中国节能减排型汽车研发情况
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 15162 次点击
经过“十五”攻关,我国清洁能源的汽车技术研发和市场应用取得了重大进展,向车用能源多元化发展迈出了坚实的一步。目前,混合动力汽车和纯电动汽车已有多种车型进入国家汽车产品公告,具备了小批量生产能力,燃料电池汽车技术已进入国际先进行列,电力汽车动力电池、驱动电机和燃料电池发动机等关键零部件技术、电子控制技术和系统集成技术也取得了比较大的技术进展。初步形成电动汽车关键零部件研发体系,天然气、液化石油气、电控、单一燃料发动机技术得到进一步提升,燃气汽车应用规模扩大到30万辆,预计到五年计划完成的时候,有可能扩展到近百万辆,燃料替代和环保效果开始显现,生物燃料和其他燃料全面进入推广阶段,为“十一五”深入研究作了有益的探索和技术储备。掌握了排放达到国Ⅲ标准的汽柴油发电机电子控制技术和整车的匹配技术,开发出了柴油轿车产品,顺利开展了柴油轿车的示范运行,这些工作为传统燃油汽车及进一步发展注入了新的动力。
“十一五”期间科技部在节能减排的国家大环境下,于2006年启动的节能与新能源汽车重大项目,各方面的支持资金超过lO亿元。该项目以市场为导向,重点研发电动汽车和代用燃料汽车整车技术、动力系统技术、关键零部件技术和系统集成技术,建设公共服务平台,最终为建立节能与新能源自主研发体系,实现产业化技术的跨越发展和持续发展奠定了坚实的基础,我国汽车工业基础与国际先进水平相比确实还有很大差距,还需要做出不懈努力,进一步加大研究开发和产业化,需要社会各界更广泛的参与和支持。
目前节能与新能源汽车重大项目正在按计划实施,并取得了一些阶段性的成果,已开发出纯电动燃料电池各类汽车样品、产品、并进行了深入的性能及可靠性考核。新的一轮技术改进和优化设计,加强专利、设计、示范运行基础性的工作,使我国新能源汽车不断向实用化、产业化、规模化发展。此外,动力蓄电池,驱动电机、代用燃料发动机等零部件技术性能指标进一步提高,特别是零部件的研发单位,正在由高科技研发企、业像汽车零部件供应商发展,其中大部分企业正在开始IS09001质量认证通过汽车零部件供应商TS16949,国际安全认证的准备,这就是我国新能源发展非常好的起步。
再制造是废旧产品高技术修复、改造的产业化,它是一种节约资源的先进制造,又是一种保护环境的绿色制造。这项工作在中国正在开始,特征是再制造产品质量达到新品质量要求,不同于一般的维修,和新品制造相比,成本应该只是新品的50%,节能60%,节材70%,对环保的节能减排作用非常明显。从国家的角度来看,现在政府开始重视再制造。2005年国务院颁发了21号、22号两个文件,提出国家大力支持废旧机电产品再制造。曾培炎副总理也有批示,同意汽车零部件作为试点工程开展。交通部发出7号令,明确维修企业可以使用修复件等。
有资料显示,2005年全球再制造产业产值估算超过千亿美元,美国最多达到750亿美元,其中汽车和工程机械领域约占2/3以上,约500亿美元,全美有73000家再制造企业,从业人数约48万,美国汽车再制造业已覆盖发动机、传动装置、离合器、转向器、启动起动机、空调压缩机等零部件,汽车维修服务业再造产品占维修备件市场85%。在日本再制造业不太发达,因为日本的劳动力比较贵。
根据我们的了解,卡特彼勒公司的再制造是比较多的,它在美国、英国、法国、墨西哥、中国等7个国家建立了143家再制造工厂,同时在全球200多个国家拥有完善的物流体系,已基本做到全球物流,公司同时进行再制造先进技术的自主开发,仅再制造方面的专利就已经超过100多项。2005年,该公司的再制造产值超过15亿美元,再制造废旧单体零部件220万件,其中重量占85%的零部件会被再制造或再利用,节约金属达1.35亿磅。
