未来道路交通研究欧洲

1、欧洲未来道路车辆技术研究目录1 执行概要技术策略a部分2 介绍2.1 furore 背景2.2 furore技术研究开发的目标与范围2.3 方法与局限3 前景梗概3.1 目前欧盟概要，成员国和全球政策 3.1.1 欧盟政策 3.1.2 欧盟成员国政策 3.1.3 其他全球政策3.2 furore 在未来道路运输预期上的观点 3.2.1 方法 3.2.2 2015-2020的目标、政策和预期 3.2.2.1 燃料和能源供应 3.2.2.2 co2和温室效应气体 3.2.2.3 排放 3.2.2.4 道路安全 3.2.2.5 交通和拥挤 3.2.2.6 道路运输带来的噪音 3.2.2.7 再循环利

2、用 3.2.3 政治氛围的影响3.3 furore的目标至2020年及以后4 未来的技术突破 4.1 导言：关于未来技术在环境、能源和社会经济条件方面的影响 4.2 能源和燃料 4.3 动力总成 4.3.1 至2007年的技术状况 4.3.2 至2020年的技术趋势 4.3.3 2020年以后的技术设想 4.3.4 动力总成研究需求 4.4 车辆结构 4.4.1 技术突破 4.4.2 研究需求 4.5 安全 4.5.1 被动安全 4.5.2 被动安全研究需求 4.5.3 主动安全 4.5.4 主动安全研究需求 4.6 噪音、振动和不平度 4.6.1 外部噪音 4.6.2 外部噪音研究需求 4.

3、6.3 内部噪音 4.6.4 内部噪音研究需求5 furore网络对未来欧洲研究开发的影响技术策略b部分6 动力总成的技术评估 6.1 能源和燃料 6.1.1 通用范围导言 6.1.2 技术发展水平 6.1.3 未来传统燃料的目标 6.1.3.1 燃料需求 关于最小的改变设想 6.1.3.2 燃料需求 关于最大的改变设想 6.1.4 燃料技术的选择 6.1.5 替代燃料 6.1.6 困难和障碍 6.1.7 研究需求 6.1.8 总结 6.2 动力总成 6.2.1动力总成的技术发展水平 6.2.1.1 排放标准 6.2.1.1.1 法规 6.2.1.1.2 未来计划的排放限度 6.2.1.2 火

4、花点火式发动机 6.2.1.2.1 设计趋势和燃烧技术 6.2.1.2.2 减少排放的技术选择 6.2.1.3 轻型柴油机 6.2.1.3.1设计趋势和燃烧技术 6.2.1.3.2减少排放的技术选择 6.2.1.4 重型柴油机 6.2.1.4.1设计趋势和燃烧技术 6.2.1.4.2减少排放的技术选择 6.2.1.5 变速箱与传动系统 6.2.1.6 一般（总体）趋势 6.2.2 2020年前先进的动力总成 6.2.2.1 排放标准 6.2.2.2 火花点火发动机 6.2.2.3 柴油机 6.2.2.4 混合和辅助动力单元 6.2.2.5 内燃机技术发展的新概念 6.2.3 2020以后可替代

5、动力总成 6.2.4 困难和研究需求 6.2.4.1 先进的动力总成 6.2.4.2 后处理 6.2.4.3 可替代的动力总成7 车辆结构 7.1 到2020年的技术目标 7.2 技术 7.3 困难与障碍 7.4 研究需求 7.5 卡车与客车的车辆结构8 安全 8.1 被动安全方面 8.1.1 目标 8.1.2 技术 8.1.3 困难与障碍 8.1.4 研究需求 8.2 主动安全与驾驶员辅助 8.2.1 目标 8.2.2 技术 8.2.3 困难与障碍 8.2.4 研究需求9 噪音、振动和舒适 9.1 外部噪音方面 9.1.1 外部噪音方面客车 9.1.1.1 技术发展水平 9.1.1.2 目标

6、 9.1.1.3 技术 9.1.1.4 困难与障碍 9.1.1.5 研究需求 9.1.2 外部噪音重型车辆 9.1.2.1 技术发展水平 9.1.2.2 目标 9.1.2.3 技术 9.1.2.4 困难与障碍 9.1.2.5 研究需求 9.2 内部噪音方面 9.2.1 技术发展水平 9.2.2 目标 9.2.3 技术 9.2.4 困难与障碍 9.2.5 研究需求附录：欧盟和国家政策信息furore 协会 1 执行概要 executive summary 主题网络furore建立了一个利益相关者的平台，以讨论到2020年及以后与车辆相关的突破性的技术和对应的研究需求。该网络的重点主要是内燃机提供

7、动力的道路车辆，但也分析可替代能源和系统的潜在的突破性技术，如替代燃料和混合动力和燃料电池。furore起到一个保护伞作用，以协调传播工作和启动基础研究活动，并让大学和研究机构促进这些技术的发展，使得汽车工业产品技术的发展成为可能和更加透明的提供汽车研究发展领域的未来研究计划。 目前furore文件的范围，是巩固总结参加组织的意见、专门研讨会结果和文献分析，以形成全面的汽车技术研发的路线图。由组织概括出的不与任何整车或引擎制造商关联的技术期望，应作为一个独立的决策用以支持欧盟委员会为rtd在有关陆地运输在目前和未来框架计划所作的未来研究政策。此外，该路线图旨在帮助汽车领域、研究机构和大学之间建

