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盤點歐盟/美國/日本乘用車節能減排技術規劃

大力發展節能與新能源汽車, 是保障中國能源戰略安全、減輕環境保護壓力、推動產業健康發展、實現《中國製造2025》製造強國戰略目標的重要手段, 但預計2030年前之前, 內燃機搭載的汽車依然佔據50%以上的市場。

“因此我們制定開展了一系列傳統汽車節能減排的可能性計畫:可大幅減緩成品油消費量增長速度;支撐巴黎氣候大會承諾減碳目標達成;促進自主創新能力比肩國際先進水準等。 從這個層面來看, 節能車和新能源汽車是不可割裂開的。 ”

7月12日, 在高工產業研究院(GGII)和中信證券聯合舉辦的新能源汽車產業投資策略會上, 中汽研北京分院副院長沈斌通過對國內、外節能汽車技術和發展路徑解析, 進一步闡明了國內乘用車節能技術前進方向。

沈斌對國內、外乘用車節能技術及發展形勢進行了介紹:

日本

2015年日本乘用車平均油耗為4.5L/ 100km, 提前達到2020年4.9L/100km油耗法規目標。

輕四輪車占比超過40%, 混合動力車型占比約20%。 發動機升級優化、CVT、多檔AT等節能技術協同推進。

由於國內資源匱乏, 日本車企對混合動力技術極為重視, 目前豐田普瑞斯四代同比一代已實現26.7%的節油水準提升, 涉及領域涵蓋輕量化、電池、控制系統、發動機等, 它的油耗已經達到3.3L/100km, 第五代普瑞斯也正在研發中。

日產推出e-Power, 搭載串聯式混合動力技術, 在JC08工況下取得每升油行駛34km的優異成績, 折算約為2.94L/100km

日本國內還提出了名為下一代發動機的重點課題, 提出要將發動機熱效率做到50%。 在40%的發動機熱效率下配合混合動力, 豐田可以做到3.3L, 如果發動機熱效率做到50%的話運用到混合動力車上是很容易實現的。

美國

美國是全球最早創建汽車企業平均燃料經濟性評價體系(CAFE)並予以實施的國家,

CAFE標準歷經多次加嚴, 有效促進了美國各項汽車節能技術的發展。

在NRC等評估中, 發動機仍是節能核心領域, 通過逐步加強增壓直噴機型應用比例和小型化、減少泵氣損失、精確熱管理及電控策略等降低發動機油耗是其節能的重要舉措。

而美國車企正在加強多擋變速器升級步伐, 通用、福特聯合開發出全球首款10檔縱置自動變速器, 目前已實現車型搭載, 計畫在2018年實現10款車型以上覆蓋

同時, 美國作為全球第二大混合動力市場, 車企正在加速混合動力車型的投放力度, 君悅30H等車型更已實現同比35%左右的燃油經濟性提升, 著力打破日系一枝獨秀的局面。

但在未來, 美國能耗法規相比中國、日本、歐盟寬鬆, 無法為節能與新能源汽車發展提供足夠倒逼動力;美國缺少全國性NEV法規;美國新一屆政府退出巴黎協定等舉措, 將減緩節能技術發展趨勢, 不利於節能與新能源技術發展。

歐洲

近年來, 歐盟連續出臺多部車輛碳排放標準/指令, 有效促進了歐洲汽車節能技術的不斷進步與提升, 乘用車及商用車平均油耗水平均處於世界先進。

此外, 大眾排放門事件也對柴油機技術路線產生了一定影響, 汽油機受重視程度提升, 但奧迪主張汽油機由DownSizing向RightSizing變化, 同時將增壓技術與彌勒迴圈結合。

在歐零部件企業的推動下, 節能減排明顯、成本相對重混更低、可模組化供應的48V系統正逐漸走向市場應用階段,

預計將在2018-2019年成為主流車型標準配置。

總體來看, 美國、歐洲、日本節能技術路徑各有側重, 呈現出動力總成升級優化、先進電子電器、混合動力是共性節能技術;日本小型車占比高的產品結構, 對其油耗目標貢獻度直接有效等特點。

中國

截止到2015年底到2016年初, 國內乘用車平均燃料消耗量從2013年7.23L下降到2016年的6.5L(涵蓋了新能源), 而2016年傳統車的能耗與2015年的6.50L變化不大, 因此國內大力發展新能源汽車, 實際影響和制約傳統車的發展。

