电动汽车重大专项可行性研究报告.doc

目录一、概要5二、国内外研究开发现状与技术发展趋势，以及知识产权状况 7(一)国外发展现状 7（二）国内现有工作基础 11（三）国内外专利申请与授权情况 141、在中国申请的纯电动与混合动力电动汽车专利状况 142、在中国申请的燃料电池技术专利状况 163、在国际上申请的相关专利状况 204、小结 22三、国内经济和社会发展需求分析 24四、重大专项的总体目标、主要研究内容、关键技术 27()总体目标 27(二)主要研究内容与关键技术 271、燃料电池汽车技术的主要研究内容与关键技术 2811燃料电池汽车整车开发 2812燃料电池发动机 2913燃料电池汽车用DCDC变换器 312、混合动力电动汽车技术的主要研究内容和关键技术 3221混合动力电动汽车整车开发及其整车匹配标定技术 3222内燃机及其控制系统 333、纯电动汽车技术的主要研究内容和关键技术 3431纯电动汽车整车开发 3432建立电动汽车示范城市 344、电动汽车共性技术的主要研究内容及关键技术 3541车用高性能动力蓄电池、管理模块和评估体系 3542多能源动力总成控制系统 3643电机驱动系统3744其他通用零部件395、制定标准、法规、评价能力和政策的主要研究内容、技术路线 3951标准、法规制定及评价能力建设 3952运行机制、相关政策等软科学研究 40五、实施方案及其技术经济分析与比较 42(一)实施方案(技术路线和创新点) 421、燃料电池汽车技术的技术路线及主要创新点 4211燃料电池汽车整车开发 4312燃料电池发动机4313燃料电池汽车用DCDC变换器452、混合动力电动汽车的技术路线及主要创新点 4521混合动力电动汽车整车开发及其整车匹配标定技术 4522内燃机及其控制系统463、纯电动汽车的技术路线及主要创新点 4731纯电动汽车整车开发4732建立电动汽车示范城市 484、电动汽车共性技术的技术路线及主要创新点 4841车用高性能的动力蓄电池、管理模块和评估体系 4842多能源动力总成控制系统 4943电机驱动系统515、制定标准、法规、评价能力和政策的技术路线及主要创新点 5151标准、法规制定及评价能力建设 5252运行机制、相关政策等软科学研究 52(二)技术经济分析与比较 53六、进度安排与组织管理措施(包含目标分解、进度安排、阶段目标、验收目标等，以及应采取的组织管理方式与措施等) 56（一）目标分解与进度安排561、燃料电池汽车的目标分解与进度安排 562、混合动力电动汽车的目标分解与进度安排 573、纯电动汽车的目标分解与进度安排 59(二)验收目标601、燃料电池汽车整车602、混合动力电动汽车整车 613、纯电动汽车整车 614、各零部件的验收目标 625制定标准、法规、评价能力和政策 68(三)组织管理方式与措施 70七、为2008年北京绿色奥运提供洁净电动汽车 74(一)目标与定位74（二）主要研究内容和技术路线 74(三)时间进度规划75(四)技术指标和验收标准 76八、经费概算77九、专项目标实现后，对相关技术领域及其产业的影响和带动作用预测分析 79一、 概要随着我国国民经济持续高速发展，轿车将成为我国居民消费的主要商品之一。轿车进入家庭已经是不争的事实，由此，中国汽车工业将面临一个快速发展的机遇。然而汽车发展所带来的对石油资源需求的激增和对环保的负面影响也日益引起人们的注意。2000年我国进口石油7000万吨，预计2005年后将超过l亿吨，相当于科威特一年的总产量。目前世界上空气污染最严重的十个城市中有7个在中国。按照国家环保中心预测2010年汽车尾气排放量将占空气污染源的64。显然，进一步使用传统内燃机技术发展汽车工业将会给我国的能源安全和保护环境造成巨大的压力。面临如此严峻的形势我国必须认真思考汽车工业的未来发展。当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车、混合动力电动汽车，尤其是立足于氢能基础上的燃料电池汽车正在引发世界汽车工业的一场革命，展现了汽车工业的光明未来。近十年来美国、欧洲、日本等国政府和跨国公司已投入超过100亿美元的资金，并且以每年不少于10亿美元的力度继续开发。从美国政府对新一代汽车伙伴计划(PNGV)的建立和执行情况来看，新一代汽车已经成为跨国汽车公司和工业国家战略发展的重要内容。与传统内燃机汽车相比，电动汽车，特别是代表新一代汽车水平的燃料电池汽车，在国内外仍然处于产业化初期准备阶段，与之相关的高新技术与产品还依赖于配套供应商的支持，尚未形成新的工业体系。