搜索

欢迎来到 节能与新能源汽车年鉴 官网!

节能与新能源汽车年鉴

节能与新能源汽车行业官方权威性工具书

微信网站

版权所有  ©  北京国能赢创能源信息技术有限公司    京ICP备17037723号  京公网安备 11010802025013号                                                                                                                网站建设中企动力 北京

《节能与新能源汽车年鉴》编制办公室
联系人:王云龙
座 机:010-88110355
手 机:13691117911(微信同号);18611639980
邮 箱:chinaev863@126.com

手机网站

>
>
纯电动乘用车

您现在的位置:

纯电动乘用车

作者:
詹文章
来源:
北京汽车集团有限公司
日期:
2017/01/13 14:28
浏览量

  1、产业与技术总体情况

  2015年全球电动车乘用车总销量大幅攀升,达到549414辆,与2014年317895辆同比大幅增长72.8%。2015年中国市场新能源乘用车表现抢眼,销量达到207382辆,比美国的115350辆高出近一倍,占全球总销量的37.7%,首次成为全球最大的新能源汽车市场。

  2015年中国微型电动汽车(A0级别以下车型)进入市场“爆发期”,根据乘联会公布的统计数据显示,2015年中国纯电动汽车总销量为113178辆,主要涉及22个品牌车型,这其中销量排名前十的车型就有7款属于微型电动车。分别是吉利知豆、康迪熊猫、众泰云100、奇瑞EQ、奇瑞QQ3EV、众泰时空E20、江铃E100 ,在2015年的新能源纯电动汽车113178辆的销量中,这7款A00级电动汽车就贡献了84878辆,占比高达75%。

  (1)技术发展特点

  2015年纯电动乘用车技术发展主要体现在以下几个方面:

  ① 新能源汽车性能快速提升;

  ② 新能源汽车关键核心零部件性能指标进一步提升,电机向高功率密度,电驱动总成向集成化发展,电池能量密度快速提升、价格明显下降;

  ③ 三元体系动力锂电池市场份额进一步提升;

  ④ 车联网技术应用加速;

  ⑤ 自动驾驶技术得到行业高度关注。

  2015年我国新能源汽车领域核心技术取得了较大的突破。纯电动乘用车续驶里程、百公里加速性能、能耗水平等关键指标大幅进步;动力电池能量密度提高了将近一倍,成本降低50%;驱动电机产业化能力提升,从单个电机向动力总成的集成发展,其中芯片集成设计、电子系统集成技术都取得新发展;六氟磷酸锂、湿法隔膜等技术壁垒较高的电池材料基本实现国产化。但也应该看到,与国外相比我国还有较大差距,特斯拉的续航里程已超300公里,宝马i3采用了全新的模块化设计和碳纤维增强塑料轻量车身,部分高端车型搭载的辅助驾驶系统已能实现在高速路全自动驾驶;日本燃料电池技术已经比较成熟,丰田燃料电池汽车已实现量产。

  (2)主要技术突破点

  智能充电技术快速发展。2015年5月30日,中国电力企业联合会组织专家在深圳召开了奥特迅电动汽车矩阵式柔性充电堆新产品鉴定会。该技术实现了电动汽车充电功率共享和智能分配,可满足不同型号电动汽车的差异化充电需求。矩阵式柔性充电堆可以较好地解决兼容性不足和利用率不高的问题。其将充电站内所有充电模块整合在一起,根据电动汽车需求功率智能分配,实现充电功率按需分配。同时,该技术还可改善充电模块的使用环境,提高充电设备的使用寿命,降低其在全寿命周期内的综合使用成本。

  电动汽车安全性能进一步提升。除了电池管理技术发展及车身对电池的防护措施加强,2015年出台的《GB/T31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求与测试方法》国家标准也针对汽车动力电池的安全要求和测试方法做了明确的规定,从国家角度为电动汽车安全做出了准则,在法规上对电动汽车厂商与电池制造厂商提出了要求。从GB/T31467.3-2015测试内容看,针对系统级的安全防护主要集中在以下几个方面:

  ① 机械载荷——振动、机械冲击、跌落

  ② 事故自保护——碰撞、挤压、海水浸泡、外部火烧

  ③ 环境适应性——温度冲击、湿热循环、盐雾腐蚀、高海拔

  ④ 滥用——过温、短路、过充、过放针对系统级的安全防护要求,此前是缺失的,本次新国标的发布,弥补了这方面的空白。车企在产品的研发、生产和使用过程中,根据车辆和动力电池系统的实际情况,制定更为严格更为完善的安全防护体系进一步提升电动车的安全性能。

