精品现代电动汽车发展机遇与挑战63页.ppt
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1、东南大学盐城新能源汽车研究院,现代电动汽车发展机遇与挑战未来低碳创新,现 代 电 动 汽 车 发 展 机 遇 与 挑 战,2011 年 4 月 电 动 汽 车 国 际 动 态,2011年4月电动汽车国际动态OICA(Organisation Internationale des Constructeurs dAutomobiles)中国论坛时间:2011.04.19-20论坛主题:低碳时期的世界的汽车工业第14届上海国际汽车工业展览会时间:2011.04.21-28主题:创新未来,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,3,一、国内外电动汽车发展概况,目录,二、电动汽车关键技术,三、
2、我国电动汽车十二五产业化分析,目 录,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,4,第一部分 国内外发展概况,一、国外发展情况二、国内发展情况三、国内电动汽车发展需求,国 内 外 发 展 概 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,5,电动汽车:纯电动汽车 混合动力汽车 燃料电池电动汽车,国 内 外 发 展 概 况,定义(Pure or Battery Electric Vehicle):以电池为储存单元,以电动机为驱动系统的车辆。,国际电子技术委员会定义(Hybrid Electric Vehicle):在特定的工作条件下,可以从两种或两种以上的能量储存器、能量源或能量
3、转化器中获取驱动能量的汽车。,定义(Fuel Cell Electric Vehicle):采用燃料电池作电源的电动汽车。FCEV一般以质子交换膜燃料电池作为车载能量源,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,6,节能减排需求成为电动汽车发展的源动力,欧盟CO2排放目标,国 外 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,7,续驶里程,最高车速,电动车发展战略共识,国 外 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,8,国 外 发 展 情 况,日本经产省创新能源技术计划电动车与电池技术;2009.6,日本政府政策:由HEV转向PHEV,再推
4、动EV,Battery capacity,(vs,.,current level),1 time,3 times,Battery cost,1/2,1/10,Electric vehicle(EV),T,raveling distance,on a full charge,200 km,500 km,-,Improvement of battery performance,Leap in cruising distance,Drastic cost reduction,1.5 times,1,t,ime,7 times,1/7,1/40,130 km,-,Development of post
5、,-,Li ion batteries,Plug,-,in hybrid vehicle(PHEV),-,Improvement of Li ion battery performance,2000,2010,2020,2030,2040,2050,2000,2010,2020,2030,2040,2050,Battery capacity,(vs,current level),1 time,3 times,Battery cost,1/2,1/10,Electric vehicles(EV),Traveling distance on a full charge,200 km,500 km,
6、-,Improvement of battery performance,Leap in driving distance,Drastic cost reduction,1.5 times,1,time,7 times,1/7,1/40,130 km,-,Development of post,-,Li ion batteries,Plug,-,in hybrid vehicles(PHEV),-,Improvement of Li ion battery performance,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,9,于2010年6月确定将进一步投入60亿美元,用于补贴电动汽车
7、发展,包括支持研发汽车电池技术、帮助修建充电站、提供购车消费税抵免等。同时,已经支出250亿美元资金以帮助汽车制造商更新设备、24亿美元资金用于电池开发和其他项目、以及每辆7,500美元的电动汽车购车消费税抵免。,日本经济产业省于2010年4月提出到2020年,使HEV和EV等“新一代汽车”占新车销量比例达到2050%。具体指标为:到2020年达到普及目标:HEV为2030%、EV/PHEV为1520%,FCV为1%以下,清洁柴油车为5%以下。,2010年1月,法国政府宣布实施“发展电动汽车全国计划”。预计到2020年,将推广200万辆电动汽车。法政府将为此投入15亿欧元以上,主要用于建充电站
8、。在该计划中,纯电动和油电混合动力汽车成为重点鼓励对象。,各国政府的电动汽车扶持政策都已开始加速,并在相关产业标准方面有更加密集的动作。,国外政府最新支持政策,国 外 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,10,国外典型量产电动汽车产品,国 外 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,11,各汽车厂商预测2015年电动汽车销量比例,未来1-2两年,各车企将陆续推出纯电动汽车,开展示范运行。预计到2015年,各车企的纯电动汽车将大规模上市。,在所销售的电动化车辆中,EV比例最高的是雷诺-日产联盟,占70多。其次是德国大众,占20多。通用汽车中
9、PHEV占整体的60多。而福特中,整体的约10为EV,约15为PHEV,其余的为HEV。另外,以HEV为主流,而EV几乎没有比例可言的是丰田、意大利菲亚特及本田。,(数据来源IHS集团CSM Worldwide),外国车企的电动汽车市场预测,国 外 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,12,从汽车行业节能减排趋势看,发展电动汽车是汽车技术进步与产业升级的必然选择。,我国正在成为全球最大的汽车生产和消费国,面临节能减排的重大挑战。按目前发展趋势,我国2020年的汽车年产销量将超过2500万,甚至达到3000万,保有量将达到2亿辆左右,甚至有可能超过美国,车用燃油消费