同时，在工业发达国家，传统汽车工业已形成的庞大生产规模和社会基础设施的投入，以及发展的强大惯性，在某种意义上构成了阻碍其发展新一代汽车的社会成本，使他们难以下决心实现根本性的战略转变，从而有可能为我们赢得宝贵的时间。在电动汽车这一新的领域我们与国外处于相近的起跑线，技术水平与产业化的差距相对较小。因此，只要我们抓住机遇，下大决心，对我国汽车工业的发展战略和总体技术路线，以及组织管理模式进行重大调整，把大力发展新一代汽车实现产业化作为促进我国汽车工业实现跨越式发展的战略性举措，就有可能在世界汽车工业新一轮竞争中占领制高点，取得有利地位，提高我国汽车工业的国际竞争力，实现我国汽车工业的振兴。为了实现这一目标，“十五”863计划特别设立电动汽车重大专项，组织企业、高等院校和科研机构，以官、产、学、研四位一体的方式，联合攻关，决心在“十五”期间，以燃料电池汽车、混合动力电动汽车和纯电动汽车的产业化技术为工作重点，在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得重大突破；建立燃料电池汽车产品技术平台；实现混合动力电动汽车的批量生产，开发的产品通过国家汽车产品型式认证；推动纯电动汽车在特定区域的商业化运作。在整车开发的同时，注重电动汽车共性技术等模块的开发，在专项实施过程中，建立我国电动汽车整车的网络、总成及通讯协议规程，开发电动汽车基本车辆控制器模块，发展带有电子管理系统的高性能动力蓄电池组和具有数字控制系统的电机驱动系统，形成我国电动汽车零部件工业基础。同时，完善国家电动汽车示范区和相关电动汽车检测基地的建设；研究、制定促进电动汽车产业化的政策、法规和相关标准，完善相关基础设施的建设。为我国在510年内实现电动汽车的产业化奠定技术基础。在项目组织管理上，明确项目总体组负责制和项目监理制。采用国际先进的复杂系统并行工程，严格按照汽车产品开发规律确定项目的阶段目标，对各阶段目标、实现日期和资金运用分段审查放行，滚动投资。经过一年的探索，比较三种车型，进一步集中力量，突出重点，以确保产业化目标的实现。为实现2008年北京“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的奥运宗旨，保证交通运输车辆的环保性能指标达到世界发达国家的先进水平，本重大专项特别考虑了对北京绿色车辆的支持。在各专题中对奥运车辆提出了具体技术要求和保障措施。本专项的实施将有益于探索适合我国能源结构多元化车用洁净燃料的转换，减轻我国对石油能源的依赖程度，维护我国能源安全国策；通过电动汽车商业化示范运作，为大中城市洁净交通开畅道路。改善大城市大气环境，造福于人民。本专项立意于跨越式发展，抢占新一代电动汽车制高点，提升我国汽车工业的国际竞争力；造就和培养一批电动汽车技术人才，建立一支具有自主开发汽车产品能力的队伍，为振兴中国汽车工业构筑人才高地。二、国内外研究开发现状与技术发展趋势，以及知识产权状况(一)国外发展现状电动汽车是至少以一种动力源为车载电源，全部或部分由电机驱动的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型。面临能源和环境的压力，国外著名汽车公司都十分重视研究开发电动汽车，世界发达国家不惜投入巨资进行研究开发，并制定了一些相关的政策、法规来推动电动汽车的发展。电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的，但是由于动力电池的性能和价格还没有取得重大突破，因此，纯电动汽车的发展没有达到预期的目的。混合动力电动汽车正是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新的车型。它将现有内燃机与一定容量的储能器件(主要是高性能电池或超级电容器)通过先进控制系统相组合，可以大幅度降低油耗，减少污染物排放。国外普遍认为它是投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁车型，从而引起各大汽车公司的关注。日本丰田公司开发的Prius和本田公司开发的Insight两种混合动力电动汽车已开始小批量投放市场。为适应美国市场的需求，丰田公司已推出第二代Prius，2000年11月底前已售出5万辆，动力更强劲。本田Insight在美国市场上去年也已售出3500辆，供不应求。