北汽福田培訓(xùn)課件：加強合作資源共享促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化

1、1 1福田汽車工程研究院福田汽車工程研究院 新能源技術(shù)中心新能源技術(shù)中心李峰李峰 主任、博士主任、博士 20212021年年1010月月加強合作加強合作 資源共享資源共享促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化2 2 一、福田汽車簡介一、福田汽車簡介目錄目錄 二、二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況 三、三、福田汽車新能源項目情況介紹福田汽車新能源項目情況介紹 五、新能源技術(shù)中心簡介五、新能源技術(shù)中心簡介 四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束3 3一、福田汽車簡介一、福田汽車簡介4 2021 2021年年1212月月2828日，科技部、北

2、京市政府聯(lián)合確定以福日，科技部、北京市政府聯(lián)合確定以福田汽車沙河廠區(qū)為依托成立了田汽車沙河廠區(qū)為依托成立了“北京新能源汽車設(shè)計制造北京新能源汽車設(shè)計制造產(chǎn)業(yè)基地產(chǎn)業(yè)基地”，并在此基礎(chǔ)上發(fā)起成立，并在此基礎(chǔ)上發(fā)起成立“北京新能源汽車產(chǎn)北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟業(yè)聯(lián)盟” ” 。并于。并于20212021年年3 3月月1313日召開了一屆一次理事會及日召開了一屆一次理事會及其新聞發(fā)布會，選舉產(chǎn)生聯(lián)盟組織機構(gòu)并通過章程、議事其新聞發(fā)布會，選舉產(chǎn)生聯(lián)盟組織機構(gòu)并通過章程、議事規(guī)則等組織文件，正式啟動聯(lián)盟的組織、業(yè)務(wù)和運營。規(guī)則等組織文件，正式啟動聯(lián)盟的組織、業(yè)務(wù)和運營。 聯(lián)盟整合了北京新能源領(lǐng)域的優(yōu)勢資源，

3、包括整聯(lián)盟整合了北京新能源領(lǐng)域的優(yōu)勢資源，包括整車企業(yè)、零部件企業(yè)、科研院所以及終端用戶等。聯(lián)車企業(yè)、零部件企業(yè)、科研院所以及終端用戶等。聯(lián)盟由北汽控股公司、北京公交集團、北京理工大學(xué)等盟由北汽控股公司、北京公交集團、北京理工大學(xué)等5050多家單位共同發(fā)起，目前已有北京普天、中信國安多家單位共同發(fā)起，目前已有北京普天、中信國安盟固利公司、盟固利公司、ZFZF傳動技術(shù)等六十余家企業(yè)以及清華大傳動技術(shù)等六十余家企業(yè)以及清華大學(xué)、中科院、中國運載火箭技術(shù)研究院等多家科研機學(xué)、中科院、中國運載火箭技術(shù)研究院等多家科研機構(gòu)組成。構(gòu)組成。 國內(nèi)首家新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟國內(nèi)首家新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟二、北京新能源

4、汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況5 依托新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，依托新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以合資、合作等形式，聯(lián)合國內(nèi)以合資、合作等形式，聯(lián)合國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)，借用部分國際成熟資先進(jìn)企業(yè)，借用部分國際成熟資源，以源，以科技北京行動計劃科技北京行動計劃為為指導(dǎo)，建設(shè)指導(dǎo)，建設(shè)“節(jié)能與新能源汽車節(jié)能與新能源汽車研發(fā)及制造基地研發(fā)及制造基地”8大新能源整車平臺：輕型卡車、中重大新能源整車平臺：輕型卡車、中重型卡車、型卡車、SUV、皮卡、皮卡、MPV、大、大VAN、大客車、轎車大客車、轎車3大關(guān)鍵零部件：電池及其管理系統(tǒng)、大關(guān)鍵零部件：電池及其管理系統(tǒng)、電機及其控制系統(tǒng)、整車控制器電機