8、立合作。输出将通过国际研讨会、公共网站和cd - rom加上信息数据库和所有活动产生的材料的形式传播。 通常之间是竞争关系的几个公司作为执行这个项目的组织，已成立了一个专责小组，每个公司以它在特殊领域的能力作出贡献。所有furore合作伙伴都在earpa内组织（欧洲汽车研究合作伙伴协会组织）。其他的输入来自eucar / sg的动力总成，concawe以及其他欧洲领先的汽车研究机构。对某些技术、发现和结论的描述主要是基于专家知识和见解，研讨会举行的专门课题和文献研究。重要发现和信息据预测，从传统到新技术会有一个平稳转变，在预想的一段时间内还没有可预知的极端改变。该联盟相信演变发展而不是彻底改变

9、。此外，可以预见，在不同类型燃料驱动的情况下，动力总成传动技术的多样化日趋增多，很多技术可能在未来同步并行。政治及经济上的策略和技术上的可行性将决定向新技术平稳转变的速度效率。我们仍然可以在非常发达的国家看到这些技术发展具备较大改善潜力。这种速效改进对环境和经济的直接影响被认为是比在生产，基础设施行业中引进全新技术这种在公众中遭受非议的方法的效果更大。 然而，考虑到国际形势，也必须以敏感的态度鼓励全新技术的引进。在欧洲社会任何单独活动都有可能对欧洲汽车工业在世界市场上的竞争力产生负面影响。 关于潜在新技术我们需要一个全面的具有系统导向的视野，不仅考虑到车辆使用，还有炼油和燃料的生命周期。对于一

10、种全面的认识，包含整个技术生命周期的的方法是必不可少的。通过“演变进化革命”这种方法，许多领域都有研究需求“技术发展形势”和可替代的动力传动系统。 近期的研究评估了各种燃料和能源方案，分析了最重要的动力总成技术，依据排放，二氧化碳、能效提高和潜在的风险来判断它们，并放眼未来的整车技术，像新的车辆结构，安全性和nvh等方面。对于所有这些议题，作为将来的研究需求已经被列出和充分论证。下面，最重要的发现将被提及，研究的主题将被突出和强调。2020及以后展望突破性技术和所派生的研究需求是在全面分析了未来公路运输的情况，投票演习，研讨会和个别讨论基础上产生的。通常，技术性指标可分解成研究目标、工程目标和

11、商业目标。有必要提到的是furore主要侧重于研究目标。这意味着一项潜在的技术转换成预期的技术目标需要通过检验，但在可行性和大规模化生产方面没有深入研究。未来欧洲交通的设想观点由于向中欧和东欧国家的扩大，欧盟预计到2020年将成为世界上最强的经济区，人口约4.5亿（27个成员国）。超过70的人将生活在城市和郊区的聚集区，超过25的人口将超过60岁。在讨论未来的技术时，必须考虑到这些已选择的标准。未来迁移的重点将主要是城镇居民和他们的需求，而这基本上是个人的流动和一些实用性物品。到2020年，我们今天在不同的运输系统之间优化多式联运和互通性上所作的努力将带来积极的结果。然而，公路仍将是旅行和运输

12、的主要模式，而且人均公里数将进一步增加。有些预订系统可能使用个人和集体运输等多种方式是有可能的，这取决于安全、效益、成本、时间和舒适性。居民希望能在几种运输方法之间自由地选择，从一地到他地无缝转移，而无需担心运送工具。由于欧盟东扩和整合，货物运输也将增加，及时生产和分配（包括世界各地）、船运和管制解除使得成本降低，竞争力提高。基础设施（包括物理网络和交通管理系统）将被要求保持最少的传送时间，减少交通挤塞和实现高效率的多式联运。由于建立跨欧洲交通网络是未来流动性的首要条件，大量改善工作必须在2020年前实现。关于未来欧洲能源情形观点未来10-20年的交通预测显示，交通流量和拥挤的增加将抵消车辆技

13、术取得的重大改进，能源消耗、废气、噪音和安全的消极后果将进一步增加。为了提高空气质量，未来的立法将会强加在更低的空气质量标准上，未来的立法将会强加在更低的污染物排放指标（接近零水平）上，但承认走向这个零水平的报酬是递减的。废气排放水平预计将需要新的测量技术，轻型柴油机接近或低于汽油机的下一阶段的水平。 欧盟计划到2020年以代用能源（特别是天然气，生物燃料和氢）替代部分石油类燃料。长远目标是减少欧盟对能源的依赖，这也将提高能源供应安全。如今，98的运输依靠原油，即67的成品油需求。有共识称，如果替代品的使用一直按欧盟的目标增长到2020年，那么将会增补现有的流体燃料类型的数量。氢通常被视为终极

14、目标是另一种选择。 在2020年前和以后，h2的突破很大程度上取决于它在生产和储存方面所取得的进展。此外，还需要对主要能源的来源做出一直尚未做出的政治决策。 对于特定的替代燃料也是可以期待的，虽然仍存在大的障碍技术以及相关成本问题，这需要在其市场份额大幅上升前解决。持续下调的二氧化碳压力和自愿协议有可能扩展到所有部门。为满足欧盟温室气体排放目标，以及减少对能源的依赖，所有在运输中的过度能源消耗必须被大幅减少。加上提高可观的效率，我们认为这将是通向成功的唯一方法。以下是经联盟认可的研究目标：轿车货车客车燃料2020：实现欧盟替代燃料20%的目标，同时优化燃料/燃烧，相当数量的燃料存储车队（如客车

