中国技术路线图:2030年节能与新能源车数值目标和发展方向

EV/PHV销量最高占比50%、FCV增至100万辆,致力开发轻量化材料

2017/01/03

概要

 2016年10月,中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图》。本路线图历经逾一年正式完成,共动员了各方面超过500位专家、学者参与,揭示了到2030年为止的中国汽车行业节能及新能源汽车的方向性。

 该技术路线图是现阶段节能及新能源汽车方面最新的综合指针,根据中国成为制造强国的政策《中国制造2025》制作而成。路线图是“国家制造强国建设战略咨询委员会” (下称:战略咨询委员会) 和工业信息化部委托中国汽车工程学会组织成员的专家制作。

 战略咨询委员是中国为了从制造大国转型成制造强国,制定整体方针、战略、专业性。该委员会实施具体政策的“国家制造强国建设指导领导小组”的组长是国务院副总理马凯。

    路线图主要由以下7个领域构成。
  1. 节能汽车 (HV和内燃机车)
  2. EV及PHV
  3. 燃料电池车 (FCV)
  4. 智能联网汽车
  5. 驱动电池技术
  6. 轻量化技术
  7. 汽车制造技术

本报告根据中国汽车工程学会资料《节能与新能源汽车技术路线图》制作。

截至2030年的节能汽车、新能源汽车、智能汽车、网联汽车数量普及及路线图

  2015年(实际) 2020年 2025年 2030年
中国产销量 (辆/年) 2,460万(销量) 3,000万 3,500万 3,800万
节能汽车占比 - 30% 40% 50%
新能源汽车占比 1.35% 7%-10% 15%-20% 40%-50%
燃料电池车 (辆) - 5千 5万 100万
智能汽车/网联汽车
(引进的自动化技术和新车配置率)
- 驾驶辅助、
部分自动驾驶占50%
高度自动驾驶占
10%-20%
完全自动驾驶占10%
(资料:根据中国汽车工程学会的节能与新能源汽车技术路线图、各类报道、以及MarkLines数据制作)

 

 节能汽车 (乘用车):以内燃机为主的动力系统,综合燃效超过未来燃效标准的汽车。包含HV、替代燃料 (天然气等) 的低碳排放燃料车。
 新能源汽车:EV、PHV、FCV。不包含铅酸电池车。



相关报告:

美国NHTSA:发布自动驾驶车指南(2016年11月)
2050年的汽车技术趋势(2016年10月)



中国制造2025:从制造大国转型为制造强国

 《节能与新能源汽车技术路线图》(下称:技术路线图) 阐述了2015年5月国务院公布的向制造强国迈进的行动纲领《中国制造2025》的重点领域中,汽车产业方面的重点内容。

 《中国制造2025》中提出今后中国要举国推进的重点领域包括:节能与新能源汽车、新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及技术船舶、先进轨道交通设备、电子装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等。

 2015年10月,国家制造强国建设战略咨询委员会发布了《中国制造2025》重点领域的路线图。重点领域中,汽车行业相关内容方面,“节能及新能源汽车 (含智能网联汽车) ”、“新材料”方向提出了进一步的指导意见。但汽车制造相关技术和新材料在汽车行业的具体应用等信息不明。

 随后,在中国汽车工程学会2016年10月发布的技术路线图中,揭示了包含汽车领域的轻量化技术和制造技术的2030年节能与新能源汽车的发展方向。


技术路线图的工作开展

(资料:MarkLines根据各类报道制作)



 2016年12月19日,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》。计划到2020年实现新能源汽车产销200万辆以上,累计产销超过500万辆,加快构建统一、便捷的基础设施系统。到2020年,产值规模达到10万亿元以上。

 2016年12月20日,国务院印发《政府核准的投资项目目录》。今后将控制新增传统燃油汽车产能,原则上不再核准新建燃油汽车市场企业。新建新能源汽车生产企业须具有动力系统等关键技术和整车研发能力。



节能汽车:推进小型轻量化

 《技术路线图》中提到,要推进节能乘用车的小型轻量化。这里所说的节能乘用车是指以内燃机为主要动力系统,综合油耗超过下一代油耗标准的汽车,包含HV、替代燃料 (天然气等) 低碳燃料车。

 节能汽车方面,通过动力总成升级优化、发动机降低摩擦损失、采用先进的48V系统等电子电器技术,提高了传统车辆的节能技术和油耗水平。节能汽车在中国市场的占有率目标到2020年达到30%、到2025年达到40%、到2030年达到50%。



节能汽车的平均油耗目标值

2020年 2025年 2030年
节能车的市场占有率 30% 40% 50%
HV的市场占有率 实现8% 20%以上 25%以上
平均油耗
目标值
乘用车 (新车) 5.0L/100km 4.0L/100km 3.2L/100km
HV 4.0L/100km 3.6L/100km 3.3L/100km
商用车 (同比2015年) 下降10% 下降15% 下降20%
(资料:根据中国汽车工程学会的节能与新能源汽车技术路线图制作)