5、及其控制系統(tǒng)、整車控制器構(gòu)建北京市新能源汽車的完整產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建北京市新能源汽車的完整產(chǎn)業(yè)鏈形成產(chǎn)業(yè)化格局形成產(chǎn)業(yè)化格局二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況6基地主要技術(shù)介紹基地主要技術(shù)介紹二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況7動力電池組動力電池組自動變速器自動變速器電機電機整車控制器整車控制器混合動力發(fā)動機混合動力發(fā)動機新新能能源源汽汽車車新能源整車與關(guān)鍵零部件技術(shù)同步開發(fā)新能源整車與關(guān)鍵零部件技術(shù)同步開發(fā)乘用車零部件商用車新能源二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況8三、福田汽車新能源主要

6、項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹新能源整車規(guī)劃新能源整車規(guī)劃 輕型車系列輕型車系列乘用車乘用車 輕型環(huán)衛(wèi)車可充電式迷迪混合動力迷迪純電動蒙派克混合動力清潔燃料CNG輕客CNG 大客車與康明斯合作開發(fā)混合動力中重卡燃料電池客車并聯(lián)式混合動力大客車LPG 大客車大客車大客車重中卡重中卡轎車轎車91、燃料電池城市客車、燃料電池城市客車福田公司與清華大學(xué)共同申報承擔(dān)國家十一五福田公司與清華大學(xué)共同申報承擔(dān)國家十一五“863”課題課題BJ6123N4D燃料電池客車的開發(fā)燃料電池客車的開發(fā) 2021年年4月完成首批次月完成首批次3臺臺BJ6123C6N4D燃料電池客車樣車的驗證；燃料電池客車

7、樣車的驗證； 2021年年5月月7月完成道路模擬載客試運營；月完成道路模擬載客試運營； 2021年年8月月9月投入北京奧運示范運行，之后在北京中關(guān)村地區(qū)月投入北京奧運示范運行，之后在北京中關(guān)村地區(qū)801線路示范。線路示范。 2021年年8月至月至2021年年6月，月，3臺樣車?yán)塾嬤\營臺樣車?yán)塾嬤\營41142km，其中載客運營，其中載客運營35142km；運營；運營時間時間4000h；載客人數(shù)達(dá)到；載客人數(shù)達(dá)到25714人次，得到了北京公交公司、首都廣大市民及社會各界人人次，得到了北京公交公司、首都廣大市民及社會各界人士的認(rèn)可。士的認(rèn)可。燃料電池燃料電池DC/DC變流器變流器電機及控制器電機及控

8、制器蓄電池系統(tǒng)蓄電池系統(tǒng)三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹10拓展平臺拓展平臺2 2、混合動力城市公交客車、混合動力城市公交客車性能指標(biāo)性能指標(biāo)最高車速最高車速80km/h050 km/h加速時間加速時間25s最大爬坡度最大爬坡度30。 三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹發(fā)動機發(fā)動機自動離合器自動離合器電機電機BMS動力電池組動力電池組機械連接機械連接變速箱變速箱信號連接信號連接電力連接電力連接ECUCCUMCUTCU_AMTCAN總線總線VCU112008年1月20日逐步投入廣州公交線運營，國內(nèi)首家批量化商品化運營。截止至2

9、009年5月底，前期投入的30輛混合動力客車已經(jīng)累計運營450多萬公里，統(tǒng)計平均油耗為32.99L/100km，比常規(guī)動力平均節(jié)油25%以上，平均出勤率達(dá)98.43。2008年12月28日北京公交集團簽訂了歐V客車采購協(xié)議，將在2009年分批次購進(jìn)450臺BJ6123型混合動力客車和350輛該型號的客車底盤。首批50輛已經(jīng)與6月5日交付使用，剩余車輛將在年底前陸續(xù)交付。2009年3月30日濟南市政府采購中心簽訂了20輛歐V混合動力客車采購協(xié)議，價值2336萬元，將于2009年7月31日前交付使用。2009年4月中國臺灣簽訂了75輛歐V混合動力客車采購協(xié)議，價值8000多萬元，將于2009年年底

