中国节能和新能源汽车的发展现状和未来十年的展望

1、中国节能和新能源汽车的发展现状和未来十年的展望内容定义发展节能与新能源汽车的重要意义世界节能与新能源发展回顾与动向我国节能与新能源汽车进展我国发展节能与新能源汽车的机遇与挑战我国节能与新能源汽车的展望节能与新能源汽车的范畴主要的节能汽车技术： 1，混合动力技术与插电式混合动力； 2，先进内燃机技术； 3，先进车身及底盘技术。新能源非石油原料的清洁能源： 1，电力电动汽车与增程式电动汽车； 2，天然气CNG/LNG汽车； 3，生物质燃料； 4，氢燃料电池汽车。发展节能与新能源汽车的重要意义 能源环境创新能力战略意义发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境世界千人汽车保有量 发展节能与新能源汽车的

2、必要性：能源与环境中国汽车保有量预测发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境汽车对石油需求预测发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境依赖石油，中国人将不可能实现普及汽车的梦想十几二十年之后，我国汽车的普及率完全可能接近发达国家的水平。如果按欧洲的一半，即每千人300辆计算，总保有量就是亿辆。按每辆汽车年消耗燃油1吨计（目前欧洲的水平吨，日本1吨，中国吨），亿辆车需要亿吨燃油。有关专家预测，2020年国内的石油年产量可达到亿吨，如进口 亿吨，共计亿吨。如其中2/3给汽车用，炼成燃油约2亿吨。2020年以后石油产量继续增长的可能性较小。汽车燃油需求存在巨大缺口。 世界石油平均价格（FOB）欧美日

3、汽车二氧化碳排放限值2009年9月胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上承诺，中国5年减排15亿吨CO2；中国政府承诺2020单位GDP二氧化碳排放比2005年下降4045；发达国家汽车行业CO2排放量约占总排放量25%左右；欧洲和日本2020年汽车CO2排放目标分别为95g/km和；我国在售轿车百公里油耗平均升，相当汽车每公里二氧化碳排放量为。发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境汽车工业发展也面临二氧化碳减排的巨大压力燃料驱动技术 能力转化效率% 温室气体排放g/km WTTTTWWTWWTTTTWWTW汽油点燃式 柴油压燃式 7622.817.362.993.1165CNG点燃式 8622.

4、219.133108.7LPG点燃式 7418.91462142204E10点燃式 72.518.913.762.8158221E85点燃式 53.818.91060160220M100点燃式 39.8218.4375.3138.7514DME压燃式 37.722.88.6376.3123.7500CTL压燃式 45.622.810.4270135405电锂电池 38.17528.61280128氢燃料电池 33.646.115.51400140汽油混合动力 7525.919.452134186柴油混合动力 7630.42345112157燃料电池混合动力 33.657.919.5114511

5、9发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境典型燃料与驱动技术的效率与碳排放发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境汽油机汽车能源转换效率WTT 石油油箱85%能量转换为汽油15%能量损耗发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境汽油机汽车能量转换效率TTW 注入油箱的汽油热损耗65.3%摩擦损耗 8.5%燃料损耗4.2% 辅助机件损耗2.5%传动系统损耗1.6%17.9%能量推动汽车车轮 发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境 电动汽车能源转换效率WTT 煤、核能等100% 电池42%能量转换为电能58%能量损耗发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境 电动汽车能量转换效率TTW 充入汽车的电

6、能100%充电过程损耗17%电机损耗 7%机械传动损耗 1% 变流损耗 3 %辅助机件损耗5 %67%能量推动汽车车轮发展节能与新能源汽车的必要性：能源与环境汽油机汽车与电动汽车能量利用效率比较WTTTTWWTW汽油机汽车85%(75%) 17.9%(18.9%)15%(14.2%)电动汽车42% (38.1%)67%(60%)28%(22.9%)注：( )内为我国数据发展节能与新能源汽车的必要性实现汽车工业自主创新的良机当前全球汽车产业面临着新一轮技术升级转型的关键时期，是我国汽车产业实现快速发展的大好时期。降低汽车能耗（降低碳排放）与发展电驱动汽车是这一轮竞争的主要内容。这是改变我国汽车工