 乘用车的小型化方面,节能汽车中,紧凑型*1及以下的车辆占比2020年超过55%、2025年60%、2030年70%左右。替代燃料方面还将扩大天然气的利用。

*1):排量1.6-2.0L,长4.2-4.6m。代表车型:高尔夫、思域、卡罗拉、骐达、逸动等



热效率的目标值

  2020年 2025年 2030年后期
乘用车 汽油机提升至40% 汽油机提升至44% 通过HCCI等*2提升至48%
*2):Homogeneous-Charge Compression Ignition
(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)

 

 乘用车及商用车均采用多样化技术,降低动力总成运行能耗,从而实现节能。



EV及PHV:2030年销量占比最多50%

 2015年EV和PHV销量超过33.1万辆,保有量超过58万辆,中国的新能源汽车销量达到世界第一。然而,占2015年中国整体销量的比重仅为1.35%。

 《技术路线图》提出,到2020年打造EV/PHV的明星车型,进入全球销量排名前10。同时,利用动力电池、驱动电机的发展提高整车的竞争力,到2025年驱动电池、驱动电机等关键系统实现批量出口。

 到2030年,以中型*3及以下车型规模化发展EV乘用车为主,实现EV技术在家庭用车、公务用车、租赁服务以及短途商用车等领域的推广应用。以紧凑型及以上车型规模化发展PHV乘用车为主,实现PHV技术在私人用车、公务用车以及其他日均行驶里程较短的领域推广应用。

 *3):排量2.0-3.0L、长4.6-4.9m。代表车型:帕萨特、雅阁、凯美瑞、天籁、奔腾B90等



EV、PHV的保有量、充电桩/站保有量、续航里程及油耗

  2015年 2020年 2025年 2030年
占汽车总销量比例 1.35% 7%-10% 15%-20% 40%-50%
保有量 58万辆 500万辆 2,000万辆 8,000万辆
充电桩/站保有量 3,600 1.2万 3.6万 4.8万
续航里程 (乘用EV) - 300km 400km 500km
PHV混动模式油耗 - 比2020年ICE降低25% 比2020年PHV降低10% 比2020年PHV降低20%
(资料:根据中国汽车工程学会的节能与新能源汽车技术路线图及MarkLines数据库制作)



车型及对象范围

  车型 对象 技术手法
EV 中型及以下 家庭用车、公务用车、租赁用车、
商用车 (短途)
・提高动力电池能量密度
・提高电驱动系统效率
・底盘电动专用化
PHV 紧凑型及以上 私人用车、公务用车、
短途用车
・优化混合动力系统构型
・基于地图信息、导航信息、V2X信息等的整车预测控制
・动力系统集成设计
(资料:根据中国汽车工程学会的节能与新能源汽车技术路线图制作)


燃料电池车 (FCV):2030年发展至100万辆的规模

 2015年中国燃料电池车的销量仅在10辆左右,计划到2020年在特定地区的公共服务用车领域小规模示范应用5,000辆,到2025年在城市私用用车、公共服务领域实现大批量应用5万辆,到2030年在私人乘用车、重型商用车领域实现大规模化商业推广百万辆。到2016年12月为止发布的车辆购置税免税对象—新能源汽车目录*4在燃料电池车方面主要涉及了客车,但2016年12月发布的目录首次出现上汽集团的中型三厢车“荣威950”的燃料电池车。

 *4):《免征车辆购置税的新能源车型目录》



燃料电池车的发展规模、功率、耐久性技术路线图

  2015年 2020年 2025年 2030年
发展规模 10辆 5,000辆 5万辆 100万辆
功率密度(kW/kg) - 2.0 2.5 2.5
乘用车 额定功率 (kW) 35 70 90 120
燃料电池耐久性 (小时) 3,000 5,000 6,000 8,000
单车成本 - 30万元以下 20万元以下 18万元以下
商用车 额定功率 (kW) 35 70 120 170
燃料电池耐久性 (小时) 3,000 10,000 20,000 30,000
单车成本 - 150万元以下 100万元以下 60万元以下
加氢站数量 - 100 300 1,000
对象 - 公共服务领域 公共服务领域/个人 个人、商用 (重型)
技术手段 ・燃料电池关键材料技术
・电堆技术
・系统集成与控制技术
・动力系统开发技术
・燃料电池车的设计与集成技术
・提高功率密度
・提高耐久性
・降低成本
・提高载氢安全
(资料:MarkLines根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图及各类报道制作)


智能网联汽车:制定自动驾驶的分阶段目标

 2016年4月,长安汽车在公路上实施长途自动驾驶的试运行,2016年6月又在上海市嘉定区正式开设中国首个“国家智能网联汽车示范区”等,致力于智能网联汽车方面的研发。技术路线图提出,到2020年初步形成智能网联汽车自主创新体系的目标。具体来说,DA (Driver Assistance Level 1) 的技术 (自适应巡航、自动紧急制动等)、PA (Partial Automation Level 2) 的技术 (车道内自动驾驶、全自动泊车等)、CA (Conditional Automation Level 3) 的技术 (高速公路自动驾驶、协同式队列行驶等) 的新车配套率50%。交通事故减少30%,交通效率提升10%,油耗与排放降低5%。

