未来8年我国商用车底盘10大战略取向

2022-08-19 08:43肖献法
商用汽车 2022年5期

本刊记者 肖献法 文

前言:

在汽车装配过程中,其不同阶段完成的产品,按照组成及功能可分为:一类(整车)、二类(底盘)、三类(底盘)、四类(底盘)。其中,一类(整车):包括了汽车的全部系统,即完全的汽车,可以单独上产品《公告》和牌照。二类(底盘):是指只缺少货箱(厢)、上装的汽车,有驾驶室、动力、传动、行驶、制动、悬架、转向、操作、电气等系统,可以单独上产品《公告》,可上路行驶(办理临时牌照),可改装成货车和各类专用汽车。三类(底盘):是指没有驾驶室,但拥有动力、传动、行驶、制动、悬架、转向、操作及部分电气系统等总成,可正常行驶但不能上路(只能场内行驶),一般用于改装成客车(即非承载式车身)及部分特种汽车。四类(底盘):是指无车架的散装件和总成件,包括底盘系统的所有零部件和总成。

上述4类产品均可包括卡车式、客车式,商用类、乘用类。其中,二类底盘在商用车行业具有重要意义,是生产货车(加装货箱/厢)和各类专用汽车(加装专用装置)的基础,是商用车的核心。本文所谈底盘即指二类底盘。

图1 二类底盘(及半挂牵引车)可以上《公告》、可以上路行驶,是汽车整车(及列车)和专用汽车的重要基础

商用车底盘是商用车的核心和根本基础,商用车的操控性能、行驶性能、舒适性能、载重能力以及可靠性能等,主要取决于商用车底盘。商用车底盘与具有载物或载人或作业功能的鞍座/货箱(厢)/(客车)座椅/专用上装等组合在一起后,可以分别发展成为各类整车——半挂牵引车、货车、客车、各类专用汽车,其中半挂牵引车在与半挂车组合后才能变成具有完整功能的商用车辆。

2022年是实施“十四五”规划的第2年,新冠肺炎疫情发生以来的第3年,距离我国实现“ 2030年前碳达峰”目标还有8年。 过去的10余年里,在政策和市场的双轮驱动下,我国商用车底盘的技术水平、产品质量及应用水平,均发生了明显提升和深刻变化,包括动力总成以及底盘系统的各个部件;未来8年乃至更长时期又该如何发展呢?市场需求是一方面,法规要求与政策指导是另一方面。下面主要根据近几年尤其国家“双碳目标”提出以来国家出台的有关政策法规(如表1),作一下系统的梳理,供读者参考。

表1 涉及商用车底盘当下及未来发展的主要规划和政策

可以看出,在政策和市场的共同驱动下,过去几年,以及未来,我国商用车底盘发展态势是多元的、复杂的,远远超出了一般所说的汽车“新四化”范畴。

1.底盘动力:新能源化、清洁化、多元化,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在“三、重点任务”之“(三)突破重点领域,引领产业转型升级”中提出:“大力发展汽车先进技术,形成新能源汽车、智能网联汽车和先进节能汽车梯次合理的产业格局以及完善的产业配套体系,引领汽车产业转型升级。”继而在“3.节能汽车”中提出:“促进车用能源多元化发展。”

2019年9月14日,中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》在“三、交通装备先进适用、完全可控”之“(三)推进装备技术升级”中提出:“推广新能源、清洁能源、智能化、数字化、轻量化、环保型交通装备及成套技术装备。在“七、绿色发展节约集约、低碳环保”之“(二)强化节能减排和污染防治”中提出:“优化交通能源结构,推进新能源、清洁能源应用,……,推动城市公共交通工具和城市物流配送车辆全部实现电动化、新能源化和清洁化。”

2020年10月20日,国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》在“第3节 发展愿景”中提出:“力争经过15年的持续努力,……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……。”

2021年10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》在“行动之五:交通运输绿色低碳行动”中提出:“大力推广新能源汽车,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比,推动城市公共服务车辆电动化替代,推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。……。到2030年,当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右,营运交通工具单位换算周转量碳排放强度比2020年下降9.5%左右,……。陆路交通运输石油消费力争2030年前达到峰值。”“3.加快绿色交通基础设施建设。……。有序推进充电桩、配套电网、加注(气)站、加氢站等基础设施建设,提升城市公共交通基础设施水平。到2030年,民用运输机场场内车辆装备等力争全面实现电动化。”

2021年11月2日,交通运输部印发的《综合运输服务“十四五”发展规划》在主要任务“(六)打造清洁低碳的绿色运输服务体系”之“大力发展清洁化运输装备”中提出:“促进交通能源动力系统清洁化、低碳化、高效化发展,优化交通能源结构。积极推动新能源和清洁能源车辆、船舶在运输服务领域应用,……。……。国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域每年新增或更新公交、出租、物流配送等车辆中新能源汽车比例不低于80%。”

2021年11月2日,中共中央、国务院《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》在“三、深入打好蓝天保卫战”之“(十三)持续打好柴油货车污染治理攻坚战”中提出:“……,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。进一步推进大中城市公共交通、公务用车电动化进程。”