7、业在技术上长期依赖外国的被动状况，实现由汽车大国向汽车强国转变的契机。 世界电动汽车发展回顾世界最早的电动车18931899最早的电动汽车：苏格兰人罗伯特安德森，1839年给四轮马车装上了电池和电动机，这比卡尔本茨的世界上第一辆内燃机汽车，早了近30年。英国人罗伯持戴维森于1873年制造了世界上第一辆实用的蓄电池电动汽车。世界电动汽车发展回顾世界电动汽车三起三落19世纪末20世纪初，是电动汽车最繁荣的时代，1890年全世界汽车保有量为4200辆汽车，38%为电动汽车。1911年巴黎和伦敦有电动出租汽车运营。1912年在美国有万辆电动汽车。20世纪70年代爆发3次石油危机，纯电动车再次受到重视，

8、80年代通用、福特、丰田、本田均开发了电动汽车。到2000年前后，全球共销售电动车6万辆，占全球汽车保有量6亿辆的万分之一。但主要由于电池重量与成本问题，电动汽车再次被放弃。2003年，通用和丰田分别转向氢燃料电池与混合动力技术。通用的氢燃料电池技术，主要由于氢能无法大规模廉价获取而无法实现商业化，丰田的混合动力技术商业化取得成功。 世界电动汽车发展回顾电动汽车再次兴起的背景电池技术取得突破性进展 功率密度（W/kg)能量密度（Wh/kg)10,0001,00010010025020010050150铅酸电池镍氢电池锂离子电池未来的电池超级电容 世界节能与新能源发展动向世界电驱动汽车整车发展现

9、状混合动力汽车技术不断优化提升，节油率最高达到40%以上，混合动力汽车全球销量近200万辆，已经实现商业化，插电式混合动力汽车成为研发与产业化的热点。 HEV纯电动汽车采用高性能锂离子电池和一体化电力驱动系统等各种高新技术，性价比得到提高，且呈现“小型化”趋势，众多汽车公司加快新一代纯电动汽车上市步伐。纯电动汽车推广规模已达2万辆。 BEV燃料电池汽车在可靠性和成本控制等方面取得了长足的进步，示范考核更加深入，全球投入商业化示范运行的燃料电池汽车数量累计超过800辆。FCEV 世界节能与新能源发展动向典型国家发展战略及政策动向 - 战略基点美国长期以来侧重降低石油依赖，确保能源安全的能源战略，

10、将发展电动汽车作为在交通领域实现在根本上摆脱依赖石油进口的重要措施，并以法律法规的形式确立其战略地位。欧盟更加强调温室气体减排战略，满足日益严格的CO2排放限值要求成为欧洲电动汽车发展的主要驱动力。日本长期坚持确保能源安全与提升产业竞争力的双重战略，通过制定国家目标引导电动汽车产业发展，同时高度重视技术创新。美国欧洲日本 世界节能与新能源发展动向典型国家发展战略及政策动向 - 最新计划及政策 美国提出2015年普及100万辆PHEV的目标；出台对PHEV的税收优惠：2500-15000美元/台PHEV；安排24亿美元支持PHEV研发与产业化，对锂离子动力电池研发与生产的支持资金占15亿美元欧盟

11、欧盟将发放70亿欧元贷款支持制造商生产清洁与节能汽车；德国政府提出2020普及100万辆BEV和PHEV的目标，制定了14亿欧元的国家创新计划（氢燃料电池汽车）与5亿欧元的电动汽车示范计划；英国颁布未来五年的电动汽车计划，购买BEV和PHEV奖励2000-5000英镑日本 2009年提出了“低碳革命”计划，发展电动汽车是该计划核心内容之一经产省安排245亿日元用于下一代汽车电池的开发（2007-2011财年），安排210亿日元针对电池创新的先进基础科学研究（2009-2015财年） 加大对纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆的税收优惠力度。日本车

12、用动力蓄电池技术发展目标 世界节能与新能源发展动向 世界节能与新能源发展动向日本世界节能与新能源发展动向美国插入式混合动力汽车电池技术发展目标 电池性能 目前水平 目标水平（2014年） 成本 1000美元以上/千瓦时 300美元/千瓦时循环寿命 (EV模式) 1000以上 3000-5000循环寿命(HEV模式) 300000 300000使用寿命 3年以上 10年以上电池系统重量能量密度 80 瓦时/千克 120 瓦时/千克电池系统体积 能量密度 70 瓦时/升 80 瓦时/升世界节能与新能源发展动向GM雪佛兰Volt增程式电动车纯电驱动行驶里程64公里，并通过车载发动机持续供电续航 48