15、）使用压缩天然气和氢气；2030：确定和颁布可持续的运输路线图。co2/ghg2020：95g/km2030：80g/km2020：-10%，基于现在2020：-40%，基于现在排放2020：50% 欧盟+pm0.1控制2020：nox<25% 欧盟，pm<50%欧盟，包含任意化合物，局部控制2020：对满足当地环境的真正需要的了解安全2020：道路死亡 -75% 2030-2050：引入自动驾驶交通2020：信息通讯和交通管理使得拥堵变得高速畅通噪声2020：对周围环境适宜的噪音级。对于降低实际噪声的全面方法2030-2050：进一步降低室内噪音，接近who(世界卫生组织)目标再

16、循环2020：85%，引入可以长期持续的分析标准2040：95%通过重量，剩余5%的低环境影响处理能源和燃料：目标和显著突破技术在欧盟委员会关于替代燃料基于上述目标鼓励下，到2020年可用燃料的组合将变得更加多样异构。引进几种新的燃料，因为不同的发动机和排放控制技术，和并行的燃料支持的基础设施的成本问题，几种新燃料的引入将是一个挑战。在某些情况下，这些新燃料或混合物可能与新的燃烧方式相互促进，但这还有待验证。常规燃料：运输用的主要燃料，像汽油和柴油，不会发生显着变化，但燃料规格可能进一步发展。它们都将发展成几乎无硫的（2009年达到10 ppm的含硫量），而其他特性的改善评估需要严格按照燃油生

17、命周期的效率和对排放物二氧化碳的影响。 先进的常规燃料：这些主要是矿物油成分，如合成燃料和混合燃料。他们直接关系到未来的燃烧要求和/或优化限制。纯燃料或混合燃料必须加以考虑。因为天然气或煤的液化，成本和二氧化碳必须加以跟踪。 替代燃料：天然气、生物质液体燃料、生物燃料和氢都是主要的极具选择性的可替代燃料。大型生产设施仍然不具备，可以预计，在生产这些生产设施过程中时，仍然有优化的潜力。然而，这些燃料带来的主要问题是如何生产，存储和分发，且价格具有竞争力。纯氢，例如做为可再生生物燃料中有价值的一项，在我们所能想到的时间阶段外，到2030年及以后，我们设想它可能会达到一个不可被忽略的市场份额。从碳氢

18、化合物（烃类）中产生的氢无论是在工厂或车辆使用中其效率都不高，考虑到二氧化碳效应和供应目标的安全性，看起来似乎不是一个可行的长期解决方案。通过电力电解生产氢提供给大规模数量的需要，而不仅是小范围的应用。以可再生能源的角度看这似乎是不可行的。因此核能的利用是一个选择，但肯定会导致一场普遍的关于能源供应的政治讨论。其他液体替代燃料的成本情况稍好一些，即使还有大规模的与食物土地目标利用有关联的生物燃料生产的关注存在。氢气可作为电力在道路交通使用中的中间载体。由于电力配电网是大范围分布且有竞争力，那么研究高效和成本效益的车载电力存储，作为一种有趣的解决方案不应被忽视，尤其当结合到发电时对co2的控制（

19、二氧化碳集中封存过程潜力）。需要集中的基础研究来解决能源储存问题，尤其是电池储能。 所有这些可供选择的的解决方案主要关注的是生产成本，对于气体燃料来说是解决存储和分销的问题；如果在这方面，没有突破性的改善，替代燃料将仍然保持边缘角色供应小范围的市场。所有未来的研究开创必须考虑燃料、发动机和后处理之间是交互影响的系统。可预期的高度多样化的燃料市场需要为新的燃烧过程设计新的燃料氢气将首先来自特殊的市场电力作为主要能源将只向具有成本效益先进的电池/储能系统市场渗透动力总成技术 排放和后处理目标和显著突破技术车辆推进系统技术的发展是一个渐进的过程，受到客户要求的影响，如排放和安全标准的立法边界条件，以

20、及受能源资源和生产/分销成本和税收影响的价格。技术发展的总体趋势目标和远景是减少能源消耗，近乎零排放和替代燃料兼容的动力系统。火花点燃式发动机-截止到2007的技术现状在不久的将来，点燃式发动机的小型化的重要性将大大增加。增压（机械增压和涡轮增压）将与减少排量相结合，有时需要重新设计引擎。减小气缸排量的可行操作可达到降低40，相应的在燃油消耗和二氧化碳排放量上可达到20的降低。采用直喷是提高发动机效率的另一种手段，但在成本方面，这些具有分层燃烧的发动机比传统的点火发动机更昂贵，由于它需要先进的喷射技术和额外的氮氧化合物后处理。作为一个中间阶段，直喷均质燃烧（使用常规排放控制）与机械增压相结合，

21、将占领更多的市场份额。使用可变气门的后果是显著改善的燃油经济性和二氧化碳排放降低达20。另一种选择观念是一个可变压缩比（vcr）结合小型化，（机械增压发动机）将使得二氧化碳排放减少达25的成为潜在可能。最后，成本最低的皮带驱动的起动发电机在14v启动可以自动启动/停止车辆，由此可减少燃料消耗，但没有再生制动和扭矩的支持，则需要42v的系统。当然，部分新技术可以在联合使用时有效的工作，但研究工作必须为各类型车辆的高燃油经济性找到具有成本效益的解决方案。火花点燃式发动机-到2020的技术趋势时间跨越到2020年的时候，上述技术将进一步发展和变得先进是最有可能的，这些灵活的子系统将采用先进的自适应控

