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2018年度纯电动力系统关键技术发展趋势分析

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2018年度纯电动力系统关键技术发展趋势分析

发布日期:2017-10-26 作者: 点击:


目前是2017年年底了,大家都在分析2018年中国新能源汽车技术发展趋势。而科技部《新能源汽车2018 年重点专项申报指南》已经发布,对企业而言很有指导意义。下面是笔者学习《申报指南》后,对2018度年纯电动力系统关键技术发展趋势分析,分享如下:

一、中国新能源汽车重大共性关键技术的主攻方向

《申报指南》列出2018年中国新能源汽车技术的主攻方向是:动力电池与电池管理系统;电机驱动与电力;电子、电动汽车智能化;燃料电池动力系统;插电/增程式混合动力系统;纯电动力系统。一共6个方向下,再细分 24 个研究任务。

笔者理解:

①企业与政府规划要保持一致,企业经营活动(含技术攻关)要在政府的顶层设计下开展;

②企业2018年具体的新能源汽车研究(开发)项目必须在6个方向下、24个研究任务之中;

③企业具体技术研究和开发项目,理应与中央政府年度计划技术攻关项目对应起来。

二、2018年纯电动力纯电动力系统研究任务

1. 高性能纯电动运动型多功能汽车(SUV)开发(重大共性关键技术类)

(1)研究内容:

掌握无锡电动汽车纯电动 SUV 整车集成技术、整车轻量化技术、整车安全性与电磁兼容性技术、整车环境适应性技术等整车关键技术;研发一体化驱动与传动系统、高防护全气候动力电池系统、智能化整车控制系统、总线电压 800 伏左右的高压电气系统、电动转向与回馈制动系统、高能效比电动冷暖一体化空调系统等关键子系统;开发全新 SUV 电动化底盘及整车。

(2)考核指标:

纯电动 SUV(车长≥4.5m)整车电耗≤13kWh/100km(工况法),纯电续驶里程≥400km(工况法);0-100km/h 加速时间≤6 秒,最高车速≥150km/h;最大爬坡度≥45%;电制动降低电能消耗比例≥25%欧洲城区工况(ECE 工况);充电时间≤20 分钟(30%-80%SOC);车身与底盘结构轻量化达10%以上(同比钢结构车型);安全性达到中国新车评价规程(C-NCAP)五星要求;制定总线电压800伏左右的高压电气系统设计规范。

(3)笔者解读:

① 传统SUV乘用车在长城汽车的带领下,自主品牌乘用车扬眉吐气了一回。这个实例说明,中国汽车“弯道超车”是可以实现的。如果SUV车实现纯电动化,质疑中国汽车“弯道超车”的声音,会慢慢消失。

② 制定总线电压800伏左右的高压电气系统设计规范,压力也是相当大的。一个车道宽只有3米,要超车必须弯道。关键问题,弯道不是难度,难在能不能超车成功。

③安全性达到中国新车评价规程(C-NCAP)五星要求,是超车成功的具体体现。

④纯电续驶里程≥400km(工况法);0-100km/h 加速时间≤6 秒,最高车速≥150km/h;最大爬坡度≥45%,这指标其指导意义,已经很具体了。

2. N2/N3 类高性能纯电动商用车动力平台技术(重大共性关键技术类)

(1)研究内容:

掌握纯电动商用车高效驱动技术、电池系统集成技术、整车智能化与控制技术、高压集成控制技术、上装系统智能控制技术、整车轻量化技术等关键技术;开发模块化、系列化的纯电动商用车智能化底盘,并应用于运输类、作业类两种车型;提升整车安全性、可靠性、耐久性和环境适应性;掌握整车的批量化生产工艺,形成规模化生产能力。

(2)考核指标:

纯电动商用车整车 0-50km/h 加速时间≤15 秒,30 分钟最高车速≥100km/h,最大爬坡度≥30%,电制动降低电能消耗比例≥25%(GB/T 18386 最新工况);整备质量与同类燃油车相比不高出 30%;N2 运输类商用车全气候(环境温度范围覆盖-20℃到 40℃)续驶里程≥250km(GB/T 18386 最新工况),Ekg≤0.3kWh/(km·t);N3 作业类商用车全气候(环境温度范围覆盖-20℃到 40℃)连续作业时间≥8h;形成年生产能力≥5000台,实现千辆级销售应用。

(3)笔者解读:

①纯电动公交车是中国汽车“弯道超车”最成功的实例。深圳市公交实现纯电动化,质疑公交车电动化声音已经消失。

②纯电动公交车全天候指标,得到进一步提升,尤其在东北和新疆等地,对纯电动公交车的呼声要求比较高。一句话,混合动力公交车研发阶段已经完结。

③在中国纯电动公交车续驶里程≥250km(GB/T 18386 最新工况),该指标是一个综合性指标,超过这个指标,按价值工程理论,就是多余功能了。

④纯电动商用车目前技术瓶颈是全气候(环境温度范围覆盖-20℃到 40℃)。估计经过这一次攻关,这一指标是可以实现的。

3. 基于新型电力电子器件的高性能充电系统关键技术(重大共性关键技术类)

(1)研究内容:

掌握基于新型电力电子器件的开发技术和双向充放电拓扑及控制技术,研制出基于新型电力电子器件的高性能单向和双向充放电设备,突破新型大功率快速充放电系统的控制和安全技术;掌握无线双向充电关键技术,无线充电系统的互操作性测试技术、充电频率和电磁场对人体的影响分析及测试等技术。

(2)考核指标:

基于新型电力电子器件的充电机产品效率≥97%,满载比功率≥1.5kW/kg;研发输出功率为 3.3kW、6.6kW、10kW和 60kW 等系列化无线充电系统产品,无线充电距离≥20cm,无线充电系统整体最大效率≥92%,无线充电系统对人体的电磁场接触限值应满足国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)国际导则等相关标准的要求。实现批量装车不少于 50 辆。形成 2 项以上无线充电相关的互操作性、安全性评价等国家(或行业)标准(或国际标准提案)草案。

(3)笔者解读:

①对单向设备提出高性能的要求,具体要求是产品效率≥97%,满载比功率≥1.5kW/kg,比较难的是比功率的提升。

②对双向充放电设备,提出了研发级攻关要求。双向充放理论研究,有待进一步拓展,规模性应用有待进一步准备;

③对无线充电,提出 3.3kW、6.6kW、10kW和 60kW 等系列产品要求。

总结:纯电动力系统关键技术是中国新能源汽车主攻反向,是中国汽车弯道超车主要立足点,如果中国在纯电动汽车取得成功,基本就可以说,中国新能源汽车技术路线取得成功。

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