国内的再制造企业有济南按富强动力、上汽大众、广州花都全球自动变速器有限公司等五家,这五家企业有一个共同的特点,就是具有国外背景,再制造技术在中国开展的时间还很短。现在根据我们了解,一汽东风、玉柴、潍柴等一些公司都在准备开展这方面的工作。
从发展历程来看,最早是百科1986年在蛇口再制造汽车发电机和起动机。产品来源主要还是发动机、变速器、起动机和发电机,旧件来源主要来自4s店、生产线不合格品、或者维修企业,有的是从国外进口。制作装备有的是通用设备,有的是专用设备,有些公司在专用设备的开发方giiTgt了很多工作。
当前主要要做的是修订法律法规;启动试点;制定鼓励政策。我们协会准备在这方面花更多的力量对再制造进行调研,并且在国内推动这项工作。
作为实验的话,从10%、20%、30%不同比例掺烧生物柴油的最终表现来看,氮氧化物和一氧化碳的排放油耗、动力.陛基本与普通的柴油车相近,沿用20%的混合生物柴油PM值的降低应该说更为显著,可以降低大约达到20%,而碳氢可以降低10%,氮氧化物略有增加,其他排放与B10相当,油耗比普通的增加2%到3%,B30的生物柴油颗粒物的降低还应该呈线性降低的趋势,其他的排放物应该与B20相当,生物柴油对于车辆总体的考核结果来看,对于车辆整体的耐久性没有显著的影响。
从车辆的使用状况来看,从油箱、油井到车轮的全生命周期的评价来看,使用生物柴油之后对于二氧化碳的排放还会有更为显著的影响,而且这个影响,随着生物柴油混合比例的增加,这一部分的降低可以更为显著。从今后中国生物柴油发展的潜力来看,应该说中国生物柴油从原料资源的供应商来讲会有更大的潜力,通过部分地区、部分企业的规划来看,到2020年,预计生物柴油在中国的产能可能会达到200万吨。
在中国目前生物柴油的主要原料主要以餐饮的废油和菜油的下脚料为主。进一步推广能源种植类的工作,原料以林木类的原料为主,比如蚂蜂素、黄连木等,以树木类果实类的原料为主。从目前的所具备的条件来看,也应该说我们认为在中国,推广10%以上的生物柴油混合的比例应该说已经成熟,而且在这种情况下,国家也已经开始制定B5的混合标准,目前这部分的工作已经开始制定了,预计也会在今年或者明年很快会出台。
从今后的发展来讲,由于混合掺烧的生物柴油对于颗粒物的排放降低最为显著,而且尤其在中国,各种大城市的公交车系统应该主要以柴油车为主,所以我们认为,如果能在中国一些特大城市的公交车系统推进和推广高比例生物柴油,对于改善城市的污染会有比较显著的效果,从今后来看,从国家的角度,还需要进一步完善和进一步完善混合燃料的制定标准,加强不同地方、能源植物的品种的改进和种植工作,对于燃料的生产与流通领域,加强管理,并且制定相应的措施,进一步推进生物柴油的推广和使用。我们认为生物柴油在中国有非常好的前景。
去年11月20日,国务院副总理曾培炎主持召开会议,贯彻落实胡锦涛总书记、温家宝总理重要批示的精神,替代能源要按照以新能源替代传统能源,以优势能源替代稀缺能源,以可再生能源替代矿石能源的原则,同时也确定了发展的重点,因为替代能源有很多,重点要求发展车用燃料和替代石油产品。明确一定要发展车用燃料和替代石油产业,搞好煤炭异化、煤质醇醚,烯烃和煤气多项技术的实验示范和开发利用。通过论证,大家认为甲醇是可行的,还要积极发展燃料乙醇和生物柴油。启动甲醇标准的工作,在会议上表示,要开辟快车通道,AV100标准已经启动,AV15的标准已经立项。
今年国务院第179次常务会议做出了一个新的决定,是由于猪肉涨价引起的——停止上煤质油项目和停止上粮食生产乙醇的项目。生产乙醇的企业,要逐步转向由非粮食生产乙醇。人们把国务院这一决定叫做“两停一转”的决定。
这次国家叫停煤质油项目,一个原因是煤质油大量耗水。每吨煤质油要耗水13吨,我们了解到,到去年年底为止,在建的规划当中的煤质油项目要达到年4000多万吨,如果要建成以后,年耗水在5亿多吨以上,这是一个很大的数字。而恰恰煤质油项目都摆在西部,我们的产煤地区在西部,西部是严重缺水的,水资源比较丰富是在东部,这样如果要大量上这个项目,这就是与民争水。还有一个重要的原因就是二氧化碳的排放严重。这“两停一转”的决定将会产生一些矛盾,比如说生产乙醇燃料短缺的矛盾。资料显示到去年底,已经形成甲醇生产能力大概是1000多吨,去年四季产量是700多万吨,1/4用在醇醚燃料上。
