글로벌 자동차 산업이 금융위기와 에너지 및 환경 문제로 큰 도전에 직면한 현 상황에서, 전기차 개발, 자동차 에너지 및 전력 시스템의 전동화 실현, 자동차 산업의 전략적 변혁을 추진하고 있다. 전통적인 자동차 산업은 국제적으로 중요해졌으며 광범위한 지식이 형성되었습니다. 현재 우리나라는 전기차 산업의 급속한 발전을 지원하고 지도하기 위해 많은 정책을 도입해 왔으며, 정부는 국내 전기차 산업의 경쟁력 향상을 가속화하고 성숙기를 단축하며 '코너 추월'을 달성하고자 한다. 외국 자동차 산업의. 전기 자동차의 개발은 기회와 도전이 공존하는 중요한 시기에 접어들었습니다.
1. 전기자동차의 정의와 특징
신에너지 자동차에는 하이브리드 자동차, 순수 전기자동차(BEV, 태양광 자동차 포함), 연료전지 자동차, 수소엔진 자동차, 기타 자동차 등이 포함됩니다. 신에너지(예: 고효율 에너지 저장, 디메틸 에테르) 자동차 및 기타 제품. 전기 자동차는 온보드 전원으로 구동되며 모터를 사용하여 바퀴를 구동합니다. 따라서 하이브리드자동차, 순수전기자동차, 연료전지자동차는 모두 전기자동차로 분류됩니다.
전기자동차가 금세기 기술발전의 화두가 된 이유는 우선 전기자동차가 모터로 직접 구동되며, 동력이 부족하더라도 대기를 오염시키는 유해가스를 배출하지 않기 때문이다. 소비는 발전소의 배출로 전환되며, 유황 및 미립자 외에도 기타 오염 물질도 크게 감소합니다. 대부분의 발전소는 인구가 밀집된 도시에서 멀리 떨어져 건설되므로 인체에 대한 피해가 적습니다. 또한 발전소는 고정된 위치에 있으므로 유해한 배출물을 집중시키고 제거하기가 더 쉽습니다. 석탄, 원자력, 수력, 풍력, 빛, 열 등 다양한 1차 에너지원에서 전기를 얻을 수 있어 석유자원 고갈에 대한 국민의 걱정을 효과적으로 해소할 수 있습니다. 둘째, 전기 자동차는 전력 소비가 적은 야간 충전에 잉여 전력을 최대한 활용할 수 있어 발전 장비를 최대한 활용하고 경제적 이익을 크게 향상시킬 수 있습니다. 관련 연구에 따르면, 동일한 원유를 조정제하여 발전소로 보내 전기를 생산하고, 배터리에 충전하고, 배터리로 구동한 후의 에너지 이용 효율은 휘발유로 정제한 후 휘발유로 구동한 후보다 더 높은 것으로 나타났습니다. 따라서 자동차를 운전하는 엔진은 에너지 절약과 이산화탄소 배출 감소에 도움이 됩니다.
2. 전기 자동차의 주요 기술 1. 모터 및 제어 시스템 순수 전기 자동차는 연료 엔진 대신 전기 모터를 사용하고 자동 변속기가 필요없이 전기 모터로 구동됩니다. 자동 변속기에 비해 모터는 구조가 간단하고 기술이 성숙하며 작동이 안정적입니다.
기존 내연기관은 토크를 좁은 범위로 효율적으로 생성할 때 속도를 제한할 수 있습니다. 이것이 바로 기존 내연기관 차량에 크고 복잡한 변속기 메커니즘이 필요한 반면, 전기 모터는 상당히 넓은 범위에서 작동할 수 있는 이유입니다. 속도 범위 내에서 효율적으로 토크를 발생시키며, 순수 전기차 주행 시 기어 변속이 필요 없으며, 조작이 간편하고 소음이 적습니다.
하이브리드 자동차에 비해 순수 전기 자동차는 단일 전기 에너지원을 사용하므로 전자 제어 시스템으로 인해 차량 내부의 기계적 변속 시스템이 크게 줄어들어 구조가 단순해지고 마찰로 인한 에너지 손실과 소음이 줄어듭니다. 기계 부품을 사용하여 차량 내부 공간과 무게를 절약합니다.