2021年10月29日,交通运输部印发的《绿色交通“十四五”发展规划》在“(二)基本原则”之“(三)发展目标”中提出:“到2025年,……营运车辆及船舶……新能源和清洁能源应用比例显著提升。”并在“表1 绿色交通‘十四五’发展具体目标”中提出:“2025年预期目标值,全国城市公交、出租汽车(含网约车)、城市物流配送领域新能源汽车占比分别达到72%、35%、20%。”

该《规划》在“三、主要任务”之“(二)优化交通运输结构,提升综合运输能效”中提出:“推动城市建筑材料及生活物资等采用公铁水联运、新能源和清洁能源汽车等运输方式。继续开展城市绿色货运配送示范工程建设,……。”并在“专栏二 优化调整运输结构行动”中提出:“京津冀及周边地区沿海主要港口矿石、焦炭采用铁路、水运和封闭式皮带廊道、新能源汽车运输比例达到70%以上。”

图2 底盘动力向新能源化、清洁化、多元化拓展成为大势所趋,也是政策取向、战略取向。商用车底盘在动力选择上,除了继续重点采用柴油动力之外,在清洁替代燃料和新能源动力选择上会有自己的侧重点

该《规划》在“三、主要任务”之“(三)推广应用新能源,构建低碳交通运输体系”中提出:“加快推进城市公交、出租、物流配送等领域新能源汽车推广应用,国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新的公交、出租、物流配送等车辆中新能源汽车比例不低于80%。鼓励开展氢燃料电池汽车试点应用。推进新增和更换港口作业机械、港内车辆和拖轮、货运场站作业车辆等优先使用新能源和清洁能源。”并在“专栏四 新能源推广应用行动”提出:“(1)电动货车和氢燃料电池车辆推广行动。在北京、天津、石家庄等城市推进中心城区应用纯电动物流配送车辆,在钢铁、煤炭等工矿企业场内短途运输推广应用纯电动重卡。在张家口等城市推进城际客运、重型货车、冷链物流车等开展氢燃料电池汽车试点应用。(2)城市绿色货运配送示范工程。深入开展城市绿色货运配送示范工程创建工作,到2025年,有序建设100个左右城市绿色货运配送示范工程。”

该《规划》在“三、主要任务”之“(五)坚持创新驱动,强化绿色交通科技支撑”中提出:“支持新能源运输装备和设施设备、氢燃料动力车辆及船舶、LNG和生物质燃料船舶等应用研究。”“制修订新能源车辆蓄电池等标准;制修订营运车船……能耗限值准入、新能源和燃料电池营运车辆技术要求。”

2021年11月2日,中共中央、国务院《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》在“三、深入打好蓝天保卫战”之“(十三)持续打好柴油货车污染治理攻坚战”中提出:“有序推广清洁能源汽车。”

2022年1月24日,国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》在“三、实施节能减排重点工程”之“(四)交通物流节能减排工程”中提出:“提高城市公交、出租、物流、环卫清扫等车辆使用新能源汽车的比例。……。到2025年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右……。”

2022年1月30日,国家发展改革委、国家能源局《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》在“三、完善引导绿色能源消费的制度和政策体系”之“(十一)完善交通运输领域能源清洁替代政策”中提出:“推进交通运输绿色低碳转型,优化交通运输结构,推行绿色低碳交通设施装备。推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具,完善充换电、加氢、加气(LNG)站点布局及服务设施,降低交通运输领域清洁能源用能成本。……,推进新能源汽车与电网能量互动试点示范,推动车桩、船岸协同发展。……。”

2022年3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》在“(一)有序推进交通领域示范应用”中提出:“立足本地氢能供应能力、产业环境和市场空间等基础条件,结合道路运输行业发展特点,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。”在“(四)逐步探索工业领域替代应用”之“专栏‘十四五’时期氢能产业创新应用示范工程”中提出:“在有条件的地方,可在城市公交车、物流配送车、环卫车等公共服务领域,试点应用燃料电池商用车。”

2.内燃机燃料:资源丰富地区发展替代燃料(清洁燃料),并大力推动天然气与多种能源融合发展

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在“节能汽车”中提出:“推动先进燃油汽车、混合动力汽车和替代燃料汽车研发,……。”“鼓励天然气、生物质等资源丰富的地区发展替代燃料汽车,允许汽车出厂时标称油气两用,……。”

2021年7月26日,在工信部装备工业二司指导下,中国内燃机工业协会组织编制和发布的《内燃机产业高质量发展规划(2021-2035)》在“一、我国内燃机产业发展背景及技术要求”之“(四)新一代内燃机技术发展方向与需求”中指出:“目前,车用柴油机最高有效热效率已达到55%,2035年以后,内燃机有效热效率有望达到60%。