22、制，利用新的传感器技术。例如，具有氮氧化物和微粒排放非常低的自动点火控制的新型燃烧系统，将在引擎领域广泛实现，且没有满负荷隐患。一些燃料特性的演变可能会支持这种新的燃烧理念。在政策问题得到解决和能源策略促进这些燃料进入市场后，点火发动机技术与天然气和氢气完全兼容，那么适应这些燃料的燃烧系统就会出现。极增压稀薄燃烧的点火燃烧过程在这方面也是有希望的。这种燃烧技术具有极低的氮氧化物排放量，并可能只需要氧化或三路催化转换器。轻型柴油机-截止到2007年的技术现状由于增压比重的增长，中冷以及电辅助涡轮增压和可变气门系列概念等这些能够优化扭矩和瞬态特性的技术成为可能，使得在未来十年内，小型化柴油机的重要

23、性将越来越突出。70kw/l的特定功率输出似乎已经可以达到。相比流行的柴油发动机技术，高达25的燃料消耗受益，预计就是小型化措施和摩擦损失进一步减少的结果。先进的燃油喷射系统，允许适应喷射的特点，如前导、分开和二次喷射后以及比率成形，将大幅减少本地排放，或许也避免了在中小型汽车上额外加装微粒和氮氧化物控制设备的必要。具有喷油孔大小可变的喷油嘴将是这些先进的柴油机概念的一部分。重型柴油机-截止到2007年的技术发展水平重型发动机的挑战是相似的，更加重视排放控制，而市场希望提高其效率的要求也越来越强，以期降低运营成本。燃油消耗和nox /pm排放将通过燃烧过程改善提出来，包括灵活的高压燃油喷射应用

24、，每缸四气门、改进增压，电子控制和低燃油消耗。有很多种燃烧过程理念附带相应的排放控制要求。废气再循环（egr），微粒过滤器，脱氮氧化物过滤和基于尿素结合氧化催化剂的选择性催化还原（scr）将被使用。柴油发动机-到2020年的技术发展趋势 为进一步获得减少排放和燃油消耗，重型和轻型柴油发动机的子系统的变异性将会增加，这要通过采用先进的控制系统实现。为增加小型化的程度，气缸内的压力峰值将会增加，这要求新发动机的设计理念包含机械增压和改进材料。单循环控制策略下，排放将进一步降低。对于通常负荷下的均质压燃（hcci），在规划的大部分区域降低氮氧化物排放的更大进步是可预期的，而全负荷下燃油消耗不会增加。

25、后处理-截止到2007年的技术发展水平大多数2007年的后处理系统我们今天是可以见到的。现有的后处理技术三元催化剂，脱氮氧化物催化剂，氧化催化剂和柴油颗粒过滤器将在成本、尺寸和效率方面不断提高。首先，基于尿素的scr系统将很快在卡车发动机上实现。后处理技术的发展趋势-到2020年技术趋势：在此期限框架内，先进的柴油机后处理系统将会是一个最大的挑战。对nox和pm控制最严格的关键技术是冷却egr、高压燃油喷射、柴油氧化催化剂、柴油微粒过滤器、通过scr或氮氧化物吸附的氮氧化物催化还原，或者这些的组合，取决于市场需求和世界各地的排放发展策略要求的废气排放法规。系统集成包括车载电子诊断（eobd）是

26、绝对必要的，即燃烧系统、机械系统、控制系统、后处理系统和测量系统必须优化成为一个整体，以满足市场需求和法规要求。各系统的耐久性和可靠性在产品投放之前仍然需要证明。这个时间很短。这些特别应用于针对nox和pm的后处理系统，因为氮氧化物吸附器和用于重型柴油发动机的柴油颗粒过滤器仍然处在实验室的发展阶段。将氮氧化物捕捉和粒子捕捉结合到一个系统中带来了成本和油耗的优势。带有改进吸附媒介的改进scr技术可以降低氮氧化物后处理系统的成本。非贵重金属后处理系统是未来成本和资源节约的希望。然而，污染物的转化效率仍然需要深入的研究工作。变速箱和传动系统源于对减少二氧化碳排放量的要求，加上市场对最佳操控性的追求，

27、将会在欧洲变速器市场引起一场重大变化。传统的自动变速器将不大可能获得更大的市场份额，由于其燃油经济性上的不足，虽然通过液力变矩器锁和6个或更多的传动比可以减轻这种影响。连续或无级可变类型（cvt，ivt）提供了更好的工作效率，尤其为大排量发动机。自动化变速器（手自一体，amt），提供了显著的燃油经济性优势（一般为5），但仍将保留换档时扭矩中断的驾驶感觉，其改进正在进行中，以避免这一缺点。其市场渗透将显著的，但仅限于小型车辆。双离合变速器（dct）几乎具有同样多的优势，但在大多数情况下可以无缝换档。如果能证明大批量制造的成本具有竞争力，那么这项技术可以达到非常显著的市场渗透力。在这段时间框架内，

28、四轮驱动的普及程度将继续增加，特别是以生活方式为导向的基于前轮驱动平台的车辆。高档汽车将越来越多地采用尖端复杂的技术，以安全地方式来分配车轮之间的驱动扭矩。混合动力和辅助动力装置 随着车载电力需求的增加，加上对提高动力传动系统效率的追求，由此产生了对混合电动技术和辅助动力装置的需要。混合动力系统，集成了启动发电机和42伏的电路网，并结合小型化的发动机，尤其在城市交通中，它被认定是减少燃油消耗和排放的普遍措施。这种通过发动机关闭和制动能量回收和利用电动机来协助装有小型发动机的车辆启动的“轻度混合动力”技术的运用带来了良好的燃油节能潜力。成本、重量、可靠性和日益增加的复杂性都被认为是这项技术的障碍