尽管前几年对于醇醚的发展重点、方向不是很明确,有一些实际问题比如说标准问题也没有得到解决,但是我们仍然有一些企业走在前面,而且做出了很大的成绩。比如说奇瑞汽车公司就开发了灵活燃料汽车,乙醇也可以、甲醇也可以。今年可以批量生产。据说,他们的产量是两千到三千辆,首批供给山西省用。我们的上汽与^***在2003年就成功研发了第一台二甲醚公交车,根据原计划明年应当是批量生产。我们的奇瑞汽车公司和上汽内燃机研究所合作研发甲醇轿车,合作比较顺利,据他们讲有可能计划明年上半年就要实行产业化。一汽与山西嘉兴技术公司合作,研发替代柴油大工业的甲醇在库车,正在紧锣密鼓地工作。东风汽车公司也正在研发灵活燃料汽车,实际上也是乙醇汽车。在甲醇应用推广比较早的省份,山西省再用车的改造已经超过千辆,陕西省也大有后来居上之势。
为实现中国社会的可持续发展,中国政府制订了若干重大的汽车专项课题。经过多年的产业实现,目前我们的判断是,可能在中国实现产业化的有五个技术方向混合动力技术、汽车电子、轿车的柴油化技术、汽车的直喷及燃烧技术、多元化的替代燃料技术。面对这些共同课题,一汽解决产业课题的主要策略是什么呢?
一汽的54周年的厂庆上,发布了一汽的中长期科技规划纲要。主要围绕四大课题来发布的,科技方向方面是节能、环保、安垒、可靠、舒适、轻量化这六个方面,围绕产品技术、开发技术和制造技术三大领域,在21个技术专题当中,立了229项重点技术,同时把科技的管理技术、产品研发的技术怎么样编好自检,实现由知识积累向知识管理、知识输出的管理转移。包括技术平台15项,发动机21项,列举的很详实。
一汽在节能环保方面采取的技术路线,像P2平台、混合动力、纯电动车、P3平台包括燃料项目这些技术路线现在都已经确定下来了。
为了应对节能环保的课题,一汽在“十五”期间,在混合动力技术上作了前期的工作。在2005年,红旗轿车的混合动力包括客车的混合动力都进行了验收,我们正在做产业化的工作,围绕着科技奥运有些示范项目也要上路了。
为了降低制造环节的能耗,一汽提出了节能减排的目标。“十五”期间,一汽集团在本埠(长春)的产量增长了63.7%,但是综合能耗仅增长15%。万元产值综合能耗下降了35%,万元产值的生产用水量下降了62%。“十一五”生产制造领域节能减排的目标已经下发并分解了,就是万元产值综合能耗2010年要比2005年减少20%,重要污染物要减少10%,环境污染事故为0,建立节能目标责任制管理定额考核,加大节能技术应用设备更新和改造技术。
为了促进汽车业循环经济的发展,一汽启动了回收再利用领域的规划纲要,积极进行技术准备,搭建基础技术平台,进行了八方面的规划。启动策划典型车的车型材料应用现状及可回收的研究、汽车零部件再制造项目已经在集团立项,根据国家和对试点企业的要求已经开始实施,
为了提高汽车的使用安全性,一汽重点开展八个方面的安全技术,根据自身已有的基础,一起有条件开展八方面的变革性的创新研究:安全的避撞技术、外面与正面气囊、侧撞预测技术、起爆式车体结构件、自适应结构件、主动行人保护与行人气囊、先进儿童保护装置系统、电控转向系统。
我刚才提到关于交通,一汽在“十五”期间已经开始做了为了改善交通运行效率,建立了自己制订交通系统的工作。第一项工作目前已经见成效了,就是第一汽车的服务平台。在2001年6月份,一汽的IT公司搞了GPS服务中心,到目前为止入网的车辆是35000多辆,分中心是270家,终端用户是656家,处理警情539起。现在很多物流公司都加入了我们的服务平台网,确实整个运输效率提高了,而且受控了。比如说物流车拉着商品车,这个车哪个时间到哪儿,在网上是随时跟踪的,而且是做记录的。