该《规划》在“四、重点任务”之“(五)推动新一代低碳和碳中和燃料高效清洁应用”中指出:“燃料多元化、零碳排放是未来的重要趋势之一,也是人类实现可持续发展的必经之路。……。因地制宜发展低碳和碳中和石油替代燃料将助推我国实现碳中和并缓解我国能源依赖的现状,保障国家能源安全,实现内燃机燃料多元化和低碳化发展。”并提出:“2025年,在部分地区推广应用醇醚代用燃料(甲醇、乙醇、二甲酥等)、混合燃料和生物燃料(生物柴油、生物乙醇),低碳与碳中和燃料替代率达到5%以上。开展氨、氢等可再生燃料发动机关键技术研究,开发新一代天然气和甲醇燃料发动机技术,低碳与碳中和燃料发动机有效热效率达到45%以上。”“2030年,低碳和碳中和燃料的市场推广应用,推动醇、醚、氨、氢为代表的可再生燃料和生物燃料的生产和推广应用,低碳与碳中和燃料替代率达到10%以上。”“2035年,实现可再生合成燃料、生物燃料和氢等碳中和燃料规模化应用,为推动碳中和燃料应用、实现内燃机碳中和奠定基础。实现满足我国能源需求和区域能源结构的替代燃料产业发展和布局,低碳与碳中和燃料替代率达到20%以上。”

2021年10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》在“行动之一:能源绿色低碳转型行动”提出:“合理调控油气消费。保持石油消费处于合理区间,逐步调整汽油消费规模,大力推进先进生物液体燃料、……等替代传统燃油,……。……。有序引导天然气消费,……,大力推动天然气与多种能源融合发展,……。支持车船使用液化天然气作为燃料。”

2021年11月15日,工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》在“三、主要任务”之“(六)引导产品供给绿色化转型”(专栏7 绿色产品和节能环保装备供给工程)中提出:“大力发展和推广新能源汽车,促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广。……。到 2025 年,开发推广万种绿色产品。”(只是方向性的提出——笔者注。)

图3 燃料多元化、零碳排放是内燃机未来的重要趋势之一。内燃机可以使用灵活燃料,生物质燃料、可再生能源合成燃料和氢燃料等实现“碳中和”

2022年1月30日,国家发展改革委、国家能源局印发的《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》在“三、完善引导绿色能源消费的制度和政策体系”之“(十一)完善交通运输领域能源清洁替代政策”中提出:“推进交通运输绿色低碳转型,……。推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具,……。”

3.内燃机(汽车)燃料消耗量、环保达标要求不断提高,推进高排放车辆更新淘汰

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在“节能汽车”中提出:完善节能汽车推广机制,通过汽车燃料消耗量限值标准、标识标准以及税收优惠政策等,……。”

2019年9月14日,中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》在“七、绿色发展节约集约、低碳环保”之“(二)强化节能减排和污染防治”中提出:……,促进公路货运节能减排,……。打好柴油货车污染治理攻坚战,统筹油、路、车治理,有效防治公路运输大气污染。”

2021年7月26日,在工信部装备工业二司指导下,中国内燃机工业协会组织编制和发布的《内燃机产业高质量发展规划(2021-2035)》在“三、规划目标”中提出:“积极应对‘碳达峰和碳中和’双碳目标和‘近零污染物排放’目标,推动内燃机技术与多元燃料、电气化、数字化与智能化技术融合。”在“三、规划目标”之“3.提高绿色发展质量”中提出:“2025年全行业内燃机热效率和有害排放达到国际先进水平,力争2028年前内燃机产业实现碳达峰,2030年内燃机有效热效率与2020年相比提升10%~30%,内燃机动力系统能耗或碳排放降低30%~50%,有害污染物相对国Ⅵ(b)降低50%~90%,实现近零污染物排放;2035年碳中和燃料规模化应用,内燃机产业碳排放较碳峰值降低 20%以上,2050年内燃机产业实现碳中和。”

2021年11月2日,交通运输部印发的《综合运输服务“十四五”发展规划》在主要任务之六“(六)打造清洁低碳的绿色运输服务体系”之“大力发展清洁化运输装备”中提出:“打好柴油货车污染治理攻坚战,鼓励各地采取经济补偿、限制使用、加强监管执法等措施,推进高排放营运车辆更新淘汰。”

2021年11月2日,中共中央、国务院《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》(2021年11月7日公布)在“三、深入打好蓝天保卫战”之“(十三)持续打好柴油货车污染治理攻坚战”中提出:“深入实施清洁柴油车(机)行动,全国基本淘汰国Ⅲ及以下排放标准汽车,……。……。实施更加严格的车用汽油质量标准。”

2021年10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》在“行动之一:能源绿色低碳转型行动”提出:“合理调控油气消费。……,提升终端燃油产品能效。……。”

2021年10月28日,生态环境部、国家发改委等10部门及京津冀晋鲁豫陕等7省市联合印发的《2021—2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》又提出:“加快推进柴油货车污染治理。全面完成京津冀及周边地区、汾渭平原≤国Ⅲ排放标准营运中重型柴油货车淘汰任务目标。”

图4 不断提高汽车燃料消耗量、环保达标要求,加强对中重型商用车节能减排的市场监管,仍是国家未来对内燃机汽车工业管理的重点

2021年10月29日,交通运输部印发的《绿色交通“十四五”发展规划》在“(三)发展目标”中提出:“——营运车辆及船舶能耗和碳排放强度进一步下降,新能源和清洁能源应用比例显著提升”“到2025年,营运车辆单位运输周转量CO排放较2020年下降率5%。”在“三、主要任务”之“(四)坚持标本兼治,推进交通污染深度治理”中提出:“深入推进在用车辆污染治理。推动全面实施汽车排放检验与维护制度(I/M制度),加快建立超标排放汽车闭环管理联防联控机制,强化在用汽车排放检验与维修治理。研究完善道路运输车辆燃料消耗量限值准入制度。”在“三、主要任务”之“(五)坚持创新驱动,强化绿色交通科技支撑”中提出:“健全绿色交通标准规范体系。……。在节能降碳方面,制修订营运车船……能耗限值准入、新能源和燃料电池营运车辆技术要求……;在污染防治方面,配合制修订港口、营运车船、服务区、汽车维修等设施设备污水、废气排放限值等标准;……。”