日产公司也于去年推出Tino混合动力车，在日本国内市场上销售了100多辆。美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同，其中通用汽车公司投入148亿美元，福特投入138亿美元，克莱斯勒投入8480万美元，进行为期5年的研制开发工作，三大公司于1998年北美国际汽车展上分别展出了样车，美国报刊评论 “这次展出的混合动力电动汽车就像一轮红日，光芒四射的出现在人们面前，它预示了未来汽车的发展方向。”在此基础上，现已按期推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimlerchrysler Dodge ESX3，三款车均接近或实现了3升百公里目标。欧洲各大汽车厂商争先恐后地推出了本公司研制的混合动力电动汽车，就连法国PSA集团也似乎忘记了它曾引以为自豪的1995年建成的世界上第一条电动汽车专用生产线，而先后推出了贝灵格型和XSARA型混合动力电动汽车。甚至德国的BOSCH等著名的零部件公司也积极与大汽车公司联手开发混合动力电动汽车技术。最近欧洲六大汽车公司联合就混合动力电动汽车技术进行了研讨和综合评述，认为其技术成果有望使混合动力电动汽车的成本接近于传统汽车，使用户买得起，生产厂商也有利可图。专家普遍评价：混合动力电动汽车是2l世纪初汽车产业界的一场革命，只有混合动力电动汽车才能满足新世纪之初对汽车的环保与节能要求。同时，在日本、美国和欧洲，也开展了混合动力电动公共汽车的研究。与混合动力电动轿车多采用并联和混联的结构型式不同，混合动力电动公共汽车的结构型式以串联为主。在燃料电池汽车方面，国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟，以期达到优势互补的目的，如日本丰田与美国通用公司，日本东芝公司与美国国际燃料电池公司，德国BMW公司与西门子公司，雷诺汽车公司与意大利De Nora公司分别组成联盟开发燃料电池汽车；本田也已投资数亿美元开发燃料电池汽车。其中，以加拿大的巴拉德一美国的福特一德国的戴姆勒-克莱斯勒联盟 (XCELLSIS)最具代表性，该联盟投资10亿加元开发生产电动汽车用燃料电池动力系统。在这一波燃料电池汽车的研发热潮中，几乎所有的国外大型企业集团全部介入，投入的总额将近100亿美元，并对这种革命性的清洁型汽车给予厚望。1999年4月世界主要汽车制造商(Daimlerchrysler、Ford、GM、Honda、Hyundai、Nissan、Toyota and Volkswagen)、能源供给商(BP、Shell、Texaco)、燃料电池公司(Ballard、International Fuel cells)和政府机构(CARB、California Energy Commission、South Coast AirQuality Management District、DOE、DOT)自发组成了美国加州燃料电池联盟，确定在2000-2003年通过燃料电池轿车和公共汽车的道路示范运行，达到燃料电池汽车进入市场的目标。当前车载质子交换膜燃料电池(PEMFC)电源系统的研究开发集中在关键技术、关键材料、关键部件和系统集成上。在材料与单电池技术方面，与燃料适应的车载PEMFC基础材料，特别是PEMFC抗CO催化剂和质子交换膜一直是相关基础研究的重点；价格低廉的车载PEMFC流场板，单体电池放大设计等技术也是研究热点。在电动汽车PEMFC电池组技术研发方面，加拿大Ballard公司独占鳌头，1993年推出世界上了第一台以120kWPEMFC电池堆为动力的公共汽车示范车，并先后与美国、德国和日本各大汽车公司合作开发燃料电池汽车，并专门成立了子公司Ballard Automotive进行车用PEMFC电池组的研究开发。目前已经研制出Mark900电池组，占领着世界电动车燃料电池发动机的市场。而Ballard战略联盟之一一戴姆勒-克莱斯勒控股的DBB则专攻燃料电池发动机系统(包括氢源、燃料电池及其辅助系统)集成，1996年完成的以H2为燃料的PEMFC汽车NECAR2，PEMFC系统(50kW)占用450升；而1997年完成的采用甲醇重整气为燃料的PEMFC汽车NECAR3中，PEMFC与重整系统(50kW)占960升；而大功率燃料电池发动机HY-205-4(205kW)系列包括PEMFC、两级空气压缩机和纯水冷却循环，按照典型的柴油机和天然气发动机标准模件设计进行集成，可方便地在柴油机或天然气发动机汽车上安装。