29、和困难。我们必须在电机、起动机发电机的集成、控制系统和减轻重量方面上做研究。尽管如此，混合动力技术与电动单元的共存要求传统的车辆动力总成做出巨大的变化。新的变速箱、离合器和大电机是必要的，连同高功率电池，尽管它仍然非常昂贵且发展不够充分。我们需要在混合动力系统的零部件上做研究，如新的变速箱、电动马达和电池。此外，所有零部件的集成和控制也是一个重要的问题。考虑到其他的复杂性和零部件，与传统动力系统相比，混合动力汽车将只能逐步地渗透市场。  特别是必须考虑到成本/燃油排放节省的比率。另一条不同的途径，通常可以避免许多与电池及电能储存相关的问题，是使用小型的、高效辅助动力装置（apus）提

30、供基本的动力需求，同时由一个主内燃机引擎提供高功率作为补充。燃料电池或内燃机（也许是新型直列或转子型）适合用作辅助动力单元。作为辅助动力装置的燃料电池系统需要在成本、重量和体积上有显著降低，包括反应堆本身、燃料、空气供应系统和热管理系统。关于液体燃料或可行性氢气存储的重整改良是必需的。改良装置增加了燃料电池系统的复杂性和成本。汽油和柴油的改良处在一个非常早期的技术阶段，需要大量的研究，以保证车辆在瞬态运行时的氢的生成。2020年以后的技术愿景带有一些高度变化的子系统，在精密的动力总成管理系统控制下，继续结合利用改进的、部分资源可再生的燃料，这样“多样化”燃烧的内燃机的存在将是可能的。柴油均质充

31、分压燃（hcci）和汽油控制自动点火（cai）的燃烧过程，二者有许多相似之处，可能会融合燃料特性成为一种“复合燃烧系统”。结合改进的后处理技术，“零影响”排放水平将可以实现。结合先进变速器的高效率和灵活性（可能双离合器或无级变速型），汽车动力总成的能源消耗将进一步降低。加上新材料和新的设计规则的出现，功率达到150千瓦/升的汽油机和75千瓦/升的柴油发动机，这样一种特殊的引擎是值得期待的。到2020年后，电动混合可能是司空见惯的，即是一个高效率的推动者也是总线系统需要额外动力的提供者。我们需要在储能技术上的显著提高和可能性突破，以此克服存在的严重障碍，倘若研究工作在这其间得到应有的支持。这样，

32、如果有更多的无co2产生的电能存在，来自可再生能源或核能源，那么电池电动车辆就必须重新讨论。纯电池汽车已经在小范围内应用，并已被研究了数十年。主要的研究领域当然是电池，而它必须考虑能量和功率密度的提高，以及可靠性和降低成本。电动动力总成本身是全新的东西，如何更具成本效益和用节省材料的生产方法来生产电动机是一个问题。以氢燃料运行的电池车的优势是真正的零排放汽车。从技术角度，可以将其视为电动车，它的“电池”被燃料电池替代或填补。在许多应用中的一个次要功能是，传统电池还要用来启动车辆和维持空调。燃料电池堆在部分负荷时显示出最好的效率，这将有利于在城市内驾驶。堆栈只是燃料电池动力传动效率的一部分还要考

33、虑到空气系统、热管理、驾驶室内加热/冷却、冷启动（freezing of combustion water in the cell）、电机和电力转换器，这些会减少整个动力传动系统效率。在此之上，效率转化器（如果使用）和罐装燃料的生产效率是必须考虑的。综合这些因素，在所有最好的内燃机混合动力技术中，目前使用非可再生氢气的燃料电池车辆不能提供出有利于车轮效率（well to wheels）的改进。由于燃料电池技术相对较新，高端的基础和应用研究的努力是必须的，以降低生产成本，提高整个能源使用效率和减少体积和重量。为了克服这些问题，在栈堆和燃料储存技术上的真正突破是必要的。燃料电池汽车的市场机会 一般

34、比几年前预期的要悲观，它将主要在小范围内应用，甚至2020年以后的一段时期。有关动力总成技术发现的总结：2020年以后，集成内燃机（ic-engine）将是动力总成的主力；具有复合燃烧系统的集成内燃机（ic-engine）将进入市场；完全可变发动机概念及其控制，将是发展的趋势；具有先进控制和系统集成的混合（内燃机）车辆将渗透市场；燃料电池汽车的应用将从apu（辅助动力单元）开始，然后发展到原动力应用。主被动安全：目标和突出的技术难点被动安全：尽管车辆安全在过去的25年里取得了显著改善，但目前死亡和受伤的数目再加上所有相关的社会和经济成本，仍然被视为是不可接受的。一种可行的“最高安全车辆”需要我

35、们研究。对儿童安全运输的新方法需要继续发展，行李/物品系统的自动约束也是如此。在汽车安全领域的一个特殊的挑战是向更小更轻、更省油，以及因环境因素推测出电动或混合动力车辆使用增多发展的这种趋势。各种技术的最佳组合要求能提供给轻型车辆里的乘客类似传统汽车的保护水平。提高被动安全方面总的策略是碰撞条件的影响，例如通过改善环境（如可变形导轨），提高车辆耐撞性（如能量吸收），改变人的冲击运动（如安全带）。新的安全概念，如所谓的“智能的”约束系统，能适应实际发生的事故情况和特定乘员，与目前的约束系统相比应能够更好地保护汽车乘员。这些系统需要在汽车传感器上获得信息，并能够智能的控制约束力量水平以及如何施加到

