新能源汽车技术产业最新消息,新能源汽车产业哪几大发展趋势

新能源汽车技术产业最新消息,新能源汽车产业哪几大发展趋势,当前,以万物互联、大数据、云计算、增材制造和人工智能技术等为代表的新一轮科技变革方兴未艾,正在引领全球制造业的全面转型升级,并引发产业格局和生态的重构。面对这一变局,世界各工业强国都制定了相应的应对策略,加大科技创新力度,推动前沿技术发展,欲抢先建立智能制造体系,占得制造业未来发展的战略先机。其中,具有代表性的包括德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”和日本的“机器人革命”等。在这些发展中,汽车产业和技术都占据了至关重要的位置,各国纷纷选择汽车产业作为制造业整体升级的突破口,依托汽车产业的基础性、关联性和带动性,加快推进制造业转型。这一战略指向带动全球汽车技术进入了加速进步和融合发展的新时期,并呈现出低碳化、信息化、智能化三大发展趋势。
新能源汽车技术产业
实际上,汽车低碳化、信息化、智能化并不限于技术,而是涉及全产业各环节的总体发展方向,如各国汽车产品结构倾向小型化、在汽车全生命周期内控制能耗和污染等,都是低碳化的重要组成部分。汽车技术领域展开研究,汽车技术的低碳化、信息化、智能化趋势既有各自的独特内涵,又有紧密的相互联系。低碳化代表着汽车产业不断降低能源消耗和污染物排放的技术趋势,主要包括传统动力技术和传动技术的升级、新能源技术和混合动力技术的发展,以及汽车共性技术进步等。低碳化最终指向的是节能汽车和新能源汽车产品。信息化代表着以网络、通信及电子技术为基础,信息技术不断在汽车产品上得到更多盛用的技术趋势。这一趋势实际上涵盖了信息技术在汽车产品和汽车产业链整体两方面的应用,包括车联网、基于网联的设计/制造/服务一体化等技术。智能化则代表着以车载传感器、控制器、执行器等装置为基础,实现车辆对复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能的技术趋势。各级别的自动驾驶技术、人工智能在汽车上的应用都是这一趋势的表征性技术。信息化与智能化两大趋势实际上是密不可分的,两者共同指向高度信息化和高度智能化技术在汽车产业和产品的有效集成,基于充分网联的智能工厂和智能汽车是其最终的核心目标。
汽车技术低碳化、信息化、智能化的发展趋势是密切相关的。其中,信息化技术与智能化技术相互关联,相互影响。信息化是智能化的基础,没有充分的信息化作为支撑,智能化就不可能达到较高的水平。反之,智能化技术的应用又对信息化起到了促进作用,使信息化技术可以得到更好的效果。与此同时,信息化和智能化又对低碳化具有极强的推进作用,高度网联智能的汽车产品将实现更大程度的节能减排,从而使汽车低碳化技术发挥更大的效用。
目前,针对未来汽车技术低碳化、信息化、智能化的发展趋势和升级方向,世界各主要汽车强国纷纷出台了相应的指导性纲领文件,全球各大汽车强企也制定了各自的企业发展,以推动汽车技术加速发展。
在汽车技术低酸化、信息化、智能化的趋势下,各大汽车强国在汽车节能技术、新能源汽车技术、智能网联汽车技术等方面持续取得了较大进展和突破。
汽车节能技术不断优化
作为化石燃料的使用大户,汽车产业面临着全球能源紧缺的严峻挑战。各国相继制定了日益严寄的油耗或燃效法规,例如美国、日本、欧洲及中国分别要求到2020年,新车油耗限值达到45mile/tus gal?(约5.5l/100km)、20.3km/l(约4.9l/100km)、95g/km的co,(约4.2l/100km)和5l/100km。后续,相关法规还将持续加严。法规不断升级倒逼汽车节能技术不断优化,全球主要车企都高度重视节能技术的研发,投入了大量的资金和人员,多种先进节能技术因此不断取得突破,并被日益广泛地应用在汽车产品上,显著降低了车辆的平均油耗水平。当前,传统乘用车正逐渐逼近内燃机热效率的极限,商用车的节能性能也在逐步提升。除技术维度外,世界各工业强国与强企正在更广泛的视角下,重视和推进汽车产业的低碳化发展,如在产品结构上倾向于车辆的小型化、开始逐步加强从全生命周期角度规划和控制汽车及相关产业的碳排放。