在电驱动系统方面，值得一提的是Ballard战略联盟的另一成员一美国福特控股的子公司Ecostar专攻燃料电池电动汽车的电气驱动系统，采用了矢量控制的交流异步电机作为电动汽车驱动控制，控制器效率可达97，具有过流、短路和超速保护等功能，系统集成化程度较高。在氢源技术方面，正如1999年9月在伦敦召开的第六届世界燃料电池会议主席Gary Acres在会议结束总结性发言中所指出的， “当前燃料电池技术的研究开发重点在于氢源重整器和系统集成。”美国Epyx从美国能源部获得2000万美元的经费，它和氢燃烧器技术公司正开发50kW燃料处理器。 在亚洲，日本在甲醇重整、汽油重整反应上十分重视， 在重整催化剂、重整器及一氧化碳脱除等关键技术上申请了大量专利。在燃料电池汽车方面，世界各大汽车公司相继推出以甲醇或汽油为燃料的燃料电池汽车。但是目前，由于在车载重整制氢氢源方面还没有取得全面突破，尽管各大汽车公司以甲醇和汽油重整制氢为主流技术，但仍有相当部分示范车以高压氢瓶、液氢、储氢材料方式供氢。XCELLSIS公司于1999年开发出的采用气态储氢方式的Necar4燃料电池汽车被评为当年度世界杰出科技成果，该公司于2000年又推出Necar5燃料电池汽车，它采用Mark900燃料电池系统，车载甲醇重整制氢技术。国外也开展了燃料电池客车的研发。其中，Daimler Benz的NEBUS于1997年中期在公路上试验成功，该车以高压氢为燃料，燃料电池的输出功率为250千瓦，允许的最高时速为80kmh。欧洲的其它公司正在进行相类似的Neoplan， Scania与MAN燃料电池公共汽车研发，客车载客量约为70人，燃料电池输出功率为150 kW170 kW。燃料为液氢与高压氢(最高贮存压力为25MPa，贮罐采用无缝铝材外包复合碳纤维，耗氢量约为8kgh)。以Ballard为主要参与者的PHASE3计划始于1996年6月，为期4年，在美国的芝加哥、以及加拿大的温哥华这两个城市对以燃料电池为动力的客车进行运行试验。该计划主要有六家公司参与：THE CHICAGO TRANSIT AUTHORITY (CTA)，COAST MOUNTAIN BUS COMPANY(CMBC)，XCELLSIS，BALLARD POWER SYSTEMS， STUART ENERGY，AIR PRODUCTS AND CHEMICALS，INC该试验中的燃料电池分别以Stuart的电解氢以及Air Product的液体燃料制氢为燃料，贮罐压力为25Mpa，该计划总行驶距离为118，000公里。该计划的后续项目为Phase 4，将提高燃料电池输出功率以减少单池数目，减小发动机尺寸，降低车重，并将启动时间由45秒减少至3秒，以提高燃料电池客车在市场上的竞争能力。另据2001年7月最新报导，日本丰田公司（Toyota)与Hino合作开发了燃料电池混合动力汽车FCHV-BUSl，该车携带高压氢储罐，有63个座位，已通过了交通部的道路测试。总之，目前国际上燃料电池客车的载客量均为70人左右，要求燃料电池的输出功率在150180kW，多采用高压氢为燃料，时速在6080kmh，以Ballard的燃料电池为动力的客车最为先进，相应的应用实验也最为完备。(二)国内现有工作基础“九五”期间，围绕提高我国汽车工业技术水平和自主创新能力，增强国际竞争力的若干重要课题，如轿车车身设计、汽车电子(汽车制动防抱死(ABS)、机械式自动变速器、以及柴油机电控系统等)、材料、环保、制造，特别是新一代汽车技术等方面，在国家科技攻关、“八六三”等计划中共计安排近三亿元予以支持，会同各有关部门和地方政府，组织产学研联合攻关。目前，已取得一批重大成果并正在推动成果转化及产业化。1、我国纯电动汽车的开发取得了重要突破我国非常重视电动汽车的发展，“八五”期间，已经列入国家科技攻关计划，重点开展电动汽车关键技术的研究；“九五”期间，正式列入国家重大科技产业工程项目，主要开展电动概念车(含相关技术)研究、电动改装车开发、试验示范区建设、运行机制和政策法规及技术标准的研究。通过十年的研究攻关，在电动汽车技术方面取得了重要突破，并为“十五”以及今后电动汽车技术和产业的发展，奠定了良好的基础。(1) 概念车及其关键技术研究取得了重大的突破完成了电动轿车先导车研制和具有自主知识产权的全新电动轿车概念车的设计开发。经过初步测试，其主要指标已达到或超过设计指标。