  车联网技术应用加速。2015年3月,李克强总理在“两会”政府工作报告中首次提出要制定“互联网+”行动计划。7月初,国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,着重提出加快车联网、智能汽车等技术的研发、应用及标准化,车联网成为“互联网+”最典型的应用领域之一。12月,工信部提出要出台《车联网发展创新行动计划(2015~2020年)》。

  车联网未来的应用主要在移动管理、车辆管理、娱乐、健康与人身安全、自动驾驶、安全性和家庭互联等七个方面,2015年各车企加速发展车联网技术,布局车联网市场:12月14日百度宣告自动驾驶事业部成立。9月20日上汽集团推出车享家布局后市场。7月21日长安在美国展示自动驾驶技术。5月25~27日,首届亚洲消费电子展(2015CESASIA)在上海举行,汽车互联技术作为此次展会的“主角”十分亮眼:

  奔驰展出了F015Luxuryin Motion无人驾驶概念车;

  福特重点推介两项在美国进行的移动出行实验项目——远程遥控定位和停车位信息共享;

  大众则展示了e-Golf记忆式无人停车技术;

  本土企业百度、四维图新也展示了车联网的最新技术。

  4月8日阿里汽车事业部宣告成立。

  3月12日,上汽与阿里巴巴共同宣布,将合资设立10亿元的“互联网汽车基金”。

  3月23日,北京汽车与乐视控股在香港正式签订战略合作协议,共同打造互联网智能汽车生态系统。当天,富士康、腾讯与和谐汽车共同签订《关于“互联网+智能电动车”的战略合作框架协议》,三方提出了“互联网+智能电动车”的商业模式。

  此前,自通用On Star和丰田G-book率先将车载互联系统引入国内以来,自主品牌也已经开始关注这一领域:上汽率先在旗下荣威品牌车型上大规模搭载车载互联系统,随后,一汽奔腾D-Partne、比亚迪i云系统、吉利G-Netlink、奇瑞Cloudrive智云娱乐行车系统、长安In Call智能系统以及华晨E-Drive等车联网产品纷纷跟进推出。

  2、目前亟需解决的技术难点及解决方案

  目前纯电动乘用车大规模推广应用的技术难点集中在动力电池,具体表现为动力电池安全性不稳定和能量密度偏低两方面。

  (1)安全性方面,作为主流的动力锂电池技术路线在安全性和稳定性方面仍然存在相对的劣势。对于锂电池生产厂商而言,未来在材料性能的优化、生产材料的技术工艺方面还需进一步提升。而对于整车厂商而言,电池管理系统的组装检测和系统集成能力同样重要,其质量要求和检测工艺还有待进一步加强。

  (2)除了安全性的改善,新能源汽车在动力锂电池的能量密度、功率密度、耐受性、循环充放电次数,使用寿命等性能上的改善还有待提升。新一代锂离子电池将采用高比容量(高电压)正极材料和高比容量负极材料,以提高电池比能量、降低电池成本为主要目标,至2020年,预计新一代锂离子动力电池比能量有望达到350Wh/kg,电池系统比能量达到250Wh/kg,成本下降至1.5元/Wh。在2020年以后,以金属空气电池、锂硫电池、固态电池为代表的新体系电池将具有更高的比能量,每瓦时成本可能比新一代锂离子电池更低,预计2025年后电池比能量将达到400Wh/kg以上。为达到以上这些目标需要在电池新材料方面加强研究,同时还要研发快速充电或便利充电技术。

  3、2015年重点车型技术特点分析

  (1)乘用车代表车型一:康迪熊猫K11

  虽然目前个人购买康迪熊猫K11的用户并不多,但其凭借租赁市场的卓越表现登上了2015年纯电动车销量排行的榜首(全年销量20390辆),杭州等多个城市“微公交”项目的推广功不可没。

  康迪熊猫定位于A0级电动车,长宽高分别为3598/1630/1595,轴距为2340(毫米)。内饰设计取自吉利熊猫车型,整体设计及功能设置别无二致。车内配置简单,以满足日常驾驶的基本需求为诉求。