10、交付使用。2009年4月在深圳市初步試運行試運行完成后，上述城市將根據(jù)各種技術(shù)數(shù)據(jù)對比情況進(jìn)一步與北汽福田簽署采購協(xié)議。2009年5月中旬在昆明市初步試運行2009年5月底南昌市簽署了試運行協(xié)議，計劃在7月份開始試運行三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹2、混合動力城市公交客車12 以福田奧鈴以福田奧鈴I3800mmI3800mm底盤為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，電池組采用底盤為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，電池組采用380V200Ah380V200Ah磷酸鐵鋰電池，電機為磷酸鐵鋰電池，電機為55kW55kW永磁同步電機永磁同步電機。永磁電機+機械自動變速器的動力驅(qū)動系統(tǒng) 3、福田純電動環(huán)衛(wèi)

11、車、福田純電動環(huán)衛(wèi)車2021年下半年將有年下半年將有30輛基于該電動輛基于該電動通用化底盤平臺的純電動環(huán)衛(wèi)車在北京通用化底盤平臺的純電動環(huán)衛(wèi)車在北京城區(qū)示范運行。城區(qū)示范運行。性能指標(biāo)性能指標(biāo)最高車速最高車速80km/h0-50km/h加速時間加速時間25s最大爬坡度最大爬坡度20純電動續(xù)駛里程純電動續(xù)駛里程150km三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹13 2021 2021年年5 5月，完成了第一臺功能樣車的試制，實現(xiàn)了零部件的物理搭載，基本驗證了動月，完成了第一臺功能樣車的試制，實現(xiàn)了零部件的物理搭載，基本驗證了動力系統(tǒng)及各電動化附件功能；力系統(tǒng)及各電動化

12、附件功能； 2021 2021年年7 7月，完成了首輛性能樣車的試制，并開展了大量電池電機應(yīng)用方面的試驗；月，完成了首輛性能樣車的試制，并開展了大量電池電機應(yīng)用方面的試驗； 2021 2021年年3 3月，在性能樣車整車試驗的基礎(chǔ)上，優(yōu)化動力系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化零部件布置；月，在性能樣車整車試驗的基礎(chǔ)上，優(yōu)化動力系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化零部件布置； 2021 2021年年5 5月中旬完成改制和調(diào)試工作，此后進(jìn)行試驗驗證。月中旬完成改制和調(diào)試工作，此后進(jìn)行試驗驗證。4 4、迷迪純電動汽車、迷迪純電動汽車預(yù)研項目 性能指標(biāo)性能指標(biāo)最高車速最高車速100km/h0100 km/h加速時間加速時間9s最大爬坡度最

13、大爬坡度20純電動續(xù)駛里程純電動續(xù)駛里程150km 三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹14十一五國家十一五國家“863”項目項目DCM機電耦合動力傳動裝置關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)機電耦合動力傳動裝置關(guān)鍵技術(shù)開發(fā) 福田汽車公司作為參與單位，其主要職責(zé)是公司提供樣車，負(fù)責(zé)標(biāo)定和試驗驗證技術(shù)福田汽車公司作為參與單位，其主要職責(zé)是公司提供樣車，負(fù)責(zé)標(biāo)定和試驗驗證技術(shù) 。性能指標(biāo)性能指標(biāo)最高車速最高車速134km/h0100 km/h加速時間加速時間30s最大爬坡度最大爬坡度30 5、蒙派克、蒙派克ISG混合動力商務(wù)車混合動力商務(wù)車三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能

14、源主要項目情況介紹15混合動力：最高車速混合動力：最高車速150 km/h ， 0100 km/h加速時間加速時間19s， 最大爬坡度最大爬坡度30純電動：最高車速純電動：最高車速80 km/h ，050 km/h加速時間加速時間10s，最大爬坡度，最大爬坡度20純電動續(xù)駛里程純電動續(xù)駛里程60km 6、Midi可外接充電式混合動力汽車可外接充電式混合動力汽車 十一五國家十一五國家“863”項目項目可充電式混合動力可充電式混合動力“Midi迷迪迷迪”整車技術(shù)研發(fā)整車技術(shù)研發(fā) 福田汽車公司作為依托單位，其主要職責(zé)是提供樣車，建立福田汽車公司作為依托單位，其主要職責(zé)是提供樣車，建立Plug-in動