 2020年至2025年,初步建成智能网联汽车产业链与智慧交通体系。具体来说,DA (Level 1)、PA (Level 2)、CA (Level 3) 技术的新车配套率达80%,其中PA (Level 2) 级以及CA (Level 3) 级的技术新车配套率达25%。开始HA (High Automation Level 4) 级以及 FA (Full Automation Level 5) 级的自动驾驶。交通事故减少80%,交通效率提升30%,油耗与排放均降低20%。

 2026年至2030年,基本建成智能网联汽车产业链与智能交通体系。具体来说,DA (Level 1) 级、PA(Level 2)级、CA (Level 3) 级的技术新车配套率达100%、HA (Level 4) 级以及FA (Level 5) 级技术 (协同型ITS、市区自动驾驶、无人驾驶) 的新车配套率达10%。此外,2016年5月,WHO报告显示,中国交通事故四万人数每年达到26万人以上。

 为了发展智能网联汽车,将利用信息交互关键技术。这些关键技术包括V2X通信技术、云平台与大数据技术、信息安全技术。



中国智能网联乘用车里程碑

(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)



动力电池技术:实用化/量产化

 近中期在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时,已开发新型锂离子动力电池为重点,提升其安全性、一致性和寿命等关键技术,同步开展新体系动力电池的前瞻性研发。

 中远期在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时,重点研发新体系动力电池,显著提升能量密度,大幅降低成本,实现新体系动力电池实用化和规模化应用。



EV电池的能量、功率、寿命、成本 路线图

  2020年 2025年 2030年
单体 系统 单体 系统 单体 系统
续航里程(km) 300 400 500
比能量(Wh/kg) 350 250 400 280 500 350
能量密度(Wh/L) 650 320 800 500 1000 700
比功率(W/kg) 1000 700 1000 700 1000 700
寿命 (循环/年) 4000/10年 3000/10年 4500/12年 3500/12年 5000/15年 4000/15年
成本(元/Wh) 0.6 1.0 0.5 0.9 0.4 0.8
(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)



PHV电池的能量、功率、寿命、成本 路线图

  2020年 2025年 2030年
单体 系统 单体 系统 单体 系统
比能量(Wh/kg) 200 120 250 150 300 180
能量密度(Wh/L) 400 240 500 300 600 350
充电比功率(W/kg) 1500 900 1500 1000 1500 1000
寿命 (循环/年) - 3000/10年 - 4000/12年 - 5000/15年
成本(元/Wh) 1.0 1.5 0.9 1.3 0.8 1.1
(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)


轻量化技术:致力于开发轻量化材料,减少整车重量

 到2020年为止,重点发展超高强钢和先进高强钢技术,实现高强钢在汽车应用比例达到50%以上。
 到2025年为止,重点发展第三代汽车钢和铝合金技术,实现铝合金覆盖件和铝合金零部件的批量生产和产业化应用。
 到2030年为止,重点发展镁合金和碳纤维复合材料技术,实现碳纤维复合材料混合车身及碳纤维零部件的大范围应用。



减重率

  2020年 2025年 2030年
整车减重率 (比2015年) 10% 20% 35%
高强钢 强度600MPa以上AHSS应用达到50% 第3代汽车钢应用比例达到白车身重量的30% 2000Mpa级以上钢材有一定比例的应用
铝合金
(单车用铝量)
用铝量达到190kg 用铝量超过250kg 用铝量超过350kg
镁合金
(单车用铝量)
用镁量达到15kg 用铝合金25kg 使用镁合金45kg
碳纤维强化复合材料 碳纤维有一定使用量,成本比2015年降低50% 碳纤维使用量占车重的2%,成本比上阶段降低50% 碳纤维使用量占车重的5%,成本比上阶段降低50%
(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)


汽车制造技术:降低成本、缩短成型节拍,计划提高汽车制造品质

 汽车制造技术方面,以“绿色制造、智能制造、优质制造、快速制造”为发展主线,全面提质增效降耗。以铝、镁合金和碳纤维复合材料为重点,逐步掌握轻量化材料制造技术。以动力总成及新能源汽车电驱动系统为突破口,显著提升轴齿等加工制造技术,实现制造装备的数字化、智能化。



车身覆盖件的轻量化材料使用率

  2020年 2025年 2030年
铝合金/镁合金整车质量占比 铝合金 15%以上 20%以上 30%以上
镁合金 1.2%以上 2.0%以上 4.0%以上
碳纤维增强复合材料零部件制造 车身重量 减少25% 减少30% 减少40%
成品率 90% 95% 99%
碳纤维成本 (每1kg) 100元 70元 50元
成型节拍 3分 2分 1分
(资料:根据中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图制作)



关键词

新能源汽车、节能汽车、自动驾驶、智能网联汽车、轻量化、制造技术

<全球汽车产业平台 MarkLines>