모터 구동 제어 시스템은 주행 중 신에너지 자동차의 주요 실행 구조이다. 구동 모터와 그 제어 시스템은 신에너지 자동차의 핵심 부품(배터리, 모터, 전자 제어) 중 하나이다. 주행 특성 자동차 운전의 주요 성능 지표를 결정하며 전기 자동차의 중요한 구성 요소입니다. 전기 자동차의 세 가지 주요 범주인 연료 전지 자동차(FCV), 하이브리드 자동차(HEV) 및 순수 전기 자동차(EV)는 모두 전기 모터를 사용하여 바퀴를 구동합니다. 올바른 모터를 선택하는 것은 비용 성능을 향상시키는 데 중요한 요소입니다. 따라서 모든 유형의 전기 자동차에 대한 연구 개발 또는 성능 향상과 동시에 차량 주행 중 다양한 성능 요구 사항을 충족하고 내구성, 저비용 및 고효율이라는 특성을 갖는 것이 매우 중요합니다.
현재 전기 자동차의 구동 모터에는 브러시드 DC, 브러시리스, 영구 자석, 전자기 및 AC 스테퍼 모터가 포함되며, 이들의 선택은 차량의 구성, 목적 및 등급과도 관련이 있습니다. 또한, 구동모터의 속도제어도 스텝속도제어와 무단속도제어로 구분되는데, 전자속도제어 컨트롤러가 있고 속도제어 컨트롤러가 없습니다. 전기 모터에는 허브 모터, 내부 로터 모터, 단일 모터 드라이브, 다중 모터 드라이브 및 결합 모터 드라이브가 포함됩니다.
2. 순수 전기차용 파워 배터리
파워 배터리는 전기차의 주행거리와 가격을 좌우하는 핵심 기술이다.
1) 순수 전기 자동차에 필요한 전원 배터리
전기 자동차에 사용되는 전원 배터리의 기능 지표 및 경제성 지표는 다음과 같습니다. (1) 특정 에너지; 3) 특정 전력, (4) 수명, (5) 사이클 가격, (6) 에너지 변환 효율. 이러한 요소는 전기 자동차의 유용성과 경제성을 직접적으로 결정합니다.
2) 슈퍼커패시터
슈퍼커패시터의 장점은 비전력 대비 질량이 크고 사이클 수명이 길다는 점이다. 단점은 비에너지 대비 질량이 낮고 구매 가격이 비싸다는 점이다. 50만~100만회 정도로 1사이클당 가격이 높지 않으며, 납축전지, 에너지형 리튬이온전지와 병렬 연결 시 우수한 성능의 전원 시스템을 구성할 수 있다.
3) 납산 배터리
납산 배터리 생산 기술은 성숙하고 안전하며 가격이 저렴하고 사용한 배터리는 재활용이 쉽습니다. 최근에는 신기술을 통해 낮은 비에너지, 짧은 사이클 수명, 충전 중 산성 미스트, 생산 중 발생할 수 있는 환경 납 오염 등의 단점을 지속적으로 극복하고 있으며, 이를 통해 더 나은 성능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 전기자전거, 전기오토바이의 동력원으로 사용되며, 전기자동차에서도 좋은 역할을 합니다.
4) 인산철리튬을 양극으로 사용하는 리튬 이온 배터리
탄소 음극과 인산철리튬 양극을 사용하는 리튬 배터리는 전반적인 성능이 우수합니다. 안전성이 높으며 필요가 없습니다. 고가의 원료에 유해성분이 포함되어 있지 않고, 최대 2,000회에 달하는 사이클 수명을 가지며, 낮은 전도율의 단점을 극복하였습니다. 에너지 배터리의 질량 비에너지는 120Wh/kg에 도달할 수 있으며, 슈퍼커패시터와 병렬로 사용하면 포괄적인 성능을 갖춘 전원을 형성할 수 있습니다. 전력형도 질량비에너지가 70~80Wh/kg으로 슈퍼커패시터를 병렬로 연결할 필요 없이 단독으로 사용할 수 있다.
5) 티탄산리튬을 음극으로 사용하는 리튬이온 배터리
티탄산리튬은 충방전 시 부피 변화가 최소화되어 모터 메커니즘의 안정성과 긴 수명을 보장합니다. 배터리; 티탄산리튬 전극은 배터리 충전 시 리튬 수지상 결정의 형성을 방지하여 배터리의 높은 안전성을 보장하는 더 높은 포인트(Li/Li 전극에 비해 1.5V)를 가지고 있습니다. 그러나 티탄산리튬 전극의 전위가 높기 때문에 전극 전위가 더 높은 망간산리튬 양극과 짝을 이루어도 전지의 전압은 약 2.2V에 불과하므로 전지의 비에너지는 약 50에 불과하다. 60Wh/kg까지. 그럼에도 불구하고 이러한 종류의 배터리의 뛰어난 장점은 다른 배터리와 비교할 수 없는 높은 안전성과 긴 수명입니다.
