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

1福田汽車工程研究院新能源技術(shù)中心李峰主任、博士

2009年10月加強(qiáng)合作資源共享促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化2一、福田汽車簡(jiǎn)介目錄二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況三、福田汽車新能源項(xiàng)目情況介紹五、新能源技術(shù)中心簡(jiǎn)介四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束3

北汽福田汽車股份有限公司，成立于1996年8月28日，是一家跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨所有制的國有控股上市公司。1998年6月2日在上海證券交易所掛牌上市?？偛课挥诒本F(xiàn)有資產(chǎn)110億，員工2.6萬人。公司以北京為管理中心，在京、津、魯?shù)?省市擁有整車和零部件生產(chǎn)基地，在中國臺(tái)灣省、日本、歐洲等國家和地區(qū)擁有研發(fā)機(jī)構(gòu)，是中國品種最全、規(guī)模最大的商用車企業(yè)。福田汽車成立12年來，累計(jì)產(chǎn)銷自主品牌汽車300萬輛，連續(xù)三年全球商用車排名第二，連續(xù)五年位列中國商用車第一名。其中，福田汽車輕型卡車連續(xù)10年市場(chǎng)第一。一、福田汽車簡(jiǎn)介2008年12月28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“北京新能源汽車設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)基地”，并在此基礎(chǔ)上發(fā)起成立“北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”。并于2009年3月13日召開了一屆一次理事會(huì)及其新聞發(fā)布會(huì)，選舉產(chǎn)生聯(lián)盟組織機(jī)構(gòu)并通過章程、議事規(guī)則等組織文件，正式啟動(dòng)聯(lián)盟的組織、業(yè)務(wù)和運(yùn)營。聯(lián)盟整合了北京新能源領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)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)盟由北汽控股公司、北京公交集團(tuán)、北京理工大學(xué)等50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、ZF傳動(dòng)技術(shù)有限公司等六十余家企業(yè)以及清華大學(xué)、中科院、中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院等多家科研機(jī)構(gòu)組成。國內(nèi)首家新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟二、北京新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及基地概況依托新能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以合資、合作等形式，聯(lián)合國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)，借用部分國際成熟資源，以《科技北京行動(dòng)計(jì)劃》為指導(dǎo)，建設(shè)“節(jié)能與新能源汽車研發(fā)及制造基地”8大新能源整車平臺(tái)：輕型卡車、中重型卡車、SUV、皮卡、MPV、大VAN、大客車、轎車3大關(guān)鍵零部件：電池及其管理系統(tǒng)、電機(jī)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)盟及基地概況動(dòng)力電池組自動(dòng)變速器電機(jī)整車控制器混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)新能源汽車新能源整車與關(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)盟及基地概況三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹新能源整車規(guī)劃

輕型車系列乘用車輕型環(huán)衛(wèi)車可充電式迷迪混合動(dòng)力迷迪純電動(dòng)蒙派克混合動(dòng)力清潔燃料CNG輕客CNG大客車與康明斯合作開發(fā)混合動(dòng)力中重卡燃料電池客車并聯(lián)式混合動(dòng)力大客車LPG大客車大客車重中卡轎車1、燃料電池城市客車福田公司與清華大學(xué)共同申報(bào)承擔(dān)國家十一五“863”課題——BJ6123N4D燃料電池客車的開發(fā)