全车总重1575公斤，最高时速114公里，续驶里程不少于200公里，最大爬坡度不小于20，050公里/小时的加速时间小于10秒；电池：新型镍氢动力电池；电机类型：交流感应，整车匹配良好。同时，采用最新设计技术开发的该车身造型具有时代感和实用性，已获得业内外许多人士的赞赏。结合概念车的开发，在电动汽车总体设计、专用电机、控制系统、车辆管理和电池管理等多项关键技术上均有突破，取得了一批创新研究成果，如交流异步电机的全数字矢量控制驱动系统已达到当代国际先进的控制技术水平。在小型镍氢电池、锂离子电池开发及主要原材料国产化的基础上，突破了高性能镍氢动力电池与锂离子动力电池的关键技术，其性能指标己接近国际先进水平，目前已试装在我国开发的电动概念汽车上进行测试考核。(2)改装车开发具备了小批量生产的能力经过全国十多个单位的产学研联合攻关，开展了十多项单项技术的研究，并且通过反复试验和改进，EV6460N电动轻型客货车通过了试验示范区公交车营运的试验，可以满足城市中部分专业用车的需求，可以根据市场需求，提供小批量的产品。完成了电动轿车的改装工作，续驶里程大于200公里，造价只高于同级燃油汽车的15，使用成本低于燃油的50，技术与经济性能都取得较大的突破。开展了混合型电动汽车的研究开发，在串联式电动客车、轻型客车、红旗牌轿车和混联式电动轿车的研究等，都取得一定的进展。(3)建成了我国唯一的电动汽车试验示范区1998年4月，国家电动汽车试验示范区正式开通；已有20多辆纯电动汽车，开展了公务车、公交车和出租车营运试验，完成了60多万公里的运行任务：具有充电、维修、培训、车辆与电池测试，数据收集与储存等功能，培养了一支试验运行队伍：形成了一定的测试条件，为今后的发展创造了物质基础。(4)开展了电动汽车运行机制和政策法规与技术标准的研究完成了电动汽车产业发展运行机制研究、发展电动汽车相关扶持政策的研究、电动汽车的推广研究、电动汽车综合信息数据库等专题研究。成立了电动汽车标准化委员会，制定了电动汽车标准体系，开展了一系列的标准研究、制定和验证工作，目前已有14项正式批准为国家标准，2项为指导性技术文件，还有一些标准正在制定之中。这些标准的制定为我国电动汽车的研制开发和示范运营提供了必要的保障和支撑。(5)一些民营科技企业在动力电池、电机及其控制器等方面也取得了不俗的进展，安徽兆成研制的水平极板动力铅酸电池组和深圳雷天公司的锂离子电池在社会上引起了强烈的反响。2、燃料电池技术开发与燃料电池汽车的研制取得较大进展各国普遍认为，质子膜燃料电池是未来电动汽车的最佳动力源，以质子膜燃料电池为动力的电动汽车将是未来环保汽车的主要车型。“九五”期间，科技部将电动汽车用质子交换膜燃料电池列为国家科技攻关项目，在科技部和中科院的支持和组织下，中科院大连化物所、中科院电工所、中科院有机所、东风汽车集团、上海神力科技有限公司、清华大学等单位针对燃料电池技术、电动汽车关键技术方面进行了较深入的研究。在质子膜燃料电池技术、质子膜等原材料国产化、燃料电池系统技术、氢源系统、燃料电池电动汽车的驱动系统以及燃料电池汽车演示车等方面的研究开发取得进展。到现在为止，已组装完成了200W、1kW、5kW、30kW燃料电池组，已经申请发明专利20多项，形成了具有自主知识产权的PEMFC技术，完成了6*5kW燃料电池系统与电气动力系统的联合实验，装于东风汽车集团生产的中巴汽车上，于2001年1月中旬试车成功，整车性能匹配良好，实现了我国质子膜燃料电池汽车零的突破，为深入开展研发和产业化打下了重要基础。目前已完成了30kW甲醇制氢系统，在许多关键技术上取得了突破，具备了开发十千瓦、百千瓦级甲醇制氢系统能力。试制的非全氟膜性能已接近Nafion膜的性能，研制的碳布已有可能代替进口产品。与此同时，在北京、上海、重庆等地方政府大力支持下，一些民营科技企业，如北京的绿能、富原等公司，运用新的机制，也开展了燃料电池的开发，取得重要进展。综上所述，我国在汽车车身、汽车电子系统、材料、电动汽车的一些关键技术等方面已取得了很大的进展，这些为“十五”期间混合动力电动汽车和燃料电池汽车的开发创造了很好的条件。（三）国内外专利申请与授权情况根据在国家专利局对纯电动与混合动力电动汽车和燃料电池授权专利情况的检索，查得相关专利共计1287项(纯电动与混合动力电动汽车863项，燃料电池424项)，其中19722000年在国外申请的专利985项(纯电动与混合动力电动汽车725项，燃料电池260项)，19882000年在中国申请的专利302项(纯电动与混合动力电动汽车138项，燃料电池164项)，具体情况分析如下。