2021年11月2日,中共中央、国务院《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》进一步提出:“持续打好柴油货车污染治理攻坚战。深入实施清洁柴油车(机)行动,全国基本淘汰≤国Ⅲ排放标准汽车。”“深入实施清洁柴油机行动,鼓励重型柴油货车更新替代。”“实施更加严格的车用汽油质量标准。”

2021年11月2日,交通运输部印发的《综合运输服务“十四五”发展规划》 在 “(六)打造清洁低碳的绿色运输服务体系”中仅笼统地提出:“打好柴油货车污染治理攻坚战,鼓励各地采取经济补偿、限制使用、加强监管执法等措施,推进高排放营运车辆更新淘汰。”

2021年11月15日,工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》在“三、主要任务”之“(五)推动生产过程清洁化转型”中提出:“减少有害物质源头使用。严格落实……、汽车、……等产品有害物质限制使用管控要求,……。研究制定道路机动车辆有害物质限制使用管理办法,……,制修订……、汽车产品有害物质含量限值强制性标准,……。”

2022年1月24日,国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》在“三、实施节能减排重点工程”之“(四)交通物流节能减排工程。”中再次重申:“全面实施汽车国Ⅵ排放标准和非道路移动柴油机械国Ⅳ排放标准,基本淘汰国Ⅲ及以下排放标准汽车。”“深入实施清洁柴油机行动,鼓励重型柴油货车更新替代。实施汽车排放检验与维护制度,加强机动车排放召回管理。”

4.关键零部件、材料等产业化瓶颈获得重点突破,明确部分产品产业化应用前景目标

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在“(三)规划目标”之“关键技术取得重大突破”中提出:“在“全产业链实现安全可控”中提出:“突破车用传感器、车载芯片等先进汽车电子以及轻量化新材料、高端制造装备等产业链短板,培育具有国际竞争力的零部件供应商,形成从零部件到整车的完整产业体系。”

该《规划》在重点任务“(一)完善创新体系,增强自主发展动力”之“2.加强核心技术攻关”中提出:“引导创新主体协同攻关整车及零部件系统集成、动力总成、轻量化、先进汽车电子、自动驾驶系统、关键零部件模块化开发制造、核心芯片及车载操作系统等关键核心技术,增加基础、共性技术的有效供给。”

该《规划》在重点任务“(二)强化基础能力,贯通产业链条体系”之“1.夯实零部件配套体系”中提出:“依托工业强基工程,集中优势资源优先发展自动变速器、发动机电控系统等核心关键零部件,重点突破通用化、模块化等瓶颈问题。”紧接着在“专栏2:关键零部件重点突破工程”具体提出:“支持优势特色零部件企业做强做大,培育具有国际竞争力的零部件领军企业。针对产业短板,支持优势企业开展政产学研用联合攻关,重点突破动力电池、车用传感器、车载芯片、电控系统、轻量化材料等工程化、产业化瓶颈,鼓励发展模块化供货等先进模式以及高附加值、知识密集型等高端零部件。”“到2020年,形成若干在部分关键核心技术领域具备较强国际竞争力的汽车零部件企业集团;到2025年,形成若干产值规模进入全球前十的汽车零部件企业集团。”

该《规划》在重点任务“(三)突破重点领域,引领产业转型升级”之“1.新能源汽车”部分提出:“加快新能源汽车技术研发及产业化。……,重点围绕动力电池与电池管理系统、电机驱动与电力电子总成、电动汽车智能化技术、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统等6个创新链进行任务部署。”“实施动力电池升级工程。……,开展动力电池关键材料、单体电池、电池管理系统等技术联合攻关,加快实现动力电池革命性突破。”紧接着在“专栏3:新能源汽车研发和推广应用工程”中提出:“掌握驱动电机及控制系统、机电耦合装置、增程式发动机等关键技术,支持动力电池、燃料电池全产业链技术攻关,实现革命性突破,大幅提升新能源汽车整车集成控制水平和正向开发能力,鼓励企业开发先进适用的新能源汽车产品。建设便利、高效、适度超前的充电网络体系,……。”“到2020年,……动力电池单体比能量达到300瓦时/公斤以上,力争实现350瓦时/公斤,系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下。到2025年,……动力电池系统比能量达到350瓦时/公斤。”

图5 传统能源汽车的自动变速器、发动机电控系统、尾气处理系统,新能源汽车的电控系统,及所有汽车的车用传感器、车载芯片等,都是我国汽车工业比较偏弱的项目,甚至是“卡脖子项目”