36、乘员身上。进行深入研究的先决条件是全面有效的事故统计和调查（如建立国际事故数据库）。除了这些技术，能够显著改善道路安全的方法就是对驾驶员进行教育和培训的发展计划。主动安全： 主动安全包含众多领域，从前碰预警和预防到碰后紧急救援管理。主动安全作为产品技术还处于一个起步阶段，将对道路交通意外中的伤害产生巨大的潜在影响，既对乘员、行人，也对第三方。最终的目标，常常被看作是一种“防事故车辆”，当需要躲避灾祸时，它可以告知处在危险和干扰中的司机。与此主题相关的是“驾驶员支持”的问题。这又是一个复杂的问题，从简单的预备信息（导航，路径规划，避免交通堵塞）开始，然后是协助或从驾驶员手中接管操作（智能巡航控制

37、、车道跟踪、公路列队、并最终完全自主驾驶），一个极具吸引力的命题，但面临着公众接受和法律问题这样的主要障碍需要克服。短期研究的需要（2010年）一般是旨在使第一代主动安全技术稳定成熟、价格合理和可取的。中期（2020年）需要是旨在引入可取的和能负担得起的带有高度集成车载智能的部分具有自我管理的车辆。对于长期（2030后）的重点是成功地过渡到完全自治系统。因此，处于设想期间的研究课题将是：自适应被动安全系统，以确保所有类型车辆乘客的安全；主动安全和智能车辆系统传感、处理、网络；道路-车辆的互感；先进的驾驶辅助；总线技术，使自动驾驶。内外部噪音：目标和突出的技术难点在降噪方面，furore只注重车

38、辆技术而不是全面的整体分析（包括基础设施、景观规划，交通管理等）。降低外部噪声的主要技术必须反映降噪主题的优先排名：轮胎、引擎、排气和进气系统以及车辆的行驶状况。对于静音轮胎的进一步发展来说，对噪音的产生机制有更深入的了解是必需的，尽管在这一领域有已有的知识和正在进行的研究活动。为了减少发动机的噪音，一种方法是将发动机（和变速箱）本身或车辆的发动机舱完整密封。在这两种情况下，先进的、成熟的对封装体的热量控制，克服任何热平衡问题是必须考虑的。在临界运行条件下，如冷启动和热车阶段、低怠速、部分负荷条件和高负荷加速，我们还需要进一步的研究以改善燃烧噪声的控制。 车辆外部噪声的领域内，进排气系统的管口

39、排放噪音，适合主动有源噪声控制的应用，它也可能适用于轮胎噪音。然而，在这一领域可以提供高效、可靠、可生产的和低成本解决方案的技术还有待继续开发。同样的，可用于发动机、变速箱及其他汽车零部件等承载结构的高阻尼材料，和为了优化和低噪运行的可替代动力系统（不含内燃机）和动力传动智能管理同样也有待继续开发。仿真技术的进一步发展，必须成为未来研究活动的一部分，以便更精确地模拟物理过程，并增加预测结果的准确性。对于整车和相关的噪声源的噪声排放行为以及个别车辆部件的噪音和振动行为，我们需要改进的模拟仿真方法。研究活动必须继续以便开发新的或改进车辆噪音辐射的测试方法，这能以比现行方法更好的方式反映实际的交通状

40、况。 道路车辆的车内噪声（和振动）问题，是很不同于外部噪音的，由于其主要驱动力不是来自立法，而是来自客户和制造商的要求这个意义上说。车内噪声方面不能独立于其他重要的车辆性能来看待，如被动安全、车辆的操控性、油耗、热舒适性、耐用性、通讯和娱乐等。有了这些性能参数，这就会导致设计要求的冲突。车内噪声的主要来源是燃烧、滚动和空气动力噪音。被动降噪涉及的许多解决方法已在外部噪声方面讨论过，如本底噪声屏蔽、先进的底座悬置和创新型高阻尼低重量材料，静音轮胎等。不过，仅仅通过使用这类材料的解决方案要取得重大突破这将是困难的，尤其是在“品牌”层次的声音设计上。 主动降噪技术进行研究和发展已超过十年，但到目前为

41、止，在车辆设计上的成功应用仍然非常有限。材料层次上取得的进步，为实现低成本、高性能和可靠的传动方案，甚至将结构材料集成到智能元件中，都是具有很大潜力的。特别是这里提到的轻量化设计、主动控制可能是实现可接受的噪音行为的唯一解决方案。考虑到声“品牌”，有源噪声控制提供了一个直接的解决方案，使得可调目标功能得以实现。在少于18或24个月这样一个设计周期里实现我们所需要的性能的真正挑战，需要在最初设计阶段的严格的工程化性能的前处理和一个联系到多学科的最优化，这在所要求的精度和速度上还是不大可能的。总之，最重要的研究领域将是：安静的轮胎，路面/轮胎互动感应新的阻尼材料有源噪声控制交通噪声控制的整体解决办

