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摸索中前行的國內新能源汽車

不耐黑

2018年12月15日,《人民日報》發(fā)表了一篇名為《促進新能源汽車產業(yè)健康發(fā)展》的文章,作者為全國政協(xié)副主席、中國科學技術協(xié)會主席萬鋼

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其中,萬鋼表示“應及時推動插電式混合動力增程式混合動力發(fā)展”

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為滿足長距離行駛需求應把產業(yè)化重點向燃料電池汽車拓展。

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萬鋼建議相關部門抓緊研究借鑒,制定科學安全的氫能、加氫站和儲氫罐技術標準,提升檢測能力,盡快破除制約氫能和燃料電池汽車發(fā)展的標準檢測障礙和市場準入壁壘,加強和完善氫能生產、儲運和供銷體系建設。

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1. 導向期向成長期過渡

2019 年 1 月 11 日至 13 日,中國電動汽車百人會論壇(2019)在北京釣魚臺國賓館召開。

2019年1月12日,萬鋼發(fā)表講話并帶來兩個好消息:2018年,中國新能源汽車銷量達到125萬輛,占中國新車銷售比例的4.4%以上;截至2018年底,全球新能源汽車累計銷售突破550萬輛,中國占比超過了53%。

最后在技術路線上,萬鋼仍然主張,推動插電式混合動力向增程式混合動力發(fā)展方向轉變;同時,應該及時推動燃料電池產業(yè)的產業(yè)化。將其前一段時間在人民日報發(fā)表的《促進新能源汽車產業(yè)健康發(fā)展》的主旨,完整闡釋了一遍。

在新能源汽車導向期進行了很長一段時間后,新能源汽車發(fā)展的風向標再一次發(fā)生戰(zhàn)略調整。

萬鋼回憶稱,中國新能源汽車從1999年起是研發(fā)的十年;2009年到現在,則是產業(yè)化的十年。在產業(yè)化階段,“這條路并不平坦,尤其是產業(yè)化開始的前五年?!?/p>

萬鋼認為,在政府的積極作為、科技的支撐引領、巨大的市場規(guī)模、創(chuàng)新的商業(yè)模式下,中國新能源汽車正在處于一個市場導入期到產業(yè)成長期過渡的關鍵階段,在全球的產業(yè)體系當中占了舉足輕重的地位,引領和加速了汽車電動化的進程。

2. 路線之爭

而新能源汽車發(fā)展的路線之爭,從產業(yè)伊始就從未停歇。

汽車動力電氣化幾起幾落、多元探索,從行業(yè)的視角看各有不同。歐陽明高院士對此分析的非常透徹。

汽車行業(yè)一般認為是混合動力、插電、燃料電池的發(fā)展路徑。

信息行業(yè)則認為是純電動、信息化、智能化、共享化。

能源行業(yè),尤其是電網,以前是純電動、換電池、電池租賃、智能電網。

三個行業(yè)三股力量逐漸的在競爭中融合。以前汽車行業(yè)里的戰(zhàn)略取向有兩種,一種是發(fā)動機優(yōu)先戰(zhàn)略,就是把技術門檻越做越高;另外一個戰(zhàn)略是純電動戰(zhàn)略,外行業(yè)進入汽車的時候基本上采用這個戰(zhàn)略,因為門檻相對比較低一點。

特斯拉是典型的純電動戰(zhàn)略,從豪華電動車到家用的電動車 Model 3。豐田是汽車行業(yè)典型的代表,采取的是發(fā)動機優(yōu)先戰(zhàn)略。從燃油車到混合動力,再到燃料電池。2012中國年確立了純電驅動的發(fā)展戰(zhàn)略。這個路徑跟豐田是剛好相反的。豐田的發(fā)動機戰(zhàn)略是先做一個混合動力的平臺,然后再基于這個平臺做各種車型。例如豐田的普銳斯,插電式就是在普銳斯基礎上增加電池,燃料電池也是在普銳斯基礎上把發(fā)動機換成燃料電池。中國模式基本上是先做純電動,做純電動的基礎上做插電式和深度混合的燃料電池,而后在比較多的電池插電式基礎上再減少電池,做一般的混合動力,在燃料電池深度混合的基礎上再減少電池,加大難度,做全功率燃料電池。

2012年3月《電動汽車科技發(fā)展規(guī)劃》,中首次書面提出“全面推動純電驅動技術轉型戰(zhàn)略”,《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)規(guī)劃》也再次強調了這一點。這是在“十五”“十一五”兩個五年全面探索之后, 在純電驅動和常規(guī)混合動力中選擇了以純電驅動發(fā)展作為新能源汽車率先推進的突破口。

國內先發(fā)展電池核心技術,并形成具有競爭力的市場規(guī)模最大的電池產業(yè)。以純電動力為突破口和基礎平臺,帶動混合動力汽車、燃料電池汽車全方位發(fā)展,形成新能源汽車總體競爭優(yōu)勢。成為中國新能源汽車發(fā)展主要戰(zhàn)略方針。