10、量将超过3亿吨,甚至达到3.5亿吨(相应的石油消费量达到5亿吨),总体石油对外依存度将超过70%;按照十一五减排20%的要求,2010年我国乘用车平均排放应达到151.6g/km,相当于6.48L/100km;按照减排45%的要求,到2020年,我国乘用车平均排放应达到104.2g/km,相当于4.45L/100km、,“十二五”是以汽车电控化和动力混合化两大技术相结合为标志的产品换代与产业升级期。,国 内 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,13,电动汽车技术现状,国 内 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,14,我国电动汽车产业发
11、展趋势,未来20年内,混合动力和纯电动汽车将是电动汽车发展的主流。,国 内 发 展 情 况,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,15,三大部委已将关注及投入重点统一到着重发展纯电动和插入式混合动力汽车的产业化上,同时也将加大对混合动力汽车的市场推广力度。,政府最新支持政策,国 内 电 动 汽 车 发 展 需 求,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,16,已形成一批具有生产能力的商业化车型,国 内 电 动 汽 车 发 展 需 求,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,17,大连,济南,上海,深圳,武汉,北京,重庆,选择有条件的城市,连续三年组织开展“十城千
12、辆”节能与新能源电动汽车大规模示范行动;,重点发展公共交通和公共服务领域,首批对51个城市开展对个人进行补贴;,第一批13个城市,第二批7个城市,第三批5个城市;,“十城千辆”大规模示范运行,截至2010年底,共有12000多辆新能源汽车在25个城市投入示范运行。,国 内 电 动 汽 车 发 展 需 求,长春,杭州,合肥,长沙,昆明,南昌,第2批:天津、海口、郑州、厦门、苏州、唐山、广州,第2批:沈阳、成都、南通、襄樊、呼和浩特,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,18,产业联盟推动行业进步,T10产业联盟,央企电动车产业联盟,地方电动车产业联盟,国 内 电 动 汽 车 发 展
13、需 求,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,19,巨大的多元化市场锂离子动力电池价格为3-5元/Wh,低于欧美日(约7-8元/Wh)稀土永磁电机价格约为目前国际价格的60%,1,4,2,3,电力平衡,高效清洁,产业雄厚,资源丰富,市场巨大,成本优势,基础设施改造方便,商业模式新颖灵活,电可以作为我国汽车主体替代能源。从长远看,即使车用能源全部用电能取代,也只占全社会总用电量的10%以内;电是我国煤基能源汽车应用的各种途径中最为高效清洁的利用方式。即使按照目前我国80%的高煤电比例,同等车重的电动轿车与汽油轿车相比CO2也至少降低30%以上。适应可再生能源发展并与智能电网结合,可对
14、电网起到“削峰填谷”作用,世界最大的轻型电动车生产国和市场,保有量超过1亿锂资源储量居世界第二位;稀土资源储量6588万吨;,城市化建设发展空间巨大,多种灵活的充电运行模式国家电网、普天海油、中国石化等大型国有能源企业积极参与基础设施和网络化能源供给。,从国家新兴战略产业看,发展电动汽车是我国汽车工业技术转型和培育战略新兴产业的历史机遇。,“十二五”是将汽车小型化和动力电气化两大潮流相汇合,发展我国小型电动轿车的黄金机遇期。,国 内 电 动 汽 车 发 展 需 求,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,20,第二部分 电动汽车关键技术,一、共性关键技术二、纯电动汽车的关键技术三、混
15、合动力汽车的关键技术四、燃料电池动力汽车的关键技术,电 动 汽 车 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,21,共性关键技术电动汽车的三项单元技术:电池、电机和电控 动力电池,可以广义地包括蓄电池,燃料电池等。目前性能指标比较高锂离子电池。电动汽车的动力驱动性能目前还不能和传统内燃机汽车相媲美的主要原因就是因为电池性能的差距;动力电池(蓄电池,燃料电池,超级电容等等)性能一直有所提高,特别是制造成本在降低,但都没有达到重大突破的程度。,电 动 汽 车 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,22,共性关键技术动力电池存在的问题:动力电池性能
16、方面短期内实现跨数量级突破的前景和可能性比较小;电池寻求的实质突破:(1)功率密度,(2)能量体积比和能量质量比,(3)工作温度范围,(4)宽范围放充电下循环次数以及安全等。,电 动 汽 车 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,23,共性关键技术电动汽车对电机的要求:基速以下提供大转矩以适应快速启动、加速、爬坡;基速以上恒功率、宽范围;运行满足频繁起停切换要求;整个转矩/转速运行范围效率最优;电机及控制器结构坚固,体积小,重量轻,抗振动、抗冷热冲击和恶劣工作环境;单位功率系统设备价格尽可能低;高可靠性。要求高绝缘安全性,高过载能力,好的电磁兼容性。,电 动 汽 车
17、 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,24,共性关键技术现在电动汽车用电机普遍采用永磁无刷电机:目前有市场影响力批量生产的HEV轿车全部采用永磁同步电机(如Prius,本田的Accord等);采用新一代锂离子电池的纯电动汽车,如Leaf和三菱的i-MIEV,也是采用永磁同步电机。,电 动 汽 车 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,25,共性关键技术现在电动汽车用电机驱动系统的普遍解决方案:采用正弦波形反电势的永磁同步电机,以高磁阻转矩为设计目标,降低永磁扭矩的需求,提高电压利用率并得到高功率密度;这样的电机形式对电机控制器,控制算法
18、技术和电机优化设计要求更高。目前国内车用永磁同步电机的功率范围涵盖了9-90kW,可匹配弱混、中混、和强混的HEV车型;永磁同步电机驱动系统的研制单位大都处于样机研制或小批量试制阶段;产品参数和工艺都不稳定,大规模生产的产品一致性保障能力与国外有较大差距。,电 动 汽 车 关 键 技 术,2023/2/27,东南大学盐城新能源汽车研究院,26,共性关键技术电机的关键技术问题:多物理场条件下磁阻型永磁同步电机的优化高可靠性磁阻型电机位置传感器高性能、宽调速、完备故障保护的永磁同步电机控制技术再生回馈制动条件下的系统效能和稳定性电机系统热管理车用系统的可靠性试验方法车用系统的匹配和标定完备的产品技
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