13、0公里。电池16千瓦时，电动系统功率110千瓦，370牛米扭矩。依照美国环保署（EPA）专为插电式电动车制定的燃油经济性测量标准，在城市路况下的百公里油耗为升。家用220伏电源为电池充电，能够在3小时内完成充电。纯电行驶，使用夜间电价计算，能耗成本为传统汽油车型的1/6。计划2011年进入中国市场。世界节能与新能源发展动向 日产leaf电动汽车最高车速140km/h，续驶里程160公里，锂离子电池，电动机的输出功率80千瓦，扭矩峰值280牛米。在家使用200伏交流电充电，需要8小时充满，快速充电：30分钟可充至80。2010年在日本、欧美市场推广，计划2011年引入中国市场。将于今年12月开始

14、销售，售价376万日元，约合40,600美元。政府补贴77万日元。经过政府补贴后，在欧洲多数国家的售价将低于30,000欧元 。在中国，市场如何？我国节能与新能源汽车进展发展新能源汽车已成为国家战略胡锦涛总书记的讲话今年3月4日两会期间说：“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。” “我国汽车产业处在高速发展阶段，一方面，汽车产业已经成为一个支柱产业；另一方面，随着汽车产业的发展，带来的能源消耗问题，环境污染的问题，日益突出。”“现在发展新能源汽车，我们的时机比西方一些发达国家要有利，可以跨越他们走过的阶段。但如何走向实用化、产业化、规模化，还有两个关键问题需要解决：一

15、是要加强新能源汽车的技术研发，另外，需要制定鼓励消费的政策，完善服务网络，为推广使用创造条件。”温家宝总理的讲话去年11月3日向首都科技界发表题为让科技引领中国可持续发展的讲话。“新能源汽车已成为全球汽车工业发展方向。世界主要国家为保障能源安全，都在加快新能源汽车研发和市场开拓的步伐。中国经过近年的自主研发和示范运行，在这个领域与世界先进水平的差距大大缩小。当前紧迫的任务是，通过技术经济、市场需求和经济效益三个方面的充分论证，尽快确定技术路线和市场推进措施，推动新能源汽车工业的跨越发展。” 在国家“863”计划连续两个五年计划的引导支持下，经过骨干汽车企业和产学研联合团队近八年的研发，中国节能

16、与新能源电动汽车技术研发取得进展，部分产品具备了小批量生产能力，为开展商业化示范运行提供了条件。 我国节能与新能源汽车进展已取得的进展燃料电池汽车混合动力汽车纯电动汽车能源管理模块整车标定和匹配FCEVDC/DC变换器能源管理模块整车标定和匹配BEV纯电动车整车技术能源管理模块整车标定和匹配HEV混合动力整车技术机电耦合技术ISA/ISG技术多能源动力总成控制系统 control system of multi-energy powertrain电机驱动系统和控制单元 electric motor propulsion system and control unit动力电池和电池组管理系统 m

17、anagement system of power battery and battery pack我国节能与新能源汽车进展电动汽车“三纵三横”技术体系 1、新能源城市客车City Bus2、微混合/轻混合轿车Micro/Mild hybrid car3、小型电动车Compact EV 我国节能与新能源汽车进展已形成一定生产能力提供示范的车型 2009年底国内车用镍氢动力电池和锂离子动力电池的年生产能力将分别超过1.4亿瓦时和9亿瓦时，2010年底有望进一步提升到3.6亿瓦时和40亿瓦时以上。 按每辆装20kwh（约合A级车续驶里程120公里）电池计，2010年底可满足约20万辆电动汽车装车需

18、求 。我国节能与新能源汽车进展中国汽车锂离子电池研发基础 北京2008奥运会和残奥会期间，HEV、EV、FCV共计595辆节能与新能源汽车投入远行，累计行驶万公里，载客万人次。 我国节能与新能源汽车进展2008年北京奥运会-电动汽车示范 Olympics Beijing 目标：园区零排放，周边低排放 燃料电池汽车：200辆，其中燃料电池大巴10辆、燃料电池轿车90辆、燃料电池观光车100辆； 纯电动汽车：300辆，其中纯电动大巴150辆，纯电动特种车150辆； 混合动力汽车：500辆，其中150辆混合动力大巴，350辆混合动力轿车； 示范运行规模：1000辆。 我国节能与新能源汽车进展2010

19、年 上海世博会-新能源汽车示范 我国节能与新能源汽车进展2010年上海世博会的新能源汽车供氢基地Purification system toproduce hydrogen加氢站 Refueling stations 长株潭我国节能与新能源汽车进展25个示范试点城市（含6个私人用车补贴试点）广州郑州厦门海口苏州唐山昆明深圳上海杭州南昌济南天津大连长春重庆北京合肥武汉沈阳成都呼和浩特南通襄樊我国节能与新能源汽车进展25个公共领域节能与新能源汽车示范城市投入车辆计划我国节能与新能源汽车进展6个私人购买新能源汽车补贴试点城市投入车辆及基础设施计划我国节能与新能源汽车进展电动汽车标准体系初步建立已发布