15、力系統(tǒng)標(biāo)定平動力系統(tǒng)標(biāo)定平臺，研制臺，研制Plug-in混合動力整車，負(fù)責(zé)整車匹配標(biāo)定和試驗技術(shù)?；旌蟿恿φ?，負(fù)責(zé)整車匹配標(biāo)定和試驗技術(shù)。性能指標(biāo)性能指標(biāo)三、福田汽車新能源主要項目情況介紹三、福田汽車新能源主要項目情況介紹16國內(nèi)多數(shù)電池廠家對電池應(yīng)用狀態(tài)了解甚小，基本不具備成組能力，并且缺乏實車成組應(yīng)用的條件。單體電池性能已可以滿足電動汽車技術(shù)指標(biāo)要求。但電池模塊的性能與壽命僅為單體電池性能與壽命的50%左右，成組后只能達(dá)到單體壽命的30%-40%，實際車輛工況將會更惡劣。隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展，成組應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)突顯為制約鋰離子等新型動力電池和電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要問題。電池模塊化電池模塊

16、化+BMS日本及歐美之所以能成功推出商業(yè)化電動汽車產(chǎn)品，其中電池成組能力技術(shù)起到了極其關(guān)鍵的作用。四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束171)通過電池成組技術(shù)使電池組壽命及性能達(dá)到單體電池的80%以上。2)具體各性能指標(biāo)如下表：名稱名稱純電動指標(biāo)參數(shù)純電動指標(biāo)參數(shù)性能性能（1）能夠適應(yīng)）能夠適應(yīng)60高溫和高溫和-20低溫工作環(huán)境，容量損失不超過低溫工作環(huán)境，容量損失不超過20%（2）比能量達(dá)到）比能量達(dá)到90-130Wh/kg（3）比功率達(dá)到）比功率達(dá)到600-800W/kg（4）自放電）自放電28天小于天小于3%（5）可以）可以1-2C充電、充電、3-5C放電；放電；

17、安全性安全性 要符合國家強制執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，各種濫用狀況下的危害度要符合國家強制執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，各種濫用狀況下的危害度循環(huán)壽命循環(huán)壽命（1）80%DOD放電容量下降到放電容量下降到80%SOC時，循環(huán)次數(shù)時，循環(huán)次數(shù)1200次（單體次（單體1500次）次）（2）80%DOD放電容量下降到放電容量下降到70%SOC時，循環(huán)次數(shù)時，循環(huán)次數(shù)1600次（單體次（單體2000次）次）（3）衰減周期：壽命全周期（總時間、擱置壽命）衰減周期：壽命全周期（總時間、擱置壽命）12年，容量下降到年，容量下降到40%SOC一致性一致性 在使用周期里電池之間的電壓和能力的差異初期小于在使用周期里電池之間的電壓和能力

18、的差異初期小于1.5%，后期小于，后期小于3%模塊結(jié)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化標(biāo)準(zhǔn)化、系列化四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束18名稱名稱混合動力指標(biāo)參數(shù)混合動力指標(biāo)參數(shù)性能性能（1）能夠適應(yīng)）能夠適應(yīng)60高溫和高溫和-20低溫工作環(huán)境，容量損失不超過低溫工作環(huán)境，容量損失不超過20%（2）比能量達(dá)到）比能量達(dá)到70Wh/kg以上以上（3）比功率達(dá)到）比功率達(dá)到1500W/kg（4）自放電）自放電28天小于天小于3%（5）可以）可以510C充電、充電、20C放電；放電；安全性安全性 要符合國家強制執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，各種濫用狀況下的危害度要符合國家強制執(zhí)行的安全標(biāo)準(zhǔn)，各種

19、濫用狀況下的危害度循環(huán)壽命循環(huán)壽命（1）30SOC到到70SOC之間之間3C循環(huán)時容量低于循環(huán)時容量低于70時循環(huán)次數(shù)時循環(huán)次數(shù)10萬次（單體萬次（單體 15萬萬次）次）（2）衰減周期：壽命全周期（總時間、擱置壽命）衰減周期：壽命全周期（總時間、擱置壽命）12年，容量下降到年，容量下降到 40%SOC一致性一致性 在使用周期里電池之間的電壓和能力的差異初期小于在使用周期里電池之間的電壓和能力的差異初期小于1.5%，后期小于，后期小于3%模塊結(jié)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化標(biāo)準(zhǔn)化、系列化四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束192) 應(yīng)具備動力電池成組模塊化能力，并以此為基礎(chǔ)作為