该《规划》在重点任务“(三)突破重点领域,引领产业转型升级”之“2.智能网联汽车”部分提出:“……,重点攻克环境感知、智能决策、协同控制等核心关键技术,促进传感器、车载终端、操作系统等研发与产业化应用。……,出台相关协议标准,规范车辆与平台之间的数据交互格式与协议,……。促进智能汽车与周围环境和设施的泛在互联,……。”并在“专栏4:智能网联汽车推进工程”中提出:“推进智能网联汽车技术创新,着力推动关键零部件研发,重点支持传感器、控制芯片、北斗高精度定位、车载终端、操作系统等核心技术研发及产业化。”

该《规划》在重点任务“(三)突破重点领域,引领产业转型升级”之“3.节能汽车”部分提出:“加大汽车节能环保技术的研发和推广。……,突破整车轻量化、混合动力、高效内燃机、先进变速器、怠速启停、先进电子电器、空气动力学优化、尾气处理装置等关键技术。”紧接着在“专栏5:先进节能环保汽车技术提升工程”中提出:“依托现有资金渠道,按规定建立联合攻关平台,重点攻克……高压共轨喷射系统、高性价比混合动力总成、高效尾气处理装置等商用车节能环保技术。”

2019年9月14日,中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》在“三、交通装备先进适用、完备可控”之“(一)加强新型载运工具研发”中提出:“加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。”在“五、科技创新富有活力、智慧引领”之“(一)强化前沿关键科技研发”中提出:“瞄准新一代信息技术、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界科技前沿,加强对可能引发交通产业变革的前瞻性、颠覆性技术研究。强化汽车、民用飞行器、船舶等装备动力传动系统研发,突破高效率、大推力/大功率发动机装备设备关键技术。”

2020年2月10日,国家发改委等11部门发布的《智能汽车创新发展战略(2020—2025)》在“(二)构建跨界融合的智能汽车产业生态体系”之“4.增强产业核心竞争力”中提出:“推进车载高精度传感器、车规级芯片、智能操作系统、车载智能终端、智能计算平台等产品研发与产业化,建设智能汽车关键零部件产业集群。”

2020年10月20日,国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》在“第三章 提高技术创新能力”之“第一节 深化“三纵三横”研发布局”之“强化整车集成技术创新”中提出:“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。”在“提升产业基础能力”中提出:“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。”紧接着在“专栏1 新能源汽车核心技术攻关工程”中提出:“实施电池技术突破行动。……。”“实施智能网联技术创新工程。……。”“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。……。”

2021年7月26日,在工信部装备工业二司指导下,中国内燃机工业协会组织编制和发布的《内燃机产业高质量发展规划(2021-2035)》在“四、重点任务”之“(一)加强基础理论研究和共性技术研究,实施内燃动力创新工程”之“3、产业链协同,突破关键核心技术”中提出:“……,开展以突破关键技术为目标的创新研究,突破新一代内燃机高强化、均匀化燃烧和变革性燃烧技术、碳中和内燃机技术、燃料与发动机协同技术、新型可变热力循环技术、轻量化技术、高强度结构和整机NVH、新型材料与新工艺、低磨擦与电气化新技术、排气热管理与余热能利用技术、高可靠性技术、测试诊断和传感技术、智能控制技术以及RDE污染物排放控制技术和OBD技术、智能制造技术等关键核心技术,加强创新成果转化,显著提升我国内燃机自主创新能力和产品的国际竞争力。”

该《规划》在“四、重点任务”之“(二)构建高质量发展关键零部件体系”中提出:“部分高性能关键零部件对国外技术的依赖是制约我国内燃机产业强国的瓶颈问题,面对突发的疫情对全球政治、经济和产业结构可能造成的影响,内燃机产业关键零部件对国外的依赖的局面必须改变。要进一步夯实关键零部件技术基础,……,研发高性能关键部件和关键零部件,提高自主关键零部件竞争力。”包括:“

1.先进电控燃料喷射系统

(1)柴油机电控超高压喷射共轨燃油系统。重点突破共轨系统核心关键零部件制造技术;开发可变喷油速率控制、高速高动态响应喷油控制、多次喷射“近零”间隔控制技术等先进系统集成与智能化控制技术;……,实现高压喷射共轨燃油系统设计、生产和制造技术自主化和产业化。2025年喷射压力达到 250 MPa;2030年达到300 MPa,具有高响应、高精度、低循环油量变动、多次喷射等先进工作性能。

(2)汽油机缸内燃油直喷系统。……,建立高压喷射供油系统关键组件和控制系统自主开发能力;开发与先进燃烧技术适应的高喷射压力、可变多次喷射策略高性能燃油喷射系统,……。2025 年喷射压力突破60 MPa;2030年突破100 MPa。

(3)多种燃料喷射系统。……。重点突破天然气、氢和甲醇燃料喷射系统关键零部件的设计、制造、测试及控制技术,实现设计、生产、标定和制造核心技术自主化和产业化。A.开发满足天然气扩散燃烧的具有高压力、高响应、高精度及高替代率的天然气高压喷射系统,2025年喷射压力突破30 MPa、2030年突破 50 MPa;B.开发满足氢气预混及稀薄燃烧的具有大流量、高响应、高可靠的氢气缸内喷射系统,2025年喷射压力突破3 MPa、2030年突破30 MPa;C.开发满足当量燃烧和稀薄燃烧的具有高压力、大流量、高响应、高可靠、适应低温启动的甲醇缸内喷射系统,2025 年喷射压力突破 60 MPa、2030 年突破 100 MPa。