42、法车辆结构：目标和突出的技术难点由于增加了不少舒适性和安全性方面设备，近几年车辆重量有所增加，将来轻量化将成为最重要的议题之一。所有研究都显示出车重与油耗之间有直接联系。降低车重，无论在零部件上还是整体上都是一项确实地累积措施并且总是有利的。轻量化设计可以通过集中在材料使用和车辆构架这些不同方法上来达到。这里我们谈到的可能性必须由全盘的视角来逐步实现。所以车架和壳体结构的不同复合材料的应用，如钢材、铝和塑料，这是需要评估的，将所有的相关标准考虑在内。这意味着除了技术实现外，生命周期分析也必须考虑。主要的技术领域是实现更小的和更灵活的车辆概念，所有车辆装备可能的小型化，同时用来优化装配和重量的不

43、带机械装置的总线系统（x-by-wire），用以支持车身模态和复合材料设计的连接和接合技术，和支持高度模块化的车架结构。此外，在设计过程的早期阶段就需要考虑再循环和改善分解等所有必要的技术。对汽车撕碎的残渣的后处理，不同材料类型的妥善分离，回收材料的质量检验（参照新材料的特性）都是大问题。决策者们意识到这样一个矛盾是非常重要的： 用高性能材料来减少汽车重量的需求，这些高性能材料往往不容易回收 和在标准车辆上期望达到的回收限额，这两者之间的矛盾。进一步的先决条件是，在车辆安全性上的妥协折衷都是不允许的。总结，车辆结构中最重要的研究领域是： 轻量化概念车 先进的混合材料车辆结构 新改进的回收方法结

44、论道路运输技术历来遵循一个循序渐进的路线，由许多小的步骤结合起来，在可靠性、安全性、舒适性、性能和对环境影响方面，取得了显著和卓越的进步。这项研究得出结论认为，这种循序渐进的途径，通过战略性重点研究推动了“快车道”的步伐，使得满足2020年及以后的挑战处在有利位置。在2020年及以后，我们将增加多种不同的推进系统技术，但内燃机仍将占据主导地位。最重要的，独立于推进系统或燃料的未来情景之外的其它环节尽可能的节约能源也是必备的。 基于内燃机和传统燃料的动力总成技术上的充足的科研投入，保证了欧洲汽车业在全球的竞争力，并减少对能源的依赖和改善环境。全新技术的研究，必然附加地促进环境的可持续发展和能源安

45、全。除了所需要的技术研究，只有在生产、分配和存储等方面的改进，才能使得基于动力传动系统的燃料电池和氢成为有竞争力的选择。整车重量对于燃油消耗和安全的问题是至关重要的。对新材料和生产工艺，包括回收利用技术的深入研究是必要的。 主动和被动安全显示出极大的研究潜力，需要以结合的方式提供最好的结果。这同样适用于噪音：未来汽车技术的重点集中在路面/轮胎相互作用、发动机、排气和进气系统和车辆的行驶条件。先进的仿真技术是必要的，用来建立基本详细的知识，以便更精确地模拟物理过程，并增加预测结果的准确性。 一个全面的系统的方法，集中了关注的利益相关者（基础设施、汽车制造商、研究机构等）和有关的科学领域（材料、电

46、子、信息通讯等），将带来卓越的技术进步。特殊技术和共性技术，以及开发工具和平台的整合，将带来更好、更快、更便宜的研究成果，最终，关键性的加强是欧洲公路运输部门的可持续发展。总结： 在内燃机和传统燃料基础上的动力总成技术演进方面的研究投资是必要的，从而保证欧洲汽车行业的全球竞争力，同时减少能源的依赖和改善环境。 在全新技术的研究上，必须具有额外的促进环境和能源安全的可持续进步。 减少能源消耗措施的重要性，需要被高度重视，独立于未来推进系统或燃料预想设定。 一个全面的系统方法，结合特殊的和共性技术，以及开发工具及平台，将带来更好、更快、更便宜的研究成果。2 介绍2.1 furore的背景在未来30

47、至50年内个人交通仍将是欧洲地面运输的主要支柱，由经济持续增长和欧洲共同体的扩大可以预见，个人流动将进一步增加。人口流动在生活质量的评价中占有很突出的地位并已经成为一个经济增长的需要。然而，一个更为便捷的个人流动和组织运输需要被提及，这会产生一个平衡的运输模式。为了弥补个人道路交通的增加，对环境，能源资源，以及个人健康和安全的负面影响，一种对未来汽车的综合研究的方法是至关重要的。车辆和燃料的新技术的引进，将减少对环境的的关注。欧盟委员会的责任就是鼓励和支持研究开发更有效的，少污染和安全的车辆。完成这个的最重要的依据是rtd的欧洲框架计划。以一个敏感的方式指导对未来社会需要的研究，需要对那些能引

48、进或者阻止新公路技术引进的很多因素有很好的理解。立法和政策制定者需要不同的独立的信息来源，使他们可以概括可能是由新技术的引进引起全球环境变化。一项新技术的突破需要许多有利的因素，一个发展进化也比任何一个革命性的方式更有机会。必须的基础设施和其他实质方面有时很少关心到。另一方面完全新技术的时机决不能被低估并且非常有必要对使目标明确的不同的可能的方法开放，即使他们是非常有抱负和危险的。所以这样的结果需要在研究开发中有充分的投入。在欧洲共同体环境下，这些技术对环境经济和社会情况有可持续改善的潜力，因此，在规划过程中上要考虑周全。公路运输研究将在实现到2010年的欧洲委员会研究政策两个最为雄心勃勃的目