20、电动汽车相关标准38项（国家标准34项、行业标准4项）；新能源汽车生产准入管理规则将新能源汽车正式纳入国家汽车产品公告管理；充电系统标准出台 。我国发展节能与新能源汽车的机遇与挑战我国发展节能与新能源汽车的有利条件1, 改革开放以来我国的汽车工业有了长足的进步，在产量上成为世界第一大国，而且自主研发能力初步形成；2，在国家科技项目引领下，我国的节能与新能源汽车已取得初步成绩；3，关键零部件，如电池，有较好基础；4，在锂离子电池、永磁电机等核心材料方面具有一定资源优势； 5，我国将成为全球最大的节能与新能源汽车市场；6，我国生产成本优势明显；7，电力工业快速发展，未来的电力供应充足；8，党中央与

21、国务院高度重视节能与新能源汽车的发展。我国发展节能与新能源汽车的机遇与挑战我国发展节能与新能源汽车面临的挑战1， 我国汽车工业与相关产业的总体技术基础相对国际先进国家仍存在明显差距；2， 汽车核心电子技术仍落后并受控于外国企业；3，动力电池的性能与价格仍是电动汽车发展的重要瓶颈，尤其是电池的成本需大幅度降低；4，新能源汽车的充电设施与服务是另一瓶颈；5，消费者的接受；6，新能源汽车对现有交通体系及电网的影响。 发展节能与新能源汽车面临的动力和阻力成本很高技术成熟 了吗？充电时间长续驶里程短对传统工业的冲击？基础设施建设难度大我国发展新能源汽车的机遇与挑战力量场分析 党和国家领导高度重视全球气候

22、变暖与降低碳排放的压力国家能源战略减少对石油的依赖实现汽车普及的梦想改善城市大气质量汽车产业自主创新由汽车大国向汽车强国转变汽车工业的持续发展转型升级提高电网效率促进可再生能源利用动力阻力对交通拥堵的影响我国发展新能源汽车的机遇与挑战我国总发电量预测（万亿度）我国发展新能源汽车的机遇与挑战2020年我国发电构成预测2020年总发电量为万亿度；2030年万亿度；2020年5000万辆电动车，年耗电亿20度/100公里20000公里=2000亿度；2000/75000=2.27%；2030年2亿辆电动车，年耗电=2亿20度/100公里20000公里=8000亿度；8000/105000=7.6%；

23、汽车可以主要利用夜间低谷电（北京电网峰谷差达40% ），有利于改善电网运行质量，减少电网为平衡峰谷差投入的费用，可以说基本上不增加电网的负荷，汽车和电网双赢。我国发展新能源汽车的机遇与挑战我国电力工业的发展为电动汽车创造条件我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径2010-2020年节能目标讨论 我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径达到节能指标的途径我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径2010-2020 新能源汽车发展目标讨论我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径纯电动汽车的战略定位与关注点纯电动汽车由于在使用阶段零排放，综合能源利用效率高、能够彻底摆脱对石油的依赖，是解决我国汽车能

24、源和环境问题的根本途径，是我国汽车动力系统发展的战略重点和主要方向；但面临电池与充电两大瓶颈，需要较长的起步过程和更多的政策支持；目前与今后相当长时间，电池比能量与价格不能支持电动汽车与燃油汽车的竞争，国内外统计资料表明，多数私人汽车日行驶里程在50-70公里之内，合理考虑电动汽车的市场定位，决定了电动汽车进入市场的进程；小型化、轻量化、廉价化、电池模块标准化等是电动汽车的设计考虑的方向。增程式电动汽车是解除消费者对续驶里程短的顾虑的途径。需要解决充电基础设施，电动汽车普及需要一个逐步的过程，成功的示范与政府的组织与政策支持起关键作用。我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径混合动力汽车的战略

25、定位与关注点混合动力汽车结合电池和内燃机优点，能够实现显著的节能减排效果，是传统汽车技术升级的重要方案，是近中期实现产业化并投入市场竞争的重点产品；但面临节油效果与成本增加之间矛盾的挑战，需要在产业化初期给予一定的政策支持；作为今后汽车的主要节油技术将普遍采用，不改变基础设施，能否推广，取决于性价比，取决于市场，支持开发各种混合方案；电池（功率型电池与超级电容）、电机、控制系统、机电耦合传动系统和各种电动附件是重要的制约因素，应给予重视。我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径 燃料电池汽车燃料电池汽车具有能量转化效率高、零排放、不污染环境等优点，是面向未来的重要技术途径；但由于燃料电池成本问