2.自主智能控制器

加强内燃机电子器件的建设,包括微处理器、逻辑模块等专业集成芯片,开发各类先进传感器,包括燃烧反馈控制传感器、气体组份传感器等各类新型高灵敏度传等器,夯实内燃机智能控制器硬件基础。……。2025年,自主智能控制器达到国际先进;2030年达到国际领先;2035年,内燃动力控制实现高度智能化,软硬件整体水平达到国际领先。

3.先进涡轮增压系统

发展高性能涡轮增压技术,重点是组织开展增压器先进气动与结构设计、多级可调增压、机电复合涡轮增压、先进测量与智能控制等关键技术攻关。

(1)柴油机增压技术。2025年,突破压比≥4.5、最高效率≥55%的两级可调增压、可变几何增压、双通道涡轮等关键技术,大幅提高涡轮增压器性能与可靠性。……。2030年,突破超高压离心压气机、高效低惯量混流涡轮等关键部件技术,实现机电复合增压、高性能动力涡轮、废气能量回收与内燃机空气管理技术的应用。2035 年,突破涡轮增压与柴油机空气管理系统与智能控制技术,支撑柴油机实现60%以上热效率目标。

(2)汽油机增压技术。2025 年,完成电动增压、两级增压关键技术开发,推动汽油机增压技术快速发展。开发面向混合动力的涡轮增压关键技术,满足发动机更严格排放与经济性要求。2030年,突破高可靠性超高转速空气轴承、精密铸造等关键共性技术,形成先进增压技术关重件与系统完全自主研发能力。2035年,完成涡轮增压与汽油机空气管理系统监测与智能控制技术,支撑汽油机实现55%以上热效率目标。

4.高效、低成本、长寿命的后处理系统

加快研发高效后处理系统,包括柴油机微粒过滤器(DPF)、汽油机微粒过滤器(GPF)、选择性催化还原NOx后处理(SCR)、稀燃吸附式NOx后处理(LNT)、低温被动NOx吸附后处理(PNA)和高效三效催化后处理(TWC)。

加强对后处理系统载体的研发与生产,研制高效、长寿命的新型催化剂技术、低温高效催化剂、贵金属替代新型催化剂技术;开展催化剂制备工艺与涂覆工艺,排气高均匀性催化器封装等关键技术研究;开展高精度、高可靠性后处理系统集成控制技术研究,形成载体、催化剂、封装、消声、控制、匹配等自主核心技术与工艺,突破发动机与后处理系统耦合匹配等短板,形成自主核心技术。2025 年实现自主可控,2030年实现完全自主开发,达到国际先进水平,2035年达到国际领先水平。”

2022年1月24日,交通运输部、科技部发布的《交通领域科技创新中长期发展规划纲要(2021-2035年)》在“四、主要任务”之“(二)提升交通装备关键技术自主化水平”之“(二)提升交通装备关键技术自主化水平”中提出:“围绕促进我国交通装备运行智能化、动力清洁化、结构轻量化及核心基础零部件自立自强,实施交通运输关键核心技术攻关,加快关键专用保障装备和新型载运工具研发升级,打造中国交通装备关键核心技术和标准体系。”紧接着在“加快载运装备技术升级”中提出:“强化汽车、……等装备动力传动系统攻关,突破高效率、大推力/大功率发动机关键技术,研发……、车规级芯片等核心零部件,……。推动新能源汽车和智能网联汽车研发,突破高效安全纯电驱动、燃料电池与整车设计、车载智能感知与控制等关键技术及设备。”

2022年3月23日,国家发改委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》在“(一)持续提升关键核心技术水平”提出:“加快推进质子交换膜燃料电池技术创新,开发关键材料,提高主要性能指标和批量化生产能力,持续提升燃料电池可靠性、稳定性、耐久性。支持新型燃料电池等技术发展。着力推进核心零部件以及关键装备研发制造。”

5.开发高效、低碳和近零排放的新一代车用柴/汽油机 ,2035年普遍应用

2021年7月26日,在工信部装备工业二司指导下,中国内燃机工业协会组织编制和发布的《内燃机产业高质量发展规划(2021-2035)》在“四、重点任务”之“(三)高效、低碳和近零排放新一代柴油机”中提出:“针对不同应用领域,……,以企业为主体,通过技术链和产业链创新联盟,通过政产学研研发新一代高效、低碳和清洁柴油机新产品。”紧接着在“1.车用柴油机”中提出:

“(1)2025年,开发的柴油机产品按排量有效热效率分别达到50%~55%,商用车油耗满足第4阶段油耗法规,有害排放满足国Ⅵ(b)要求,B10寿命达到180万km。关键技术得到突破,整机爆发压力达到25 MPa以上,自主高压共轨燃油系统、高效涡轮增压和后处理系统得到应用。重点完成新一代高性能基础机型换代产品开发,开发满足排放法规的高智能柴油机,发展新型复合循环发动机、新型混合动力发动机等先进柴油机动力系统。