汽车节能技术主要包括整车节能技术、传统动力优化、混合动力技术三大方面,其发展趋势。鉴车节能技术作为共性技术,其重点在于应用的低成本。传统动力优化主要包括发动机和变速器,未来都将得到持续改善,进一步优化燃油消耗和排放效果,而有效的集成与优化的匹配至关重要。混合动力技术节能效果显著,其中重混车型的节油效果有塑达到30%以上,正在成为汽车技术的研究热点,其研发重点在于如何控制成本。
总体来看,在整车节能技术的基础上,发展小型化及混合动力车型是实现乘用车节能的有效途径;面对于商用车的节能,则可通过动力总成升级优化,逐步发展混合动力,以及采用更多新型节能技术来实现。
在传统动力总成方面,内燃发动机的性能持续提升:通过进排气优化、燃烧优化、提高压缩比、结构优化、降低发动机内阻等技术的应用,汽油机热效率持续提升;高压共轨、排放后处理等高效清洁柴油机技术则在欧洲柔用车上得到了大量应用;各种代用燃料发动机技术也在提升,并在一定区城得到采用;面动力系统升级则是商用车节能的重要途径。自动变速器技术同样发展迅猛:自动变速器(at),无级变速器(cvt)、双离合器自动变速器(dct)等多种自动变速器都有明显进步,美国自动变速器装备率已达90%以上。at、dct多档化和cvt宽际比趋势日益明显,高性能齿轮、轴承等共性关键技术不断提升。相比之下,钢带技术实破带动cvt的适用范围扩大,尤其值得关注。
在混合动力技术方面,各国均逐渐将其视为满足未来节能法规的有效技术路线之一而日本在该领域处于领先位置。目前,全世界已有多款混合动力车型投放市场,其油耗水平相对传统车型都有较大程度的改善,代表车型如日本丰田普锐斯混合动力汽车。据机动车公告数据显示,其油耗为4.3l/100km,明显优于同级别车辆。混合动力的核括专用发动机开发。机电耦合装置的设计与应用等。目前,国外已成动开发了多款适用于混合动力汽车的高效发动机,并已实现涵盖乘用车和商用车的产业化应用;而机电耦合方面,已有多种可行的技术路线,并应用在不同的整车产品上。不同技术路线和混合度的各种混合动力技术,具有不同的节油效果和成本代价,为企业提供了更多样的选择。除以上技术外。大量共性节能技术的作用不容忽视。
最主要的包括轻量化技术、低阻力技术和电子控制系统优化技术等。其中,轻量化材料在汽车上的应用比例、结构优化的设计水平以及相应的工艺水平不断提高,使全球汽车强企在过去20年间显著降低了其产品的平均重量。低风阻、减摩擦等技术的应用,一方面提高了传动系统的机械效率,另一方面降低了行驶阻力,也成为汽车节能的重要手段。而电子电器自身的节能化,以及车辆各系统的电控管理优化也逐渐成为研发热点。节能技术的不断优化及产业化应用,使汽车产业新车油耗水平不断下降。例如,目前日本和欧洲乘用车新车平均油耗已分别达到4.5lv100km和5.27l/100km,代表了世界先进汽车节能技术的较大潜力。
新能源汽车技术快速发展
新能源汽车代表着未来汽车的发展方向,其在全球范围内所占的比例正在迅速增长。石油作为不可再生能源,从长期来看无法持续支撑车用燃料的巨大需求,且不可避免地存在碳排放等污染问题。为此,寻找清洁的替代能源作为汽车动力,一直是各国努力探索的目标。新能源汽车因此得到高度重视,一些欧洲国家及车企甚至提出了到2030年或之后只销售新能源汽车的动议,日本各大车企也公布了逐渐降低传统动力汽车销售比例并最终停售的愿景。
新能源汽车“1+3+2”的技术发展体系如图1-1-3所示。“1”代表整车平台技术,作为新能源技术的综合载体,可通过传统汽车平台、传统平台的电气化改进以及开发电动汽车专用平台来实现。“3”代表动力电池技术、驱动电机技术和电控技术(即“三电”)这三者是新能源技术的核心。其中最为核心的是动力电池技术,提高其能量密度、循环寿命和安全性是当前新能源汽车领域研究的重中之重。“2”代表充电技术和智能技术,分别是新能源汽车发展的保障和未来发展方向。
从产品角度看,新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车以及氯燃料电池汽车,其各自发展情况如:
纯电动汽车当前发展较快,关键技术和性能指标持续提升,产业规模迅速增长,2015年全球桶量达到4码万和。近年来,纯电动汽车年保特了较高的增题,各国相和继雅田代表车型。随着动力电池、驱动电机和电控系统等相关技术的进步,电动汽车的续驶里程,动力电池化功革等关键指标逐渐得到提升,也推动了全球新能源汽车市场的稳步增长。代表车我如日本日产的leaf、美国特斯拉的models等,均已有较大的销量。从趋势上看,未来电动汽车将追求续驶里程、充电便利性与使用用途之间的均衡,其中动力电池以及充电技术最为关键。
重电式混合动力汽车技术已较为成熟,正逐步进人规模化阶段,2015年全球销量约15万辆。插电式混合动力汽车属于混合动力技术的一种类型,由于理论上以电能驱动为主,发动机只在纯电行驶里程不足时起补充保障作用,故归入新能源汽车中。国外已对混合动力发动机、动力耦合装置、动力电池等关健技术进行了深入开发,已有一些成熟车型量产,并取得了一定的销量积累,代表车型包括美国通用vol山、日本丰田普锐斯插混版、德国宝马530le等。欧洲在电机与电机控制器等关健零部件领域有优势,日本在混合动力系统开发及动力电池方面实力较强目箭,插电式混命动力车型呈现纯电行驶里程增长、发动机热效率提高的发展趋势。降低汽车油耗的效果日益明显。
氢燃料电池汽车目前处于基础研发及小批量试营运阶段,2015年燃料电池乘用车全球累计销最约500辆。各汽年强国对于氢然样电池汽车都有一定的研究,其中日本处于领先位置,其代表车型如丰国mirai氨燃料集池汽车,续我里程已达到650km,可满足日常行车需求。相对乘用车面言,燃料电池商用车更易实现,现有技术的可靠性、经济性和便利性已能满足商业示范运行需要。北美想料电池公安车的示范表明,燃料电池系统平均故障间隔里程已超过5j万kn当前,燃料电池代车的研究和推进重点主要集中在提高燃料电池比功率,降低燃料电他系统成本、延长燃料电池寿命、提升燃料电池系统低温启动性能,以及大规模建设加纸基础说雄和推广”商业化示范等方面。
汽车智能网联技术渐成热点
当前,新一轮科技变革方兴未艾,由此引发全球制造业向“智能制造”全面转型升级的趋势日益明显。这一深刻变革投射到汽车领域,体现为智能和网联相关技术正逐渐成为研究热点,受到高度关注。
智能网联汽车作为相关技术的载体,在技术层面上包括智能化与网联化两个方面。其中,汽车智能化技术是提高车辆安全性、经济性以及舒适性的主要技术手段之一,汽车网联化则是提供车载在线信息娱乐服务以及车辆全面接入网联环境进行车、路、人、云等信息交互甚至协同决策与控制的主要实现方式。两者并非各自孤立,而是一个相互促进并互为依托的整体,全面网联化是未来高度智能化的有力支撑,而高度智能化则将使车辆在网联化后得到更大的正向收然汽车智能网联技术发展趋势。
在智能化技术方面,低等级的驾驶辅助技术已比较成熟,得到了较大范围的应用,各国正逐步推动高等级自动驾驶及相关技术的发展。美国在人车交互技术、系统安全及可靠性、自动驾驶系统开发、智能网联汽车测试评价方法及标准等方面开展了研究。欧洲的研究重点在智能交通体系方面,辅助驾驶系统、无人驾驶等技术有较大进展。日本在自动驾驶系统的开发和智能交通系统构建方面取得了较大成果,在传感技术、驾驶人模型、自动驾驶系统的安全性等方面也进行了规划和研发。各国智能化技术发展以提高出行安全和行车效率为主要目的,以传感技术、信息处理、通信技术、智能控制为核心,车路、车车协同系统和高度自动驾驶成为现阶段各国发展的重点。
而网联化技术,主要可分为网联辅助信息交互,网联协同感知,网联协同决策与控制三个方面。目前,美国在网联化技术领域处于相对领先的位置,正在全面推动汽车网联技术的安全性研究、移动性研究、网联车辆相关技术研究以及示范应用工程等多个方面的协同发展。欧洲在智能交通体系构建中,也把网络互联互通作为发展重点之一,在道路信息化建设、物流信息化管理等方面取得了较大进展。日本则将网联化技术整合到其智能交通体系研究中,主要对先进驾驶人监控技术、协同通�...