模替代石油的关键。我国的河南天冠、安徽丰原等公司的纤维素燃料乙醇的研发和示范走在全国前列。
2.1.2 新能源汽车技术
从全球新能源汽车的总体发展情况看，混合动力汽车技术基本完善，已经进入商业化规模销售阶段，特别是插电式混合动力汽车已成为市场关注的新热点；纯电动汽车技术取得较大进展，全新结构纯电动汽车和增程式纯电动汽车开始进入市场；燃料电池汽车技术处于新的技术突破前期，其关键技术的研发是抢占制高点的重要战略。而从国内范围来看，目前动力电池、永磁电机及其驱动控制系统已经具备一定的产业规模，纯电动汽车小批量示范运行已在特定区域展开，混合动力汽车已经开始规模化应用，燃料电池汽车研究工作也取得了较大的进展，部分成果已经获得示范验证。截至2011年6月，国内累计超过15000辆节能与新能源汽车投入运行。
根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划(摘要)》，发展电气化程度比较高的“纯电驱动”电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。在技术路线上（如图2所示），近期(2010-2015)将尽快推进混合动力技术的应用，发展小型纯电动汽车和插电式混合动力电动车；中期(2015-2020)将在混合动力技术得到广泛应用的基础上，加大小型纯电动汽车和插电式混合动力汽车推广力度；在2020年之后，纯电驱动技术将逐步占据主导地位，通过发展纯电动汽车和燃料电池汽车，实现大幅度降低排放。到2015年左右，在20个以上示范城市和周边区域建成由40万个充电桩、2000个充换电站构成的网络化供电体系。
图2 新能源汽车发展技术路线
根据新能源汽车整车、系统及关键总成技术成熟程度、国家和行业标准完善程度以及产业化程度的不同，将其分为起步期、发展期、成熟期三个不同的技术阶段（如表2所示）。起步期产品是指技术原理的实现路径尚处于前期研究阶段，缺乏国家和行业有关标准，尚未具备产业化条件的产品。发展期产品是指技术原理的实现路径基本明确，国家和行业标准尚未完善，初步具备产业化条件的产品。成熟期产品是指技术原理的实现路径清晰，产品技术和生产技术成熟，国家和行业标准基本完备，可以进入产业化阶段的产品。
6
对处于不同技术阶段的产品采取不同的管理方式。起步期产品只能进行小批量生产，且只在批准的区域、范围、期限和条件下进行示范运行，并对全部产品的运行状态进行实时监控。发展期产品允许进行批量生产，只能在批准的区域、范围、期限和条件下销售、使用，并至少对20%的销售产品的运行状态进行实时监控。成熟期产品与常规汽车产品的《车辆生产企业及产品公告》管理方式相同，在销售、使用上与常规汽车产品相同。 表2 新能源汽车技术阶段划分表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
产品类别
储能装置种类
锂离子动力蓄电池
金属氢化物镍动力蓄电池 铅酸蓄电池 锌空气蓄电池 超级电容器
液压/气压储能装置 锂离子动力蓄电池
金属氢化物镍动力蓄电池 铅酸蓄电池 锌空气蓄电池 超级电容器
液压/气压储能装置 锂离子动力蓄电池
金属氢化物镍动力蓄电池 铅酸蓄电池 锌空气蓄电池 超级电容器
锂离子动力蓄电池
金属氢化物镍动力蓄电池 铅酸蓄电池 锌空气蓄电池 超级电容器 燃料电池
技术阶段 发展期 成熟期 成熟期 起步期 发展期 发展期 发展期 发展期 发展期 起步期 发展期 发展期 发展期 起步期 成熟期 起步期 起步期 起步期 起步期 成熟期 起步期 起步期 起步期 起步期 起步期
3
混合动力乘用车
混合动力商用车
纯电动乘用车
纯电动商用车
燃料电池乘用车/商用车
氢发动机汽车
二甲醚汽车
25
在新能源汽车重大项目的不断推动下，在汽车行业及相关产学研单位共同努力下，我
国建立起节能与新能源汽车“三纵三横（燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动车三种整车技术为“三纵”，多能源动力总成系统、驱动电机、动力电池三种关键技术为“三横”）的研发布局（如图3）。采取了整车企业牵头、关键零部件配合、第三方监理、产学研结合、政策法规技术标准同步研究、基础设施协调发展的创新研发体制。全国共有200多家大型汽车企业和相关零部件企业、高等院校和科研院所，以及3000多名中高级科技人员直接参加了电动汽车专项研发。
3
注：（2010年12月31日前适用）
1.技术阶段的划分主要以储能装置种类为依据。
2.采用电-电混合方案的汽车，其技术阶段的确定以储能装置中技术阶段较低的一种为准，如：采用锂离子动力蓄电池与超级电容器电-电混合方案的纯电动商用车，其技术阶段确定为起步期；采用燃料电池与超级电容器电-电混合方案的乘用车/商用车，其技术阶段确定为起步期。
3.目前表中所列的锂离子动力蓄电池包括锰酸锂型锂离子动力蓄电池和磷酸铁锂型锂离子动力蓄电池两种类型。如果有企业申报采用其它锂离子动力蓄电池的产品，需临时提请专家委员会确定技术阶段。
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图3 节能与新能源汽车“三纵三横”研发布局