3. 국내외 전기차 개발 현황
현재 전기차 개발, 자동차 에너지 및 전력 시스템의 전동화, 전략 추진 전통적인 자동차 산업의 변화는 국제적인 추세를 형성했습니다. 주요 자동차 제조사들이 발표한 제품 출시 계획에 따르면, 2012년을 전후해 국제적인 전기자동차 산업화 발전이 정점에 이를 것으로 예상된다. 전기 자동차가 시장에서 획기적인 발전을 이루면 국제 자동차 산업 패턴에 거대하고 광범위한 영향을 미칠 것입니다. 따라서 국제 자동차 산업의 발전 추세에 따라 운송 에너지 및 전력 시스템 전환이라는 전략적 기회를 포착하고 자주 혁신을 주장하며 모든 힘을 동원하여 전기 자동차 산업의 발전을 가속화하는 것이 세계 자동차 산업의 발전을 가속화하는 것이 중요합니다. 미래 자동차산업의 경쟁을 선도하고, 우리나라 자동차산업을 대국에서 대국으로 변모시키는 것은 매우 중요하고 시급한 일입니다.
첫째, 각국 정부는 전기차 개발 전략과 국가 계획을 잇달아 발표하며, 나아가 산업 발전 방향을 제시하고 있다.
미국 오바마 정부는 그린 뉴딜을 추진하며 전기차를 국가 전략의 중요한 부분으로 삼고 2015년까지 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV)를 100만 대 보급할 계획이다. 일본은 전기차 개발을 '저탄소 혁명'의 핵심 콘텐츠로 간주하고, 2020년까지 전기차를 포함한 '차세대 자동차' 1350만대를 대중화할 계획이다. 이를 위해 일본은 최소 17개 순수차를 개발할 계획이다. 전기 자동차와 하이브리드 자동차 38대. 2008년 11월, 독일 정부는 향후 10년간 순수 전기차와 플러그인 하이브리드 차량 100만 대의 대중화를 제안하고, 이 계획의 시행으로 독일이 전기차 시대로 진입하게 될 것이라고 선언했습니다.
국가 전략의 발표와 실행은 산업 발전에서 매우 중요한 지도적 역할을 하며 국제 전기 자동차 산업의 발전을 더욱 가속화할 것입니다.
둘째, 파워 배터리가 큰 주목을 받고, R&D 투자가 급증하며, 전기차의 기술적 병목 현상을 돌파할 것이라는 기대감이 크게 높아졌다.
오바마 미국 대통령은 2009년 8월 PHEV의 R&D 및 산업화를 지원하기 위해 24억 달러를 할당할 것이며, 이 중 20억 달러는 첨단 전력 배터리의 R&D 및 산업화를 지원하는 데 사용될 것이라고 발표했습니다. 일본 정부는 '배터리를 지배하는 자가 전기차를 지배한다'고 제안하고, 2011년까지 첨단 파워 배터리 기술 연구에 400억 엔 이상을 투자하겠다는 국가 특별 계획을 수립, 시행했다. 새로운 리튬 배터리는 2011년쯤 출시될 예정이다. 2010. 차세대 전기자동차 규모. 독일은 올해부터 4억 2천만 유로 규모의 차량용 리튬 배터리 개발 계획을 시작했으며 거의 모든 독일 자동차 및 에너지 대기업이 이에 투자했습니다.
셋째, 각국 정부는 전기차 산업화 촉진을 위해 정책적 지원을 늘리고 모든 노력을 기울여 왔다.
