新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。本版今日起开设“新能源汽车”系列科普报道,让我们一同感受新能源汽车的技术创新和融合发展。
电动化、网联化、智能化
当前,全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合,电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势。新能源汽车融汇新能源、新材料和互联网、大数据、人工智能等多种变革性技术,推动汽车从单纯交通工具向移动智能终端、储能单元和数字空间转变,带动能源、交通、信息通信基础设施改造升级,促进能源消费结构优化、交通体系和城市运行智能化水平提升。
近年来,世界主要汽车大国纷纷加强战略谋划、强化政策支持,跨国汽车企业加大研发投入、完善产业布局,新能源汽车已成为全球汽车产业转型发展的主要方向和促进世界经济持续增长的重要引擎。面对新一轮科技革命和产业变革,加速汽车全面电动化已成为经济发达国家和汽车强国的战略选择。据不完全统计,全球已有17个国家、25个城市宣布或制定了汽车全面电动化的时间表。再从全球宣布脱离燃油车的时间表来看,在接下来的15年时间里,新能源电动汽车将成为主流。
随着汽车动力来源、生产运行方式、消费使用模式全面变革,新能源汽车产业生态正由零部件、整车研发生产及营销服务企业之间的“链式关系”,逐步演变成汽车、能源、交通、信息通信等多领域多主体参与的“网状生态”。相互赋能、协同发展成为各类市场主体发展壮大的内在需求,跨行业、跨领域融合创新和更加开放包容的国际合作成为新能源汽车产业发展的时代特征,极大地增强了产业发展动力,激发了市场活力,推动形成互融共生、合作共赢的产业发展新格局。
2020年10月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》(以下简称《规划》)。《规划》提出,到2025年,纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。到2035年,纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化,燃料电池汽车实现商业化应用,高度自动驾驶汽车实现规模化应用,有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。
《规划》要求,2021年起,国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域的公共领域新增或更新公交、出租、物流配送等车辆中新能源汽车比例不低于80%。
“三纵三横”
以纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车为“三纵”,布局整车技术创新链。研发新一代模块化高性能整车平台,攻关纯电动汽车底盘一体化设计、多能源动力系统集成技术,突破整车智能能量管理控制、轻量化、低摩阻等共性节能技术,提升电池管理、充电连接、结构设计等安全技术水平,提高新能源汽车整车综合性能。
以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,构建关键零部件技术供给体系。开展先进模块化动力电池与燃料电池系统技术攻关,探索新一代车用电机驱动系统解决方案,加强智能网联汽车关键零部件及系统开发,突破计算和控制基础平台技术、氢燃料电池汽车应用支撑技术等瓶颈,提升基础关键技术、先进基础工艺、基础核心零部件、关键基础材料等研发能力。
实施电池技术突破行动。开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究,加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关,加快固态动力电池技术研发及产业化。
实施智能网联技术创新工程。以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体,支持企业跨界协同,研发复杂环境融合感知、智能网联决策与控制、信息物理系统架构设计等关键技术。
实施新能源汽车基础技术提升工程。突破车规级芯片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品,攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术。
产业融合发展
加强新能源汽车与电网(V2G)能量互动。加强高循环寿命动力电池技术攻关,推动小功率直流化技术应用。鼓励地方开展V2G示范应用,统筹新能源汽车充放电、电力调度需求,综合运用峰谷电价、新能源汽车充电优惠等政策,实现新能源汽车与电网能量高效互动,降低新能源汽车用电成本,提高电网调峰调频、安全应急等响应能力。
促进新能源汽车与可再生能源高效协同。推动新能源汽车与气象、可再生能源电力预测预报系统信息共享与融合,统筹新能源汽车能源利用与风力发电、光伏发电协同调度,提升可再生能源应用比例。鼓励“光储充放”(分布式光伏发电—储能系统—充放电)多功能综合一体站建设。支持有条件的地区开展燃料电池汽车商业化示范运行。
发展一体化智慧出行服务。加快建设涵盖前端信息采集、边缘分布式计算、云端协同控制的新型智能交通管控系统。加快新能源汽车在分时租赁、城市公交、出租汽车、场地用车等领域的应用,优化公共服务领域新能源汽车使用环境。构建智能绿色物流运输体系。推动新能源汽车在城市配送、港口作业等领域应用,为新能源货车通行提供便利。
推进以数据为纽带的“人—车—路—云”高效协同。基于汽车感知、交通管控、城市管理等信息,构建“人—车—路—云”多层数据融合与计算处理平台,开展特定场景、区域及道路的示范应用。
【专访】
围绕新能源汽车产业发展及相关技术,《亮报》对国网能源研究院电网发展综合研究所所长韩新阳进行了专访。
《亮报》:未来要实现新能源汽车高质量发展的关键在于哪些方面?新能源汽车产业发展还面临哪些问题?
韩新阳:支撑未来新能源汽车高质量发展的关键之处,体现在新能源汽车技术、充电设施、配套电网、电力结构等方面,具体来说,主要在于拓展应用领域,丰富补电模式,完善基础设施,加强配套电网,实现充绿色电。
拓展应用领域。新能源汽车的不同技术路线各有优势,具有不同的应用场景。当前新能源汽车主要应用在私人领域,且以纯电动汽车为主,也有部分插电式混合动力电动汽车,氢燃料电池汽车主要应用在大型客车领域。未来燃料电池汽车在长途运输、重型卡车领域的应用值得期待。
丰富补电模式。当前充电模式是新能源汽车的主流补电模式。由于换电模式具有补电快、对充电桩依赖少、电池好管理、设备利用率高、对电网冲击小等优点,逐步在重型卡车、出租车领域得到应用,未来将进一步在充电桩建设困难、对补电速度要求高的场景得到推广应用。
完善基础设施。大规模新能源汽车快速发展,对充电基础设施的保障能力提出更高要求。需要利用充电大数据和出行大数据,与城市规划和电网规划统筹衔接,优化充电基础设施规划布局,提高充电基础设施供给水平。
加强配套电网。充电基础设施布局点多面广,充电负荷与电网高峰负荷叠加明显,对配套电网容量需求大,配套电网投资很大。需要充分利用现有配电网容量资源,引导充电设施优先向容量充裕的电网节点布局,同时利用有序充电、V2G技术,引导用户错峰充电,降低最大充电负荷,减少配套电网容量需求,提高配套电网利用效率。
实现充绿色电。鼓励充电运营商利用智慧车联网平台、电力交易平台参与新能源发电交易,引导新能源汽车用户优化充电行为,在新能源大发期间购买绿色电,促进新能源消纳,实现绿色出行,助力“碳达峰、碳中和”。
展望未来,新能源汽车产业仍然面临性价比有待提升、存在续航里程焦虑、电池安全事件时有发生等问题,需要进一步攻关“卡脖子”技术难题,提高车辆、电池等产品质量和性能,提升用户体验,提高电池能量密度,增加续航里程,加强电池安全防护技术和标准应用,提升新能源汽车安全性能,不断提高新能源汽车用户满意度和市场竞争力。