具體來看在國內乘用車在發動機、變速器、混合動力、子電器、低摩擦、輕量化等方面都取得不同程度進展, 前三項突破較大。

在零部件領域, 隨著近幾年自主品牌的大力發展, 零部件領域和國外的差距實際也在縮小,發動機自主品牌的效率,主流是在33%-37%之間的熱效率,最新的奇瑞、長安、廣汽熱效率在38%左右,其中38%達到目前主流合資品牌的熱效率水準。

變速器領域,國內改變了之前百分百依賴進口的局面,如今國內以6AT、6DCT、7DCT為主,最高13AT的樣機已出產,相比五年前發生了顛覆性的變化。

在混合動力方面,國內自主研發出的P2、PS等構型及電池、電機、電控,均已實現了產業化的應用,銷售量至少在5000台以上,能耗表示較為可喜

整體來看,近年來我國圍繞汽車及的技術研發和應用水準大幅度提升,但對理論研究重視不足、電控等關鍵技術尚未突破、混合動力汽車和替代染料汽車推廣應用不足等對國內總體油耗水準降低帶來嚴重挑戰。

國內乘用車節能技術發展路線

結合國內節能車發展進程,可以預見未來乘用車方面的節能技術進展將成為節能領域的關鍵里程碑。

沈斌認為,未來乘用車節能可以重點從發展混合動力、動力總成優化及電子電器,同步發展車輛輕量化、小型化、降低摩擦損失、替代燃料等支撐技術等方面具體展開。

並制定長期戰略規劃,在2020年乘用車達到5L、2025年4L、2030年達到更高的目標。

確保在傳統動力、替代染料、混合動力車型都有一定的發展和比例,傳統車型2020年占80%以上,替代染料占8%以上。2025年傳統動力占50%,替代染料占24%。

2020年,對渦輪增壓器、液力變矩器、高精度電磁閥、高性能電池及電機、48V系統、混合動力專用發動機、天然氣專用發動機等核心零部件開展重點攻關並取得突破。

2025年,推動混合動力及替代染料大規模發展,車輛小型化初見成效,實現自主核心零部件的產業化。抑制重大型過快增長勢頭,推動緊湊型及以下車輛銷量占比超過60%,實現混合動力專用發動機、渦輪增壓器、行星齒輪等關鍵零部件的大規模產業化。

2030年,掌握均質稀薄燃燒、超高壓縮比等前瞻性技術,並實現產業化應用。

零部件領域和國外的差距實際也在縮小,發動機自主品牌的效率,主流是在33%-37%之間的熱效率,最新的奇瑞、長安、廣汽熱效率在38%左右,其中38%達到目前主流合資品牌的熱效率水準。

變速器領域,國內改變了之前百分百依賴進口的局面,如今國內以6AT、6DCT、7DCT為主,最高13AT的樣機已出產,相比五年前發生了顛覆性的變化。

在混合動力方面,國內自主研發出的P2、PS等構型及電池、電機、電控,均已實現了產業化的應用,銷售量至少在5000台以上,能耗表示較為可喜

整體來看,近年來我國圍繞汽車及的技術研發和應用水準大幅度提升,但對理論研究重視不足、電控等關鍵技術尚未突破、混合動力汽車和替代染料汽車推廣應用不足等對國內總體油耗水準降低帶來嚴重挑戰。

國內乘用車節能技術發展路線

結合國內節能車發展進程,可以預見未來乘用車方面的節能技術進展將成為節能領域的關鍵里程碑。

沈斌認為,未來乘用車節能可以重點從發展混合動力、動力總成優化及電子電器,同步發展車輛輕量化、小型化、降低摩擦損失、替代燃料等支撐技術等方面具體展開。

並制定長期戰略規劃,在2020年乘用車達到5L、2025年4L、2030年達到更高的目標。

確保在傳統動力、替代染料、混合動力車型都有一定的發展和比例,傳統車型2020年占80%以上,替代染料占8%以上。2025年傳統動力占50%,替代染料占24%。

2020年,對渦輪增壓器、液力變矩器、高精度電磁閥、高性能電池及電機、48V系統、混合動力專用發動機、天然氣專用發動機等核心零部件開展重點攻關並取得突破。

2025年,推動混合動力及替代染料大規模發展,車輛小型化初見成效,實現自主核心零部件的產業化。抑制重大型過快增長勢頭,推動緊湊型及以下車輛銷量占比超過60%,實現混合動力專用發動機、渦輪增壓器、行星齒輪等關鍵零部件的大規模產業化。

2030年,掌握均質稀薄燃燒、超高壓縮比等前瞻性技術,並實現產業化應用。

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