일각에서는 정부가 소비자에 대한 정책적 인센티브를 높이고 전기차 시장 육성에 속도를 냈다. 미국은 PHEV에 대해 미화 2,500달러에서 미화 15,000달러에 이르는 세금 감면 혜택을 시행했습니다. 일본은 2009년 4월 1일부터 새로운 '녹색세 제도'를 시행해 순수 전기차, 하이브리드 자동차 등 저배출 저연비 자동차에 세제 혜택을 제공하고 있다. 연간 세금 감면 규모는 약 21000억엔이다. 이는 현행 우대조치에 따른 조세감면액의 10배에 해당한다. 영국은 2009년 4월 1일부터 신차소비세를 시행할 예정이며, 순수 전기차에는 소비세가 면제된다. 프랑스는 저배출(이산화탄소) 자동차를 구입하는 소비자에게 최대 5,000유로의 인센티브를 제공하고, 고배출 자동차에 대해 최대 2,600유로의 벌금을 부과합니다. 한편, 정부는 신용지원 확대 등을 통해 자동차업체들이 전기차 산업화를 가속화하도록 독려해 왔다. 미국 정부는 전기 자동차 생산 자금을 조달하기 위해 대출을 제공합니다. 2009년 6월 23일, Ford, Nissan North America 및 Tesla Motors는 주로 하이브리드 및 순수 전기 자동차 생산을 위해 80억 달러의 대출을 받았습니다. 유럽연합은 미국의 새로운 자동차 연비 규제와 미국의 신차 평균 이산화탄소 배출 규제에 더해 자동차 제조업체의 전기 자동차 개발을 지원하기 위해 2009년 상반기에 70억 유로의 대출을 발행했습니다. 유럽연합(EU)은 자동차에 대한 기술 요구 사항을 크게 높였습니다. 전기 자동차가 개발되지 않으면 자동차 기술은 자동차 제조업체가 새로운 규정의 요구 사항을 충족하기 어려울 것입니다.
넷째, 순수 전기차는 고성능 리튬이온 배터리의 개발과 적용으로 수혜를 입어 정부와 주요 자동차 기업으로부터 다시 주목을 받으며 산업화 속도가 계속 빨라지고 있다.
닛산자동차는 2010년 미국과 일본에서 순수 전기차를 판매하겠다고 밝혔고, 2012년부터 2013년까지 대규모 출시를 계획하고 있다. 공식적으로 출시되었습니다. 미쓰비시, 르노, 토요타, BMW 등 자동차 회사들도 소형 순수 전기차를 개발해 2012년쯤 일괄 출시할 계획이다. 미국, 일본, 프랑스, 독일, 이스라엘 등 각국 정부는 순수 전기차 홍보 계획을 수립하고 전기차 충전 시스템 구축 사업도 속속 착수하고 있다.
자동차로 인한 환경오염과 석유파동이 날로 심각해지면서 1990년대부터 전기차 연구가 주목받기 시작했다. 약 20년 간의 연구 끝에 전기 자동차의 핵심 기술, 시스템 통합 및 테스트 응용 분야에서 포괄적인 혁신이 이루어졌습니다. 현재 세계 주요 국가는 산업화 작업을 수행하기 위해 서두르고 있습니다.
해외 전기차 연구개발 실적
1993년 미국 정부는 기업과 과학연구기관을 조직해 '신세대 자동차 협력 프로그램(PNGV)'을 설립해 공동으로 추진했다. 전기 자동차 연구 프랑스, 독일, 일본 등 선진국에서는 전기 자동차의 개발 및 연구를 강화하기 위해 정부 지침, 기업 및 과학 연구 기관을 채택했습니다.
토요타 자동차는 1997년부터 2세대 '프리우스' 하이브리드 자동차를 출시해 2004년 말까지 총 25만 대의 하이브리드 자동차를 판매해 전체 판매량의 90%를 차지했다. 전 세계 하이브리드 자동차의 수.
혼다의 '인사이트' 하이브리드카는 2000년에 출시됐고, 시빅 하이브리드카는 2002년 미국 시장에 출시됐다.
혼다자동차는 1999년부터 연료전지 자동차 'FCX V1, V2, V3, V4'를 잇달아 출시해 신뢰성, 충돌 안전성, 도로 테스트 등의 인증 테스트를 진행해왔다.
제너럴모터스(GM)는 2001년부터 '오토노미(Autonomy)', '하이 와이어(Hy Wire)', '시퀄(Sequel)' 등 3종의 연료전지 세단을 출시했다. 와이어 제어 시스템, 휠 허브 모터, 전체 알루미늄 합금 차체 등 첨단 기술을 적용한 실용적인 연료전지 차량입니다.
국내 전기차 연구개발 결과
'10차 5개년 계획' 기간 동안 중국 과학기술부는 8억8천만 위안을 투자해 863대 주요 전기차를 본격 출시했다. 회사의 전반적인 R&D 레이아웃: 하이브리드 전기 자동차, 순수 전기 자동차, 연료 전지 자동차를 "3개 수직"으로 삼고 다중 에너지 파워트레인 제어, 구동 모터 및 배터리를 '3개 수평'으로 삼아 전기자동차 기술 플랫폼을 종합적으로 구축합니다.