在整机和关键核心零部件、新型复合循环发动机、新型混合动力发动机、智能内燃机系统形成系统性创新,产品技术水平达到国际领先水平。自主智能高压共轨燃油系统、先进涡轮增压器和高效后处理等关键零部件、关键技术取得突破得到成熟应用。商用车智能柴油机产品和高效混合动力系统广泛应用。

(3)2035年,颠覆性技术获得重大大突破,开发的新产品有效热效率进一步提高,综合有效热效率达到60%以以上,柴油机技术和产品达到国际引领水平。高效、低碳和超近零有害排方放发动机普遍应用,低碳和碳中和燃料在柴油机规模化推广应用,商用车柴油机碳排放大幅度降低。”

该《规划》在“四、重点任务”之“(四)高效、低碳和近零排放新一代汽油机及动力系统”之“1、新一代高效近零排放车用汽油机动力系统”中提出:

图6 以氢气、燃气、甲醇、柴油、汽油等为清洁燃料的内燃机产品,在逐步获得广泛的“(近)零排放”后,可以直面新能源汽车(含纯电、氢燃料电池及混动)的挑战

“以不断提升发动机和整车的能源利用效率、满足不断严格的油耗和CO法规以及“近零排放”为目标,以“三纵”(汽油动力、混动动力、增程动力),“四横”(创新燃烧技术、智能发动机、关键零部件、燃料与润滑油革命)为战略,以低碳化、电气化、智能化和清洁化为手段,开展新一代汽油及其动力系统开发和创新研究,……,使我国车用汽油动力系统达到国际领先水平,实现跨越式发展。

聚焦汽油动力燃烧方式创新,在超稀薄燃烧技术、新型点火技术、高压缩比技术、均质压燃(HCCI)技术等取得突破,开发新一代高效、低碳、清洁汽油发动机。发展基于汽车智能化、网联化的新一代汽油动力的先进智能控制技术,实现发动机的实时优化控制和运行;汽油动力系统运行与大数据、智能网联、无人驾驶、高精地图、智慧大交通节能等相匹配,实现新一代汽油动力系统的智能化,进一步提高动力系统效率。

2025年,新一代汽油动力/汽油混动/汽油增程的有效热效率为45%~47%,整车油耗达到4 L/100 km,有害排放满足国Ⅵb(RDE)标准;……。发动机整机及其动力系统技术接近国际先进水平;……。

2030年,新一代汽油动力/汽油混动/汽油增程的有效热效率为50%~52%,整车油耗达到3.2 L/100 km,有害排放满足更加严格排放法规的要求;……;发动机整机及其动力系统技术达到国际先进水平。

2035年,新一代汽油动力/汽油混动/汽油增程中应用具有我国自主的原创性颠覆性创新技术的知识产权,有效热效率为55%~57%;……;发动机整机及其动力系统技术达到国际先进水平。”

6.底盘操控系统向智能化、自动化方向推进(自动操控、辅助驾驶、自动驾驶),为发展中国标准智能汽车奠定基础

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在重点任务之三“(三)突破重点领域,引领产业转型升级”之“2.智能网联汽车”部分提出:“开展智能网联汽车示范推广。出台测试评价体系,分阶段、有步骤推进智能网联汽车应用示范,稳步扩大试点范围。”紧接着在“专栏4:智能网联汽车推进工程”中提出:“到2020年,汽车DA(驾驶辅助)、PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动驾驶)系统新车装配率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到10%,满足智慧交通城市建设需求。到2025年,汽车DA、PA、CA新车装配率达80%,其中PA、CA级新车装配率达25%,高度和完全自动驾驶汽车开始进入市场。”

2019年9月14日,中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》在“加强新型载运工具研发”中提出:“加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。”

2020年2月10日,国家发改委等11部门发布的《智能汽车创新发展战略(2020—2025)》指出:“”“智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置,运用人工智能等新技术,具有自动驾驶功能,逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。通常又称为智能网联汽车、自动驾驶汽车等。”并在“二、总体要求”之“(一)指导思想”中提出:“以供给侧结构性改革为主线,以发展中国标准智能汽车为方向,以建设智能汽车强国为目标,……培育新业态,提升产业基础能力和产业链水平。”继而在“(三)战略愿景”中提出:“到2025年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。”“展望 2035—2050 年,中国标准智能汽车体系全面建成、更加完善。……,智能汽车充分满足人民日益增长的美好生活需要。”

图7 目前国内高端车辆上装备的一系列辅助驾驶系统是自动驾驶系统的部分功能

7.设计轻量化(含材料、结构)、材料环保化 ,助力节能减碳和提高运力

2017年4月6日,工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在“发展先进车用材料及制造装备”中指出:“依托国家科技计划(专项、基金等),引导汽车行业加强与原材料等相关行业合作,鼓励行业企业加强高强轻质车身、关键总成及其精密零部件、电机和电驱动系统等关键零部件制造技术攻关,……。”紧接着在“专栏2:关键零部件重点突破工程”具体提出:“针对产业短板,支持优势企业开展政产学研用联合攻关,重点突破……轻量化材料等工程化、产业化瓶颈,鼓励发展模块化供货等先进模式以及高附加值、知识密集型等高端零部件。”