  动力系统方面,康迪K11配备最大输出功率为27马力的电动机。官方称其最高设计时速为80公里/小时,续航里程为150公里。

  (2)乘用车代表车型二:北新能源汽EV系列

  凭借在北京地区的压倒性优势,北汽EV系列摘下销量榜探花之位,全年销量16256辆。EV160和EV200两款车型形成了高低价格组合,覆盖了更广泛的价格区间。两款车型再设计和配置方面的区别不大,不同材质的电池使两款车的续航里程拉开档次。

  EV160/200的外形设计基于北汽E系列汽油车改进而来,相比第一代车型E150EV在设计上更加突出了其新能源车型特色。在前进气隔栅处增加蓝色镀铬装饰,雾灯样式略作调整,是整个前脸部分更具辨识度。尾灯采用了LED光源,车尾铭牌是区分EV160和EV200车型的唯一标识。

  内饰方面,EV系列车型拥有全液晶显示屏,可显示丰富的行车信息,电池电量、剩余续航里程、能量输出状态等重要指标均在这里呈现。中控台多媒体系统采用触摸屏控制,内置的充电桩导航功能对于电动车来说非常实用。空调系统的绿净功能出色,开机10分钟内就可将车内PM2.5数值降到正常水平。

  动力方面,两款车型采用全新永磁同步电机,最大功率72马力,峰值扭矩180牛米。EV160配备磷酸铁锂电池组,容量25.6千瓦时,续航里程160公里。EV200则选用三元锂电,电池电量30.4千瓦时,续航里程200公里。

  (3)乘用车代表车型三:奇瑞eQ

  奇瑞eQ在2015年前八个月一直保持着稳定的销量,年底又迎来了高峰,全年共售出7262辆。这款定位于A0级的小车凭借低廉的售价(补贴后5.98/6.48万元)和小巧灵活的驾驶体验受到了不少一线城市用户的青睐。

  奇瑞eQ的外形与QQ车型保持了高度一致,车身尺寸也完全相同,长、宽、高分别为:3564/1620/1527,轴距2340(毫米)。小巧的车身使它在寻找车位方面具备了先天优势,这样的特性在拥挤的一线城市中很为日常使用带来极大便利。

  奇瑞eQ的内饰设计以愉悦和舒适为主题。不同于传统的仪表盘的显示方式,左侧竖状图标为电动机转速,右侧为电池容量,中间液晶显示屏显示速度、续航、电压等车辆信息,而蓝色背光也契合了纯电动汽车的整体设计风格。

  奇瑞eQ的驱动电机最大功率57马力,峰值扭矩150牛米,这样的动力水平对于其1128千克的自重来说基本够用了。使用的电池为三元锂电,容量22千瓦时。使用慢充电桩为其充满电量需要6个小时左右,利用快充电桩半小时左右的时间可充到80%电量,最大续航里程151公里。

  4、未来几年纯电动乘用车技术发展趋势

  (1)动力电池技术

  我国将磷酸铁锂电池作为前期新能源汽车产品电池系统开发重点,基本完成示范应用,已进入大规模商业推广阶段。我国绝大部分城市示范运行电动汽车采用该类电池。总体来看,今后3-5年磷酸铁锂电池在商用车领域(如城市公交车、城市物流车等)将继续占据主导地位,需要进一步改善其低温性能、提高电池一致性。由于磷酸铁锂电池比能量偏低,很难达到《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出的目标。

  磷酸铁锂适用于中等比能量要求的动力电池;三元材料通过材料、隔膜涂层和电池技术的改进提升安全性后适用于高比能量型电池;石墨负极目前仍然是广泛应用的负极材料,在碳负极材料中添加硅等高容量材料的努力仍在进行中,液体电解液在向高电压和宽工作温区方向发展;小圆柱电池、方形金属壳电池和软包电池各有特点,适应了多元化的电动汽车应用需求,国产制造设备技术水平持续提升,电池系统技术方面需要整车和电池方面合作努力以提升安全性和可靠性。锂离子动力电池是目前最具实用价值的动力电池,预期其比能量在不久的将来可提升至300~400(Wh)/kg,满足新能源汽车产业未来10年的发展需求。

  (2) 驱动电机技术

  未来我国新能源汽车驱动电机系统将朝着电机永磁化、控制系统高效化和系统集成化方向发展。基于永磁同步电机效率高、高效区宽、转矩密度高、重量轻、调速范围宽等优点,未来电机永磁化是必然趋势之一。

  控制系统高效化则包含了硬件与软件两方面:硬件即高速、高集成度、低成本的专用计算芯片和耐高温高效率的碳化硅功率控制芯片,这将使电机驱动的电路更为小型化、集成化;软件则体现在电机控制方面,电机控制算法未来的发展方向将着重在高性能的转矩转速控制与和在线辨识上。