26、题与量大价廉的氢源有待解决，中近期大量应用的可能性尚不明朗，国家应保持对其产品研发、氢源技术研究和小规模示范的支持。主要取决于大数量的、价格合理的氢的生产；目前研究如何利用工业副产氢，未来关注太阳能制氢。提高燃料电池寿命与降低成本是研发工作重点；我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径十城市普通消费者对电动汽车认知度和消费期待调查车价是电动汽车潜在消费者最重要的考虑因素；小型电动汽车车型将占有50.93%的潜在市场份额；占总量67.06%的潜在消费者能够接受80 km/h及以下水平的最高车速性能指标；日平均行驶里程在60km以上的仅占16.9%，70.23%潜在消费者愿意接受续驶里程160km

27、及以下的指标水平；各城市消费者之间对电动汽车产品的车价、最高时速、续驶里程的要求无显著性的差别；约70%的消费者选择自己在家中、小区里或办公室为电动汽车的电池充电，同时还有30%左右的消费者愿意采用在充电站或加油站快速更换电池。平均日行驶里程 （公里）占被调查有车人的比例 %平均日行驶里程小于60公里的占83.1%我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径 大多数私人汽车每日行驶里程少于60公里我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径 欧美使用者的日行驶里程统计美国统计数据德国统计数据我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径4人微型车的续驶里程与电池价格 设计4人微型车的续驶里程为50公里，则无

28、论电池比能量为80 wh/kg、100 wh/kg、150 wh/kg时，均可满足电池包重量是汽油车总重10%的范围条件。 电池价格在2元/wh或以下时，电池包的价格与3年累计油电消耗差价相当，即3年可收回成本。 设计4人微型车的续驶里程为100公里，则电池比能量达到150 wh/kg时，可满足电池包重量是汽油车总重10%的范围条件。 电池价格在1元/wh或以下时，电池包的价格与3年累计油电消耗差价相当，即3年可收回成本。 设计4人微型车的续驶里程为150公里，则电池比能量需要达到228 wh/kg时，电池包重量才可满足范围条件。电池价格在1元/wh时，电池包的价格与4年累计油电消耗差价相当，

29、即4年可收回成本。 我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径不同续驶里程的纯电动汽车总重、能耗、价格变化（4人微型车，蓄电池的比能量e=150wh/kg，电池比价格为1元 /wh）050100150200250300050100150200车速续驶里程电池能量10kwh电池能量12kwh电池能量18kwh注：假定车辆的整备质量为1100kg，滚动阻力系数设定为，空气阻力系数设定为，迎风面积A设定为2 m2，蓄电池组总能量80%利用。我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径电动汽车 行驶车速与能耗的关系 我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径 燃油车与电动车设计参数对比估算 （4人微型车） 动

30、力源1.0升汽油机15kwh锂电池能耗7L/100km15kwh/100km车重800kg950kg车价4万7万续驶里程300km100km1万km燃料费4900元800元（约7万公里抵消成本）注：设定电池包比能量100wh/kg,价格2元/wh,电价元，油价7元我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径中国发展电动汽车技术路径的考虑最高车速公里/时续驶里程公里车价人民币元（补贴后）汽车类型消费者国外140160 30万中型汽车更新（家庭第二辆）中国60-80 100（增程式：60+60） 5万元微型、小型中低收入阶层第一辆车或家庭第二辆车中国之路：小型、轻量、廉价。我国节能与新能源汽车的战略目

31、标与技术路径扬长避短，形成合理道路交通结构移动范围（公里）我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径成也在电池，败也在电池动力电池是重中之重；加强中近期应用的电池技术批量化生产的安全性、性能与成本的研究，同时高度重视下一代电池技术的研究。动力电池的比能量与比价格是纯电动汽车普及的决定因素，磷酸铁锂电池为电动车的推广起步提供了条件，3、5年内其比能量可望达到120Wh/kg以上，比价格达到元/wh以下 ，这是电动汽车开始普及的基本条件。锂电池比能量的进一步提高在原理上存在困难，高比能量总是面临安全性的挑战，各国科学家正在研究新的动力电池材料与结构，我国应高度重视并加大支持。混合动力汽车需要高比功率电池，尤其是高充电性能。我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路径 各阶段电池比能量与比价格指标预测目前2015年2020年2030年以后电池（模块）重量比能量Wh/kg80120200300电池（模块）比价格成本元/Wh 3 2 10.3我国节能与新能源汽车的战略目标与技术路