2008年4月完成首批次3臺(tái)BJ6123C6N4D燃料電池客車樣車的驗(yàn)證；

2008年5月～7月完成道路模擬載客試運(yùn)營；

2008年8月~9月投入北京奧運(yùn)示范運(yùn)行，之后在北京中關(guān)村地區(qū)801線路示范。

2008年8月至2009年6月，3臺(tái)樣車?yán)塾?jì)運(yùn)營41142km，其中載客運(yùn)營35142km；運(yùn)營時(shí)間4000h；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(huì)各界人士的認(rèn)可。燃料電池DC/DC變流器電機(jī)及控制器蓄電池系統(tǒng)三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹拓展平臺(tái)2、混合動(dòng)力城市公交客車性能指標(biāo)最高車速≥80km/h0~50km/h加速時(shí)間≤25s最大爬坡度≥30％。三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)離合器電機(jī)BMS動(dòng)力電池組機(jī)械連接變速箱信號(hào)連接電力連接ECUCCUMCUTCU_AMTCAN總線VCU2008年1月20日逐步投入廣州公交線運(yùn)營，國內(nèi)首家批量化商品化運(yùn)營。截止至2009年5月底，前期投入的30輛混合動(dòng)力客車已經(jīng)累計(jì)運(yùn)營450多萬公里，統(tǒng)計(jì)平均油耗為32.99L/100km，比常規(guī)動(dòng)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(tuán)簽訂了歐V客車采購協(xié)議，將在2009年分批次購進(jìn)450臺(tái)BJ6123型混合動(dòng)力客車和350輛該型號(hào)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(jì)南市政府采購中心簽訂了20輛歐V混合動(dòng)力客車采購協(xié)議，價(jià)值2336萬元，將于2009年7月31日前交付使用。2009年4月中國臺(tái)灣簽訂了75輛歐V混合動(dòng)力客車采購協(xié)議，價(jià)值8000多萬元，將于2009年年底交付使用。2009年4月在深圳市初步試運(yùn)行試運(yùn)行完成后，上述城市將根據(jù)各種技術(shù)數(shù)據(jù)對(duì)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(yùn)行2009年5月底南昌市簽署了試運(yùn)行協(xié)議，計(jì)劃在7月份開始試運(yùn)行三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹2、混合動(dòng)力城市公交客車以福田奧鈴I3800mm底盤為基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)，電池組采用380V200Ah磷酸鐵鋰電池，電機(jī)為55kW永磁同步電機(jī)。永磁電機(jī)+機(jī)械自動(dòng)變速器的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

3、福田純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車2009年下半年將有30輛基于該電動(dòng)通用化底盤平臺(tái)的純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車在北京城區(qū)示范運(yùn)行。性能指標(biāo)最高車速≥80km/h0-50km/h加速時(shí)間≤25s最大爬坡度≥20％純電動(dòng)續(xù)駛里程≥150km三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹2008年5月，完成了第一臺(tái)功能樣車的試制，實(shí)現(xiàn)了零部件的物理搭載，基本驗(yàn)證了動(dòng)力系統(tǒng)及各電動(dòng)化附件功能；2008年7月，完成了首輛性能樣車的試制，并開展了大量電池電機(jī)應(yīng)用方面的試驗(yàn)；2009年3月，在性能樣車整車試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的匹配，優(yōu)化零部件布置；2009年5月中旬完成改制和調(diào)試工作，此后進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。4、迷迪純電動(dòng)汽車預(yù)研項(xiàng)目