1、在中国申请的纯电动与混合动力电动汽车专利状况在国家专利局，对1988年12月至2000年12月期间授权的国内专利进行检索，查得纯电动及混合动力电动汽车相关专利共计138项，情况分析如下：11总体情况国内申请人申请96项，79项是个人申请，国外申请人在中国申请42项。本田技研工业株式会社申请8项、瑞士SMH管理服务有限公司申请6项、日本的丰田自动车株式会社、日野自动车工业株式会社、株式会社日立制作所、日产柴油机车工业株式会社也都在中国申请了专利。国内北京市西城区新开通用试验厂申请4项，北京二汽绿色电动汽车研究所、北京理工大学、清华大学均申请1项，国内个人申请居多。国内申请人申请的专利技术水平普遍比较低，且与纯电动汽车相关的内容居多。除日本的上述几家公司在中国申请了一些专利外，国外大部分知名的电动汽车和混合动力电动汽车方面的公司基本上还未在中国申请专利。12申请内容分析申请内容主要包括整车、电机及其驱动控制系统、电池及其能量管理系统、动力系统与控制、混合机构与装置、制动能量回馈等几个方面。分布如下图所示。整车32%电机及其驱动控制系统14%电池及其能量管理系统10%动力系统与控制18%混合机构与装置4%制动能量回馈5%国内申请专利申请内容分布图整车，共计44项国外公司申请13项，国内个人居多，单位申请只有1项。在整车中，以纯电动汽车为主，HEV以串联式为主。电机及其控制系统，共计19项国外公司申请4项，国内单位申请3项。以直流电机为主，稀土电机也占一定比例。电动轮的专利所占比例也比较大。代表性的技术有把直流电转换成交流电以便控制电机的驱动电路；保证逆变器输出频率不随感应电动机的转子频率而变化的电动车轮控制装置；具有自动弱磁调速功能的电动汽车牵引直流电机控制器等。电池及其能量管理系统，共计14项国外公司申请6项，国内单位申请只有2项。蓄电池本身的专利只有国外申请的1项，国内两家单位的专利重点在电量的精确估计和电池的监测。国外的其它专利重点在电池的能量管理技术。代表性的技术有通过调节冷却或加热介质的流动或调整流路横截面积，有效地冷却或加热电池；依据车速和内燃机转速，对DCAC逆变器进行控制；通过测定的电压值及电流值与存储在存储器中的充放电特性进行比较，进行蓄电池充电电流及放电电流的控制。混合机构与装置，共计5项 国外公司申请4项，国内单位申请1项。代表性的技术有丰田的基于行星齿轮系统的混联式动力分配器；通过离心离合器、变速器、单向离合器实现电机和发动机动力的并联式耦合机构。动力系统与控制，共计25项国外公司申请10项，国内个人居多，单位申请只有1项。多数与控制方法与技术相关，有并联式HEV的动力系统，HEV动力系统的控制方法。还有电控气动式和电动式机械式自动变速器及自动离合器方面的专利技术。典型技术有串联HEV中通过电池的能量管理，使发动机工作在理想工况点的控制技术；从负载传动状态切换到空载传动状态的过渡周期内防止电动机输出扭矩突变的控制技术；惯性飞轮储能技术。制动能量回馈，共计7项国外公司申请5项。典型技术有制动时通过控制传动装置的速比，使电机的转速等于最佳转速；制动时电机与原制动系统的协调控制。2、在中国申请的燃料电池技术专利状况在国家专利局，对1986年5月至2001年3月期间授权的国内专利进行检索，共查得燃料电池技术相关专利共计164项，情况分析如下：21总体情况国内申请者申请了41项，主要为职务发明，由单位申请。名列前三名的单位为中科院(以大连化学物理研究所为主)13项，北京世纪富源燃料电池公司7项，清华大学和吉林大学各两项。其中，申报与车用质子交换膜燃料电池有关的燃料电池专利的主要单位为大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、清华大学。国外申请者共申请123项。其中与车用燃料电池技术相关的专利主要有34项。值得注意的是，在国际车用燃料电池领域比较著名的公司基本没有在中国申请相关专利。22申请内容分析重点对外国公司在中国获得的与车用相关的34项专利按申请内容进行分类介绍。申请内容分布如下所示。燃料电池关键材料与部件43%燃料电池组18%制氢、贮氢21%燃料电池辅助系统9%燃料电池动力系统与控制9%燃料电池关键材料与部件，共计15项这些专利涉及燃料电池电极、电解质隔膜、双极板等方面，包括设计、制作与材料制备方法，其中有七项专利涉及双极板结构、材料及其制作方法。尤其是使用新型复合材料作为双极板材料的专利值得重视。