部件技术链产业联盟,建立了我国自主的电动汽车产业链,初步形成了研发、生产配套体系,提升了我国电动汽车的整体核心竞争力;同时,还在北京、重庆、广东、吉林、湖北、安徽等地建立了一批电动汽车区域产业技术创新联盟,建立了中汽协T10电动汽车产业联盟、国有企业电动汽车产业联盟等,积极推动新能源汽车产业的发展。

一汽集团、东风集团、上汽集团、长安汽车(000625,股吧)集团、奇瑞汽车公司等汽车企业积极参与电动汽车重大科技专项,面向市场、自主创新,研发了电动汽车整车技术,创立了电动汽车自主品牌,成为我国第一代电动汽车的产业化基地。

力神、万向、比克、中信、科霸、中炬、春兰、银通等我国动力蓄电池企业的产业化投入和生产配套能力显着增强;南车时代、湘潭电机、上海电驱动、大洋电机(002249,股吧)、中纺锐利、北京精进电机等电机企业在电动汽车驱动电机产业化方面总投资超过15亿元。一批电动汽车零部件高新技术企业积极配合整车单位,自主研发适合整车需求的关键零部件产品,并抓住机遇主动出击,与整车企业建立了产业联盟。

随着“十城千辆”工程的实施,电动汽车能源供给基础设施的潜在机会开始受到重视,我国国家电网公司、南方电网公司、中国普天集团、中海油集团等几大国企,围绕国家新能源汽车发展战略积极介入,近两年在电动汽车能源供给体系方面累计投入将达到20亿元以上。

带动形成技术标准体系

我国的电动汽车标准体系是在1998年开始启动的,随着国家“十五”、“十一五”展开大规模的科技创新与研究开发,经历了前期从国际标准和国外先进标准的采标、对标到现在自主研究和制修订标准的发展过程。科技部从“十五”开始,不仅投入几千万元科技经费立项直接支持电动汽车整车、零部件和基础设施标准的制修订工作,还组织参与重大科技专项相关产品技术的研发单位协助进行电动汽车标准的研究制定。

目前,在相关部门、标准制定单位以及广大电动汽车研发单位的密切配合下,我国电动汽车标准体系已基本建立,已经发布实施、现行有效的国家和行业标准共有56项;近期将要完成的标准有55项,其中包括新制订标准44项、修订标准11项;另外,经过行业推荐和专家评审,在未来4年需要制修订的电动汽车标准超过200项。这些标准覆盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车、电动汽车关键系统和零部件、电动汽车能源供给基础设施、电动摩托车和电动轻便摩托车以及基础通用等方面。伴随着我国新能源汽车战略性新兴产业的兴起,我国正在建立起世界上覆盖范围最广、数量最多的一个电动汽车标准体系。

科技与财政联动,科研与示范结合

针对电动汽车的发展处于从科研转入产业化关键时期的特点,围绕863计划电动汽车重大科技项目成果的转化,创造性地建立了电动汽车科技成果产业化“财政-科技联动”新机制,组织实施“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点工程。通过加大国家政策扶持力度,开展电动汽车大规模示范,培育市场、提高产品认知度、进行产品进入市场前的可靠性、安全性考核,有计划、分阶段推动科技成果向产品转换。

经过两个五年计划的科技攻关以及奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动,中国电动汽车从无到有,技术处于持续进步状态,建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系,全国各地示范运行各类电动汽车超过1万辆,示范运行里程超过2亿公里,累计载客90亿人次以上,电动汽车关键技术总体水平和应用规模位于国际前列,部分领域实现突破性进展。2010年9月,国务院常务会议正式将新能源汽车产业作为加快培育和发展的7大战略性新兴产业之一。科技创新引领了我国新能源汽车战略性新兴产业的形成,科技与经济结合,充分发挥了第一生产力的作用。