性能指標(biāo)最高車速≥100km/h0~100km/h加速時(shí)間≤9s最大爬坡度≥20％純電動(dòng)續(xù)駛里程≥150km三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹十一五國家“863”項(xiàng)目——DCM機(jī)電耦合動(dòng)力傳動(dòng)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(yàn)驗(yàn)證技術(shù)。性能指標(biāo)最高車速≥134km/h0~100km/h加速時(shí)間≤30s最大爬坡度≥30％5、蒙派克ISG混合動(dòng)力商務(wù)車三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹混合動(dòng)力：最高車速≥150km/h，0~100km/h加速時(shí)間≤19s，最大爬坡度≥30％純電動(dòng)：最高車速≥80km/h，0~50km/h加速時(shí)間≤10s，最大爬坡度≥20％純電動(dòng)續(xù)駛里程≥60km6、Midi可外接充電式混合動(dòng)力汽車十一五國家“863”項(xiàng)目——可充電式混合動(dòng)力“Midi迷迪”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Plug-in動(dòng)力系統(tǒng)標(biāo)定平臺(tái)，研制Plug-in混合動(dòng)力整車，負(fù)責(zé)整車匹配標(biāo)定和試驗(yàn)技術(shù)。性能指標(biāo)三、福田汽車新能源主要項(xiàng)目情況介紹國內(nèi)多數(shù)電池廠家對(duì)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(shí)車成組應(yīng)用的條件。單體電池性能已可以滿足電動(dòng)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(shí)際車輛工況將會(huì)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(dòng)力電池和電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要問題。電池模塊化+BMS日本及歐美之所以能成功推出商業(yè)化電動(dòng)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(duì)動(dòng)力電池的約束通過電池成組技術(shù)使電池組壽命及性能達(dá)到單體電池的80%以上。具體各性能指標(biāo)如下表：名稱純電動(dòng)指標(biāo)參數(shù)性能（1）能夠適應(yīng)60℃高溫和-20℃低溫工作環(huán)境，容量損失不超過20%（2）比能量達(dá)到90-130Wh/kg（3）比功率達(dá)到600-800W/kg（4）自放電28天小于3%（5）可以1-2C充電、3-5C放電；安全性要符合國家強(qiáng)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（1）80%DOD放電容量下降到80%SOC時(shí)，循環(huán)次數(shù)1200次（單體1500次）（2）80%DOD放電容量下降到70%SOC時(shí)，循環(huán)次數(shù)1600次（單體2000次）（3）衰減周期：壽命全周期（總時(shí)間、擱置壽命）12年，容量下降到40%SOC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1.5%，后期小于3%模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束名稱混合動(dòng)力指標(biāo)參數(shù)性能（1）能夠適應(yīng)60℃高溫和-20℃低溫工作環(huán)境，容量損失不超過20%（2）比能量達(dá)到70Wh/kg以上（3）比功率達(dá)到1500W/kg（4）自放電28天小于3%（5）可以5～10C充電、20C放電；安全性要符合國家強(qiáng)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（1）30％SOC到70％SOC之間3C循環(huán)時(shí)容量低于70％時(shí)循環(huán)次數(shù)10萬次（單體15萬次）（2）衰減周期：壽命全周期（總時(shí)間、擱置壽命）12年，容量下降到40%SOC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1.5%，后期小于3%模塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束2)應(yīng)具備動(dòng)力電池成組模塊化能力，并以此為基礎(chǔ)作為不同車型動(dòng)力電池配組的平臺(tái)，形成規(guī)?；芰?。商用車乘用車電池模塊化+BMS四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束3)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(dòng)力電池組控制器電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束1、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，典型峰值放電一般不超過3C；如果電動(dòng)汽車上安裝了回饋制動(dòng)，電池組必須能夠接受高達(dá)5C的脈沖電流充電；2、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(shí)能實(shí)現(xiàn)滿負(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(shí)現(xiàn)溫度控制；4、由于動(dòng)力電池組體積大，質(zhì)量重，電池箱的設(shè)計(jì)、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(huì)影響汽車的操縱性能。純電動(dòng)汽車電池的基本工作要求四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束1、電池要有較高的峰值功率：能短時(shí)大功率充放電；2、循環(huán)壽命要長(zhǎng)：要達(dá)到1500次以上的深度放電循環(huán)和400,000～1,000,000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)。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車電池的基本工作要求四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束動(dòng)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(gè)關(guān)鍵突破口，對(duì)未來新能源電動(dòng)汽車能否真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、降低成本起著舉足輕重的重要作用。四、新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的約束期望在動(dòng)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)者為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號(hào)召，踐行北京市委、市政府提出的“人文北京、科技北京、綠色北京”的理念，北汽福田公司從2003年即開始設(shè)計(jì)制造各類新能源汽車，累計(jì)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(diǎn)試驗(yàn)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)——清潔能源、替代能源和新能源技術(shù)，擁有混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池、替代燃料和高效節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)五大核心設(shè)計(jì)制造工程中心。

五、新能源技術(shù)中心簡(jiǎn)介新能源技術(shù)中心負(fù)責(zé)公司新能源電動(dòng)汽車的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)工作，在公司業(yè)務(wù)規(guī)劃和現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行混合動(dòng)力和純電