2007年,一汽参与了长春市智能交通项目、ITS项目,现已到示范运行阶段,在长春市一些关键路口开始进行示范,这也是我们做的控制系统,内容包括公交车、出租车、警车的信息通信及信息收集、发布等。
上汽的新能源汽车战略的推进,结合了2008年北京奥运以及2010年上海世博会的两个契机,充分利用国内供应商以及国外先进技术两种资源,形成既有高端优势引领,又有自主知识培育;既有高端项目牵引,又有适用技术推广的创新局面,促使新能源汽车在中国尤其是在上海率先实现产业化。我们新能源战略始终抓住三个重点,就是近期与长期相结合的三个重点,一是加快推进混合动力汽车的产业化,二是积极探索代用燃料汽车的商品化,三是推动燃料电池汽车技术的研发和示范运行。
上汽明确在“十一五”发展目标是混合动力汽车,2008年小批量投产,2010年达到5万辆产能,燃料电池汽车要加快应用研发,实行商品化运行。
我们在上海车展上推出的上海牌混合动力轿车,是上汽通过产学研合作研制的一款完全具有自主知识产权混和动力样车,该车以荣威自主品牌轿车为基础,有结构紧凑、可靠性高、成本低廉,贴近产业化的优点,同比可实现节油15%以上,是一款零排放和氢能源汽车,最高车速可达150公里/小时,0~100公里加速时间15秒,续驶里程可以达300公里,技术水平处于国内领先地位,明年大家如果到北京参加奥运会的话,就可以看到我们自主研发的品牌为大家提供服务,如果有机会到2010到上海参加世博会的话,大家会看到更多的燃料电池轿车为大家服务,因为世博会的要求是零排放。
上汽研发的二甲醚城市客车,是上汽承担的国家十五清洁汽车行动计划项目,通过产学研合作,上汽研发了具有自主知识产权,达到欧3标准的二甲醚城市公交客车,目前正在进行优化改进和示范运行前的各项具体准备工作。二甲醚能实现高校清洁燃料,适合于压燃式柴油机,这有望解决我油水短缺的问题。
吉利现在发明了一个电子等平衡动力总成技术,这是一个新技术,这项技术现在也投了几个亿了,几年下来一直在研究,现在看来,这个奇迹是有可能发生的,如果成功的话会很省油,我们认为在城市可以省下40%~50%,排放会减少80%~90%这样就为节能减排做出重大贡献了。对于噪声改善也很有好处。这是全新的技术,没有说学哪一个汽车公司做出来的。
轻量化吉利做得也很不错,然后还有回收材料的研究,这是因为汽车要卖到欧洲、美国去,我们对这方面的研究也很深,进展也很顺利。还有节能环保过滤总成的研究,有些车所采用的材料本来就是有一些污染的,所以一个人长时间坐在汽车里面,其实对一个人呼吸道的影响是比较大。我们吉利有一个博士后工作站,研究四重净化技术,尽量使人坐在汽车里感觉空气质量比外面好一些。
对于大型重型汽车来说,节能减排是非常重要的。重型车用的是柴油,相对来说在解决排放指标上比汽油还是容易些的。陕汽在推进环保型汽车和节能汽车方面应该说走的路子还是比较长的,2005年我们就将300多辆节能汽车推向了市场。我们研究纯天然气的卡车,陕汽也是第一批将液化石油气和纯天然气用于大型、重型卡车上的企业,而且已经投放到市场。
陕汽在2007年发表了《卡车司机生存状况蓝皮书》。陕汽不光关心自己的产品,还关心使用产品的司机状况。当然我的汽车放到社会上使用,更应该关心它对社会、对人类所带来的影响。企业在资金发展考虑过程当中,应该把技术进步,把推进汽车产业在销售和使用过程当中如何提高整个社会水平方面应该多去考虑,多去努力。
作为一个卡车生产企业,商用车的生产企业,我认为确确实实应该像制造小轿车那样来制造卡车,精心地去设计我们汽车的每一个零部件,选择好每一个零部件。所以节能减排做好不单是发动机排放达到要求,发动机的节能型好,它需要整个产能系统的传动,需要汽车在传动系统当中选择最优零部件组合。
节能减排还包括传动性合理匹配和传动效率的研究等。我们国家的汽车公司在做大的同时还要进一步做强,我想陕汽在这个大形势下,按照现在如何提高汽车的运行效率,如何降低污染,由此而引发的汽车设计、开发、制造的整个革命性的变化,我们应该有所预感。