课题组基于市场德尔菲法，通过对浙江新能源汽车厂商与产业链相关者、科研机构、政府部门、高等院校等对象发放调查问卷和专家座谈，对问卷和座谈结果进行整理、处理和分析，根据技术重要性排名选出以下8项关键技术的预期实现时间（见表3）。其中，共性技术包括四项，混合动力汽车技术两项，纯电动汽车技术、燃料电池汽车技术各一项。混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车的结构差异（图4）和技术性能比较分析如以下图表（表4）所示。
表3 新能源汽车领域关键技术预期实现情况表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
技术编号 J11 J12 J21 J31 GJ1 GJ2 GJ3 GJ4
技术适用类别 混合动力汽车 混合动力汽车 纯电动汽车 燃料电池汽车 共性技术 共性技术 共性技术 共性技术
技术内容
混合动力汽车变速器及动力耦合系统 混合动力汽车发动机电控系统
纯电动汽车电池系统 代用燃料汽车发动机系统 整车与关键零部件标准 电动助力转向系统 动力总成控制系统 高功率蓄电系统关键技术
预期实现时间（年）
2015 2015 2014 2014 2012 2014 2014 2014
图4 混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车的结构差异
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表4 混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车的技术性能比较
名称 混合动力汽车
现状
优点
低排放、低能耗，节能在5%-50%之间
零排放、低能耗、噪音低，结构简单，节能在50%以上
零排放、低能耗、低噪音；能量转化率高；无需充电，无需化石燃料，氢气来源广泛；燃烧热力学效率最高。
缺点
成本高，比同类传统车型成本增加30%-40%。
市场前景
纯电动汽车
燃料电池汽车
很好，尤其是城市公交、出租、环卫、机场等公共服务领域。
成本比同类传统车型增加40% 很好，尤其是以日常-50%；续驶里程短；电池寿代步工具为主的微型命短；充电时间长。 电动汽车市场和公共
服务领域。
燃料电池制造成本高。氢的很好，目前尤其是在存储携带困难。加氢站等基城市公共服务领域。 础设施缺乏。适应性、可靠性和安全性有待提高。
以下针对三种新能源汽车技术进行详细分析。 （1）混合动力汽车（HEV） ? 电池技术
在混合动力汽车的核心即电池技术研发方面，我国已自主研制出容量为6Ah-100Ah的镍氢和锂离子动力电池系列产品，能量密度和功率密度接近国际水平，同时突破了安全技术瓶颈，在世界上首次规模应用于城市公交大客车；自主开发的200kW以下永磁无刷电机、交流异步电机和开关磁阻电机，电机重量比功率超过1300w/kg，电机系统最高效率达到93％；自主开发的燃料电池发动机技术先进，效率超过50%，成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一。与此同时，混合动力汽车关键零部件的产业化全面跟进，生产配套能力显著增强。近来，力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设，上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作，积极完善产业链建设。在未来2-3年内，预计将形成20亿Ah以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力，能够满足100万辆混合动力及电动汽车的配套要求。
? 整车开发
在整车开发关键技术方面，我国混合动力汽车在系统集成、可靠性、节油性能等方面进步显著，不同技术方案可实现节油10%-40%。同时，各汽车企业对混合动力汽车的研发和产业化投入显著增强，产业化步伐不断加快。目前，国内汽车企业已将混合动力汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视，一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已投入了大量的人力、物力，混合动力车型已完成样车开发，并有部分车型已经实现小批量上市。
? 动力架构
混合动力车的动力架构主要有串联、并联、混联三种方式（如图5）。串联式的优点是只用电能驱动可以实现“0”排放，发动机运行状态能够保持稳定、高效、低污染；其缺点是电池组容量要求大，中小型车空间难以满足，驱动电机对功率要求高，能量转换次数多、损耗大、效率低，发动机/发电机和电池组匹配度要求高。并联式的优点是基本为发动机驱动、总能源转换效率高，发动机功率要求不高、成本较低，驱动电机体积较小、空间适应性好；其缺点是动力系统结构复杂、空间布置和相关控制复杂，难以实现真正的“0”排放。混联式的优点是有独立电驱动模式实现“0排放”，发动机要求功率小，提高燃油
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