  电机驱动系统的集成化包括两个方面:机电集成与电力电子器件的集成。通过机电集成可有利于减小整个系统的重量和体积,有效降低系统制造成本。电力电子器件的集成主要包括ISG控制器、驱动电机控制器以及DC-DC的功能集成。这种功能集成方法可较好地解决不同功能电路之间的整合设计和高压隔离等问题来改进散热设计,也可以比较有效地减少电力电子器件的体积及重量。

  (3) 轻量化

  电动汽车的续驶里程受制于电池能量,而电池能量的增加又导致整车重量和成本的增加,为了提高续驶里程,途径之一是提高电池的能量密度,另一方面还需要从减轻整车重量着手。如宝马i3和i8的乘客舱均采用碳纤维材料打造,是全球最先采用碳纤维车身的量产车型,不仅车身重量减轻,车辆续航里程、动态性能和安全性也得到优化,减重对于汽油车也是一个长期的命题,其积累的经验可以直接应用于电动汽车。目前多数电动汽车只是采用了局部减重的方式,对提高里程的需求可谓杯水车薪,要达到增加里程的效果需要将整车重量降低20%以上。新材料的使用对供应链、生产工艺等都造成冲击,并且造成成本升高,需要整车厂、零部件企业、原材料企业的共同合作。

  (4)电池管理系统(BMS)

  与电机、电池技术相比,BMS还不是很成熟。BMS作为电动汽车最关键的技术之一,近年来已经有很大的提高,很多方面都已经进入实际应用阶段,但有些部分仍然不够完善,尤其是在采集数据的可靠性、SOC的估算精度和安全管理等方面都有待进一步改进和提高。

  ① BMS的设计主要有如下技术难点:需要采集的数据量大,精度要求高;电池状态的非线性变化严重制约了SOC的预测精度;内部电路复杂,安全性差,抗干扰能力要求高。

  ② 如何把握电池内部状态的变化规律,用更有效的方式和采用更适当的算法来正确估算SOC,减小SOC的估算误差,仍将是今后研究的重点。

  ③ 在BMS的安全管理和控制功能模块设计中,如何解决电池自身的安全性问题,例如:实现电池组均衡充电、避免高电压和高电流的泄漏、防止对人体造成伤害,尤其是在冲力作用条件下(发生碰撞时)对电池安全性的控制等,还需要进行大量的试验研究。

  ④ 目前的很多BMS应用某一类型的电池时效果很理想,但却难以应用到其它类型的电池上。

  因此,研究更具有通用性的BMS已经成为未来的发展方向。

  (5)智能化车联网

  根据“IBM汽车2025”展望,全球汽车行业高管和主流消费者们最感兴趣的未来六大智能汽车技术:自修复、自学习、自配置、自集成、自主驾驶、自主社交。自修复指对汽车自身的分析、预测和自动维护,自学习指自动学习车内人的数据,自配置指把个人移动偏好自动配置到汽车上、自集成指与车联网其它智能设备的自动信息集成、自主社交与自主驾驶指无需人为干预的汽车社交与驾驶。其中,中国消费者对自主驾驶、自主社交和自修复最感兴趣。目前奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃这四大汽车公司在无人驾驶技术上领先于其他汽车公司,谷歌以及博世也有出色的表现。国内以清华大学、国防科技大学、军事交通学院为首的科研机构在无人驾驶技术上也有很好的发展。

  “自主”汽车不仅能感知车内数据,还能感知车辆周边数据。基于认知计算的未来“自主”汽车,不但具有独立的认知能力,还能在所有互联的汽车间形成集体式自主思维。未来汽车一定是基于大数据和实时数据分析能力,形成全球统一智能平台的车联网技术。

  (6)无线充电技术

  与传统充电站、充电桩相比,无线充电主要有以下特点:充电设施布置灵活、用户使用更加方便、充电过程相对安全。

  据悉,现在有很多企业都在开始研究电动车无线充电技术。如2015年1月,中兴通讯与国家电网宣布在成都组建合资公司,以无线充电技术在城市公共交通服务领域的应用为突破口,着力推进无线充电公交商用示范线,带动出租车等电动乘用车的无线充电技术发展,为电动车提供无线充电服务。

相关附件

暂时没有内容信息显示
请先在网站后台添加数据记录。