2017年9月29日发布的修订版GB 7258-2017《机动车运行安全技术条件》之7.26款规定:自本标准实施之日(2018年1月1日)起,“所有专用校车和危险货物运输货车的前轮和车长>9 m的其他客车的前轮,以及危险货物运输半挂车、三轴的栏板式式和仓栅式半挂车的所有车轮,应装备盘式制动器。“其中,危险货物运输半挂车的所有车轮,自本标准实施后第13个月(即:2019年1月1日)起实施(即:过渡期为1年);三轴的栏板式式和仓栅式半挂车的所有车轮,自本标准后第25个月(即:2020年1月1日)起实施(即:过渡期为2年)。

GB 7258-2017之9.4款规定:本标准实施后第25个月(即:2020年1月1日)起,“总质量≥12 000 kg的危险货物运输货车的后轴,所有危险货物运输半挂车,以及三轴栏板式、仓栅式半挂车应装备空气悬架。”

图8 经过行业不懈努力,底盘及商用车轻量化早已成为共识

8.促进汽车零部件等再制造产业高质量发展,为减碳助力

2021年7月26日,在工信部装备工业二司指导下,中国内燃机工业协会组织编制和发布的《内燃机产业高质量发展规划(2021-2035)》在“四、重点任务”之“(七)推动内燃机再制造技术发展,完善再制造体系”中提出:

“建立和完善内燃机再制造标准体系,完善再制造性评价、再制造工艺技术、产品质量、生产管理、产品标识等标准体系。建立和完善内燃机再制造旧件逆向物流系统,建设多维回收体系、优化逆向物流网络,加快形成内燃机新品分销正向物流与旧件回收逆向物流相结合的物流体系。

2025年,内燃机再制造领域从商用车用、……逐步拓展到包含船舶用、……等高端内燃机再制造;利用工业互联网等技术,初步建立内燃机旧件及再制造整机与零部件信息管理平台;再制造内燃机整机再制造率达85%(按数量)、60%(按价值)。

2030年,内燃机再制造基本实现车用、……等多领域覆盖;利用互联网、大数据等技术,建立起较为完善的内燃机旧件及再制造整机与零部件信息管理平台;再制造内燃机整机再制造率达65%以上(按价值)。

2035年,内燃机再制造实现车用、……等多领域全覆盖;内燃机旧件及再制造整机与零部件信息管理平台高效运作,再制造内燃机整机再制造率显著提升,按价值计达70%以上。”

2021年10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》在“行动之六:循环经济助力降碳行动”中提出:“健全资源循环利用体系。 ……。

图9 2010年2月20日,两部委开始启用的全国统一的“汽车零部件再制造产品标志”。此举增加了辨识度、公信力

9.客运领域,加快低地板公交车应用,提高出行服务水平

2021年11月2日,交通部印发的《综合运输服务“十四五”发展规划》在“(三)构建舒适顺畅的城市出行服务系统”之优先发展城市公共交通”中提出:“”“推进出租汽车行业转型升级(专栏八)。……加快低地板公交车、无障碍出租汽车应用,完善适老化出行服务标准体系。”

图10 《综合运输服务“十四五”发展规划》提出:提高城市公交无障碍服务能力,促进低地板公交车推广应用,合力构建无障碍出行服务体系

图11 低地板城市客车用轮边电驱动桥

10.提升强化质量安全保障,降低故障率和提升产品一致性

2017年4月6日工信部、发改委、科技部联合印发的《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》在重点任务之五“(五)提升质量品牌,打造国际领军企业”之“1.提升质量控制能力”中提出:“引导企业实施质量提升计划,以全面提高服务水平为突破口,以降低汽车故障率和稳定达标排放为工作目标,充分利用互联网、大数据等先进技术,建设汽车质量动态评价系统,持续提升产品品质和服务能力。”紧接着在“专栏7:汽车质量品牌建设工程”中提出:“

图12 质量是产品的生命。《汽车产业中长期发展规划(2017—2025年)》提出:以车辆本质安全、节能高效、严格贯标为重点,加强商用汽车标准的建设和贯彻执行

该《规划》在“四、保障措施”之“(三)强化标准体系建设”中提出:“完善汽车安全、节能、环保等领域强制性标准,……。以整车安全与性能评价、基础设施为重点,优化完善新能源汽车标准体系。以轻量化、智能化制造、典型测试工况、先进节能技术为重点,完善节能汽车标准体系。以车辆本质安全、节能高效、严格贯标为重点,加强商用汽车标准的建设和贯彻执行。……。强化认证检验检测体系建设,完善认证认可管理模式。”

2019年9月14日,中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》在“六、安全保障完善可靠、反应快速”之“(一)提升本质安全水平”中提出:“强化载运工具质量治理,保障运输装备安全。”

2020年10月20日,国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》在“第四章 构建新型产业生态”之“第四节 强化质量安全保障”中提出:“健全安全保障体系。……。强化企业对产品安全的主体责任,落实生产者责任延伸制度,加强对整车及动力电池、电控等关键系统的质量安全管理、安全状态监测和维修保养检测。健全新能源汽车整车、零部件以及维修保养检测、充换电等安全标准和法规制度,加强安全生产监督管理和新能源汽车安全召回管理。……。”