20、不同車型動力電池配組的平臺，形成規(guī)?；芰ΑＩ逃密嚦擞密囯姵啬K化電池模塊化+BMS四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束203) 應(yīng)具備精確的能量管理，為整車智能化控制提供依據(jù)，以期把人為操作因素降到最低。能量狀態(tài)動力電池組控制器電機驅(qū)動系統(tǒng) 四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束211、電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過、電池組要有足夠的能量和容量，以保證典型的連續(xù)放電不超過1C，典型峰值，典型峰值放電一般不超過放電一般不超過3C；如果電動汽車上安裝了回饋制動，電池組必須能夠接受高達(dá)；如果電動汽車上安裝了回饋制動，電池組必須能

21、夠接受高達(dá)5C的脈沖電流充電；的脈沖電流充電；2、電池要能夠?qū)崿F(xiàn)深度放電（例如、電池要能夠?qū)崿F(xiàn)深度放電（例如80%），而不影響其壽命；在必要時能實現(xiàn)滿），而不影響其壽命；在必要時能實現(xiàn)滿負(fù)荷功率和全放電；負(fù)荷功率和全放電；3、需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，顯示電池組的剩余電量和實現(xiàn)溫度控制；、需要安裝電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)，顯示電池組的剩余電量和實現(xiàn)溫度控制；4、由于動力電池組體積大，質(zhì)量重，電池箱的設(shè)計、電池的空間布置和安裝問題，、由于動力電池組體積大，質(zhì)量重，電池箱的設(shè)計、電池的空間布置和安裝問題，都需要認(rèn)真研究，如果處理不好，會影響汽車的操縱性能。都需要認(rèn)真研究，如果處理不好，會影

22、響汽車的操縱性能。純電動汽車電池的基本工作要求純電動汽車電池的基本工作要求四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束221、電池要有較高的峰值功率：能短時大功率充放電；2、循環(huán)壽命要長：要達(dá)到1500次以上的深度放電循環(huán)和400,0001,000,000次的淺度放電循環(huán)；3、電池SOC應(yīng)保持在50%至85%的范圍以內(nèi)；4、需要配備電池管理系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)?；旌蟿恿﹄妱悠囯姵氐幕竟ぷ饕蠡旌蟿恿﹄妱悠囯姵氐幕竟ぷ饕笏?、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束23動力電池成組及管理系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)是新能源汽車發(fā)展的一個關(guān)鍵突動力電池成組及管理系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)是新

23、能源汽車發(fā)展的一個關(guān)鍵突破口，對未來新能源電動汽車能否真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、降低成本起著破口，對未來新能源電動汽車能否真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、降低成本起著舉足輕重的重要作用。舉足輕重的重要作用。四、新能源汽車對動力電池的約束四、新能源汽車對動力電池的約束期望在動力電池成組及管理系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用方面成為國內(nèi)業(yè)界的引導(dǎo)者期望在動力電池成組及管理系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用方面成為國內(nèi)業(yè)界的引導(dǎo)者24 為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，踐行北京市委、市政府提出的為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，踐行北京市委、市政府提出的“人文北京、科技人文北京、科技北京、綠色北京北京、綠色北京”的理念，北汽福田公司從的理念，北汽福田公司從2003年即開始設(shè)計制造各類新能源汽車，年即開始設(shè)計制造各類新能源汽車，累計投資累計投資50多億元建成了具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的節(jié)能減排重點試驗室和汽車工程研究院多億元建成了具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的節(jié)能減排重點試驗室和汽車工程研究院，并成立了專門的新能源汽車技術(shù)中心，研發(fā)與世界同步的三大綠色能源技術(shù)，并成立了專門的新能源汽車技術(shù)中心，研發(fā)與世界同步的三大綠色能源技術(shù)清潔清潔能