分别是：1）H动力公司：使用集成流体控制薄层技术的燃料电池2)wL戈尔及同仁股份有限公司：管状聚合物电解质燃料电池组件及其制造方法3)磁电机技术有限公司：高分子电解质一燃料电池膜片湿度的调节方法与高分子电解质4)德诺拉有限公司：聚合物膜燃料电池用气体扩散电极5)美国3M公司：用于膜电极组合件的催化剂及其制备方法6)能量研究公司：改进的双极板隔离器7)日本电池株式会社：高分子电解质膜、电化学装置和高分子电解质膜的制造方法8)日立化成工业株式会社：燃料电池的带沟隔板的制造方法9)赛特技术有限公司：传导性的热固性模塑组合物及其制造方法10)松下电器产业株式会社：燃料电池用电极及其制造方法11)陶氏化学公司：燃料电池的薄膜电极组件用的流场结构12)瓦斯技术协会：质子交换膜燃料电池双极性隔板13)西南研究会 G迪恩利JH阿尔普斯：电极电催化剂的方法和用该方法形成的电极14)衣阿华大学研究基金会：梯度界面复合材料及其方法15)尤卡碳科技公司：挠性的石墨复合材料燃料电池组，共计6项该类专利申请单位包括意大利德诺拉公司、美国氢动力公司、德国西门子公司等知名公司。申请内容各具特色。此外有关燃料电池组中损坏电池的处理方法的专利很值得参考。分别是：1)H动力公司：采用集流控制方式的塑料小板燃料电池2)德诺拉有限公司：具有外围冷却系统的离子交换膜燃料电池3)东芝株式会社：设有气体集流腔的燃料电池4)三洋电机株式会社：燃料电池叠层中损坏电池的处理方法5)松下电器产业株式会社：高分子电解质型燃料电池及其制造方法6)西门子公司：带有固态聚合电解质的燃料电池制氢、贮氢方法，共计7项此类专利涉及面较窄，方法较少，反映出该领域的难度和不成熟。其中，应当引起重视的是丰田公司申请的车载制氢中的难点问题CO降低方法的专利。分别是：1)H 2一技术有限公司：用等离子体转化炉生产氢气的方法和装置2)巴布考克及威尔考克斯公司：储存和分配氢氧燃气到燃料电池的燃料油箱3)丰田自动车株式会社：一氧化碳浓度降低设备、降低一氧化碳浓度的方法4)尼亚加拉莫霍克能量公司：具有电化学自动热重整器的电化学氢压缩器5)日本钢管株式会社：制造氢或合成气体用的催化剂及制造氢或合成气体的方法6)松下电器产业株式会社：氢精制装置燃料电池辅助系统，共计3项此类专利的申请单位较少，专利数量少，创新性不显著，技术水平不高。1)三洋电机株式会社：燃料电池发电装置冷却系统2)三洋电机株式会社：燃料电池集电设备3)三洋电机株式会社：燃料电池系统的歧管装置燃料电池动力系统与控制，共计3项此部分申请量也很少，基本没有实质性内容，且尚未形成燃料电池发动机的概念，反映出燃料电池系统集成技术水平十分滞后的现状。分别是：1)尼亚加拉莫霍克能量公司：具有电化学自动热重整器的燃料电池供电设备2)三洋电机株式会社：燃料电池电源系统的控制器3）三洋电机株式会社：启动燃料电池动力系统的方法3、在国际上申请的相关专利状况31纯电动与混合动力电动汽车方面1972年3月2000年9月(以公告日为准)在国外申请的有关纯电动及混合动力电动汽车方面的专利共有725项。以日本居多，其次是美国和欧洲，许多知名的公司均申请了大量的专利。申请数量前十名的公司为TOYOTA MOTOR C0LTD，93项：AQUEOUS RES，48项；NISSAN MOTOR CO LTD，47项；MITSUBISHIMOTORS CORP，34项；HONDA MOTOR CO LTD，33项；DENSO CORP，28项；HONDA GIKEN KOGY0 KABISUIKI KAISHA，22项：TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA，19项：NISSAN DIESEL MOTOR C0 LTD，19项；DaimlerChysler CorporatiOn，17项。所有的专利基本上以混合动力电动汽车相关技术为主，以整车的型式申请的专利占相当的比例，专利几乎覆盖混合动力电动汽车相关技术的所有方面。代表性的申请人及其专利主要内容如下表。 申请人 数量 专利主要内容 AQUEOUSRES 48 HEV整车，动力分配技术。AUDINSUAUTOUNIONAG 3 HEV整车，ttEV用变速器。AVL VERBRENNUNGSKRAFT 2 HEV中发电机的控制。MESSTECHBOSCHGMBHROBERT 7 动力系统及辅助装置的控制。