수년간의 탐구와 노력 끝에 우리나라는 신에너지 자동차 배터리, 모터, 전자제어 등 3대 핵심기술에서 잇달아 획기적인 발전을 이루었고 산업화를 시작했다.
청화대학교와 천진청원전기자동차유한공사가 개발한 순수전기자동차와 순수전기버스가 국가품질검사센터 형식인증 시험을 통과했다.
Dongfeng Motor Co., Ltd.(600006, 주식 바)(600006)와 우한 공과대학교가 자금을 조달하여 Dongfeng Electric Vehicle Co., Ltd.를 설립하고 하이브리드 자동차 연구개발을 수행하고 있습니다. 자사가 개발한 EQ6100HEV 하이브리드 버스는 2003년 11월 출시됐다. 지난 8일 우한에서 실증운행을 시작해 총 14만km 이상을 주행하고 15만명의 승객을 태웠다.
2004년 FAW 그룹과 Toyota Motor Corporation은 "Prius" 하이브리드 자동차 기술을 도입하고 "친환경" 자동차 생산 기반을 구축하기로 합의했습니다.
전기차 연구개발을 위한 국가기술표준 플랫폼, 시험검사 플랫폼, 정책 및 규제 플랫폼, 실증 적용 플랫폼을 구축했다. 지금까지 전기자동차 제품에 대한 새로운 표준 13개가 작성되었고, 5개의 표준이 개정되었으며, 6개의 핵심 부품 제품 테스트 사양이 결정되었습니다. 전기 자동차 동력 배터리, 구동 모터, 연료 전지 엔진 및 기타 구성 요소를 테스트하기 위한 6개의 공공 테스트 센터와 테스트 플랫폼이 베이징, 텐진, 상하이, 다롄에 각각 설립되었습니다.
수년간의 기술 연구 개발, 기능 프로토타입 테스트, 시연 적용을 거쳐 우리나라의 전기 자동차는 이미 산업화를 위한 초기 조건을 충족했습니다.
IV. 향후 중국 전기자동차 발전 전망
중국은 '전기자동차 기술 발전을 위한 12차 5개년 계획(안)'을 집중적으로 논의하고 있다. 계획의 전반적인 목표는 전기 자동차의 핵심 기술을 종합적으로 파악하고 독립적인 연구 개발 능력을 배양하며 시장 및 자원 우위를 최대한 활용하고 경쟁력이 높은 전기 자동차 및 핵심 부품 산업 시스템을 형성하는 것입니다. 전기 자동차 산업 발전의 요구를 충족시키기 위해 전기 자동차 충전소, 수소화 스테이션 및 기타 인프라를 구축하고, 전기 자동차 표준 시스템을 개선하고, 전기 자동차 개발에 도움이 되는 환경을 구축하며, 중국의 전환을 실현할 계획입니다. 자동차의 힘'을 '자동차의 힘'으로 바꾸다.
향후 5년은 전기차가 연구개발 단계에서 산업화 단계로 전환하는 중요한 시기이자, 중국이 전기차 산업을 더 크고 발전시키는 중요한 5년이 될 것이다. 더 강해졌습니다. 전체 계획에 따르면 '12차 5개년 계획' 기간 동안 7가지 업무 측면에 중점을 둘 예정이다. 첫째, "3개 수직 및 3개 수평" R&D 레이아웃을 준수합니다(즉, 연료 전지 차량, 하이브리드 전기 자동차 및 순수 전기 자동차를 "3개 수직"으로 간주), 다중 에너지 파워트레인 제어 시스템, 구동 모터 및 해당 제어 시스템, 전원 배터리 및 관리 시스템의 세 가지 혁신 기술은 "3개 수평")과 "산업 R&D" 모델입니다. 둘째, 충전 인프라 과학기술 혁신을 강화하고 인프라 건설을 가속화한다. 셋째, 기술표준 연구를 가속화하고 표준체계 구축을 개선한다.
넷째, 시범홍보를 심화하고 사업추진 모델을 모색한다. 다섯째, 산업기술혁신연합체 결성을 지원하고 과학기술기획과제를 수행한다. 여섯째, 공공 플랫폼을 개선하고 인재 양성을 강화한다. 일곱째, 국제 기술 교류와 협력을 심화하고 전기자동차의 국제적 발전을 촉진한다.