49、标上起到重大作用，分别是增加研发投入占国内生产总值的3，和把欧洲建成世界上最有竞争力和动态的以知识为基础的经济区域。2.2 furore的技术研发路线图的目标和范围furore技术路线图是由earpa-欧洲汽车研究合作伙伴协会发起和由欧洲联盟委员会/ dg研究资助的第五框架计划。furore研究网络成员的本质是对未来技术有独特的见解。通过联合自主研发的核心团队，并与来自大学，国家科研机构，零部件供应商和汽车制造商（所有这些目前正在参与欧盟框架计划）相联合，一个独立的现实的未来技术得以实现。汽车研发今天已变得更加国际化，研究机构、大学和工业界内部及相互之间协同努力。现在的研究路线图就是

50、一个证明，加强研究机构之间的战略合作是可能的。这些研究网络的协调和重点活动能够执行，并且侧重点不同的组织之间可以协同运作。除了这一技术路线图，furore网络的目标是建立一个欧洲汽车行业综合的，长期的研究策略，这是基于起主导作用的工程公司，rtd组织和大学的观点，并应配合以产品为导向的oem方案。显然，未来的道路车辆将会使一系列技术结合起来，但在考虑不确定的社会和环境条件基础上，该研究试图回答如何和遵循什么样的技术路线来解决社会面临的能源消耗、排放和安全性带来的问题和冲突，以满足未来流动性的需要。2.3 方法和局限furore的汽车研发技术路线图的范围是巩固专业知识和通过专门的研讨会得到的科研

51、组织的意见，由furore投票调查对为未来的运输方案和系统做全面的文献分析。研究的主题是：能源和燃料（包括常规和替代燃料），动力总成技术（今天和未来系统以及排放及后处理），和整车方面（包括车辆结构，安全性和噪声）。根据目前的技术状态，直到2020年的研发趋势和2020年以后的技术愿景来对研究主题进行分析。什么样的潜在技术可以实现这些目标，障碍和壁垒可能会妨碍潜在技术的引进，最终这些研究需要克服重大的技术障碍成功的实现2020年的目标，这些在一项报告里进行了论述。不同车辆级别的划分是一个正确的开始。在欧洲共同体的15个国家，acea新登记车辆类型数据，下面的几个类型涵盖了大部分欧洲汽车市场：乘用

52、车：13761894新注册轻型商用车一直到3.5吨（包括小巴）：1735106新注册商用车辆超过3.5吨（包括巴士及教练）：360130新注册由于在很多论点问题上重复，所以在学术研究和讨论会上坚决依照以下两种类型车辆：1. 乘用车包括类m1类；2. 卡车和公共汽车，包括m2，m3，nx类。摩托车未在上述被选类型中，是因为其销售量小并且使用频率低。与在上面列出的车辆性能相比，其对环境的影响未被重视。汽车研发和工程专家研讨会 文献分析 投票履行权利与基础研究科学家的讨论 与oem讨论 furore汽车技术研发路线与其他研发组织讨论 与燃料工业讨论 与供应商讨论图 2.1 furore的信息源研究结

53、果由两部分组成，其中战略部分提供了概述和关键信息，技术部分通过对技术的描述和利弊的讨论提供了研究背景。在技术部分中，研究者试图将研究报告分为以下子章节：l 其他已有研究成果或目前的技术状态的描述l 2020年及以后，在一些特殊领域里的目标需要实现l 可以实现目标的潜在技术l 可能阻碍潜在技术引进的障碍l 需求调研需要克服的主要技术障碍因为未来是不可预知的，技术方案评估和在这样的研究方式下寻找到自己的方式进入大规模市场是一个很棘手的问题。非常肯定的是目前市场的技术将进一步发展并且现在的研究原型将会得到完善，比预期时间更快的引入这项研究。所有研究的参与者都已经避免过分的乐观。由此看来，这项研究在某

54、些领域里仍然很保守，在上述假设下很谨慎。在未来的30年内，技术可能以不可预见的方式发生变化，因此，在五年，十年或更多年进行这样的研究可能看起来非常不同。这就需要在确定的时间内定期更新。3 未来发展趋势在展望未来技术发展趋势之前，让我们先来了解两方面内容，一是目前技术发展的科技水平，二是未来推动科技进一步发展的影响因素，比如说政府政策、购买者或使用者的需求。furore应当着眼于制定一个2020年以及以后相关的宏伟发展规划，当然在实现之前需要一个健全、全面的技术了解。本章我们将基于大量的参考文献（参考3.1-3.77）和对专家意见、观点的调查分析，对2020年之前的发展愿景以及相关政策进行阐述，

55、而furore 对2020年以后的研发目标将参考于这些信息。3.1 当前欧洲国家的发展状态和政府政策概述3.1.1 欧洲政策对于道路运输的发展，欧洲政策是基于在2001年出版的英国白皮书2010欧洲道路运输政策：当务之急，政策的制定者承认，一些地区很想率先做出改变，但是目前的发展现状并不如意，白皮书的出版是制定长远政策的第一步，它将主导未来30年可靠的运输系统，提议政策中与furore相关的关键部分如下：l 平衡各种运输方式，包括重新改变铁路运输，配合海运和陆上水运系统，控制航空运输的发展，提高陆运的质量和各个运输方式的有效衔接； l 作为改善全球变暖和能源危机的措施，到2020年应引入公路运输总燃油20%的新能源燃料。书中并没有提到传统燃油车辆的尾气和co2排放的标准，但是混合动力汽车、压缩天然气燃料和氢燃料电池都被寄予厚望；l 到2010年每年道路运输事故的死亡总数应当减半，速度控制系统、主动安全电子防护、车辆