DaimlerChysleCorporation 17 涉及HEV整车、HEV动力系统及控制技术、HEV中发动机的控制、机械式自动变速器、电机的控制方法、纯电动和内燃机驱动的切换装置DENSOCORP 28 涉及HEV整车控制器、HEV整车、HEV内燃机控制、动力分配器、蓄电池冷却、蓄电池充电装置、空调和加热装置、空压机FICHTEL&；SACHSAG 15 均为HEV的驱动控制技术FORD 14 涉及制动能量回馈系统和ABS的协调控制与牵引力控制、与ISA结合的发动机曲轴位置的确定技术、基于涡轮发动机的HEV电驱动技术、HEV的能量管理、并联HEV驱动系统FUJI ELECTRICCO LTD NISSAN 4 HEV的驱动系统、EV整车、电源DIESELMOTOR CO LTDFUJI HEAVY IND LTD 3 HEV的驱动、HEV整车、低压电源GEN MOTORS CORP 3 HEV传动机构、制动回馈技术GeneralMotorsCorporation 3 双电机复合传动机构HINO MOTORS LTD 4 HEV整车、HEV控制技术、绝缘箱 HITACHI LTD 12 HEV整车及其驱动控制、混合电池的EV驱动 技术、HEV用发动机废气再循环技术、同步 发电机、电源 HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKIKAISHA 22 涉及HEV控制系统、HEV整车、扭矩冲击减弱装置、动力分配器、车速控制技术HONDA MOTOR CO LTD 33 涉及HEV整车、HEV的控制系统、发电机控制系统、发电机、EV电池、内燃机发电机组冲击控制器、HEV扭矩冲击减弱技术、四轮驱动HEVISUZU 15 HEV整车、HEV发电机控制、HEV控制KABUSHIKIKAISHA EQUOS RESEARCH 13 HEV整车及控制、动力系统、动力分配器LOCKHEEDMARTINCORP 15 HEV整车、制动回馈MATSUSHITAELECTRICINDCO LTD 8 HEV电力电子MAZDAMOTORCORP 10 HEV控制装置、仪表盘、电池MITSUBISHIELECTRICCORP 8 发电机控制、HEV整车 MITSUBISHIMOTORSCORP 34 HEV整车、发动机起动控制、蓄电池冷却技术及充放电控制器NEWYORKINSTTECHN 4 HEV驱动系统、能量分配方法NIPPON 12 HEV驱动系统、HEV整车、发电机控制、蓄电池充电控制NISSANDIESELMOTORCOLTD 19 HEV驱动系统、蓄电池、冷却系统、发电机起动控制、动力分配器NISSANMOTORCOLTD 47 HEV整车及控制、发动机驱动控制、ISA、发电机控制、制动回馈、蓄电池充电控制RENAULT 16 HEV整车及控制、发动机控制、动力分配装置SMHManagemeritSeFVicesAG 8 串联式HEV、HEV驱动控制、发动机控制TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA 19 HEV整车及相关的控制技术、内燃机控制技术、电机控制技术、动力系统的综合控制、蓄电池能量管理TOYOTA MOTOR CO LTD 93 HEV整车、HEV动力系统的控制、发动机控制、发电机控制VOlKSWAGENWERKAG 7 HEV驱动系统、电机制动回馈32车用燃料电池技术方面321申请单位情况共计专利260项。申请数量名列前三名的申请单位为Benz公司(25项)、丰田公司(17项)和Dbb公司(15项)。国际上从事车用燃料电池系统和燃料电池汽车研究开发的主要单位均有多项授权专利。322申请内容情况申请内容涉及燃料电池技术的方方面面，尤其是关于燃料电池动力控制系统的专利很多，说明国际上燃料电池汽车研究重点已经转向系统问题。车用燃料电池部件，共计17项涉及内容包括三合一组件及其制造方法，针对各种燃料电池部件材料与制备的专利不多。车载制氢与贮氢装置，共计23项涉及内容包括各种车载重整器，贮氢装置专利相对较少。燃料电池辅助装置，共计25项涉及内容包括各种阀门、接头、压缩机以及冷却装置等。车用燃料电池系统及车用燃料电池混合动力系统，共计48项车用燃料电池系统(或燃料电池发动机)，共计42项 车用燃料电池混合动力系统，共计6项燃料电池动力控制系统，共计38项温度控制，共计4项压气机控制，共计3项启动控制，共计7项混合动力系统控制，共计5项综合控制，共计19项燃料电池汽车整车技术，共计