確立了這個戰(zhàn)略之后,中國新能源汽車進入了快速發(fā)展的軌道,國內新能源汽車在2011年到2016年的發(fā)展過程中從不足 5 千輛發(fā)展到 51 萬輛,保有量從1萬輛提升到 100 萬輛,達到了 100 倍的增長,并且這兩個都占全球的一半。2016 年是全球純電驅動技術轉型的標志年。電動汽車經過幾起幾落,多元探索, 經歷過鉛酸電池、鎳氫電池等,都不盡如人意。鋰離子電池最終后來居上。

2019年1月14日,中汽協(xié)發(fā)布2018年全年汽車產銷數據。如之前預測,2018年全年中國汽車市場產銷低于預期,全年汽車產銷分別完成2780.9萬輛和2808.1萬輛,雖連續(xù)十年繼續(xù)蟬聯(lián)全球冠軍,但自1990年的連續(xù)增長趨勢已經打破,同比出現下滑。

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反觀新能源汽車市場,則繼續(xù)保持高速增長,新能源汽車市場迎來巨大的機遇。

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2018年,新能源汽車產銷分別完成127萬輛和125.6萬輛,比上年同期分別增長59.9%和61.7%。

其中純電動汽車產銷分別完成98.6萬輛和98.4萬輛,比上年同期分別增長47.9%和50.8%;插電式混合動力汽車產銷分別完成28.3萬輛和27.1萬輛,比上年同期分別增長122%和118%;燃料電池汽車產銷均完成1527輛。

在純電動汽車和插電式混合動力汽車昂揚向上的大數據面前,燃料電池依然顯的有些小眾。

萬鋼在講話中表示,2018年,插電式混合動力車型占新能源汽車20%左右?!疤貏e是去年下半年以來,插電式混合動力發(fā)展相當快,所以我們也應該及時推動插電式混合動力向增程式混合動力發(fā)展方向轉變?!?/p>

“因為我們考慮,現在插電式混合動力基本上達到了綜合能耗在2L/100km以下。插電式向增程式方向發(fā)展,在帶動產能轉換的同時,使排放降到更低,有效的支持產業(yè)的轉型升級。”萬鋼說。

國內純電動汽車推廣的進程:第一階段,2010-2015 年,示范考核公共領域政府第一推動;第二階段,2014-2017 年,政府補貼+ 政府限購,老百姓被動“吃螃蟹”;第三階段,2017-2020 年, 充電設施后來居上破解“雞與蛋”的關系;第四階段,2019-2025 年,將實行雙積分政策,進入市場主導階段。形成市場和政策雙輪驅動,到2025 年左右純電動車將會出現性價比突破,實現大發(fā)展。

純電動汽車驅動依靠電池系統(tǒng)提供能量,前期新能源汽車政府補貼主要衡量指標就是電池系統(tǒng)能量密度和純電驅動巡航里程。通過能量密度高補貼推動新能源汽車關鍵零部件動力電池及其能量密度的提升,引導新能源汽車向高能量密度、高續(xù)航里程發(fā)展。

新能源產業(yè)發(fā)展之初,補貼政策有兩個至關重要的作用。(1) 對于國產電池的定向補助使得國產電池廠商能夠在外強環(huán)伺(三星,LG,松下)的情況下發(fā)展,并實現最終超越。(2) 對于新能源行業(yè)的補貼由原來的無限制補貼轉向更加細分化,實現了‘低退高補’的姿勢。

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2015年發(fā)布的文件顯示2017到2018年補助標準在2016年基礎上降低20%,2019到2020年補助標準在2016年基礎上下降40%。在補貼政策的保護下,國內廠商整車生產能力與電池研發(fā)水平高速成長,并且已經具備了大規(guī)模生產的能力。整車生產成本的見底與電池平價化讓國內新能源汽車擁有較強的市場競爭優(yōu)勢。因此,適時的補貼退坡將有利于企業(yè)未來的市場化與成長。

事實證明,補貼政策直接推動了國產電池企業(yè)的發(fā)展形成了寧德時代比亞迪、國軒高科等電池巨頭。推動了動力電池能量密度提升,工信部部長苗圩說“到 2018 年底,我國量產的動力電池單體能量密度達到了 265 Wh/kg,成本控制在 1 元/Wh以下,提前達到 2020 年的目標。

但是在在比能量、循環(huán)次數、使用壽命發(fā)展的同時,高比能量動力電池還面臨著安全性挑戰(zhàn),比能量越大,安全性越差,會出現熱失控。溫度上來將引起一系列連鎖反應,溫度到達 800-1000 度就可能燃燒爆炸。

在追求高比能量的過程中許多企業(yè)鋌而走險抱有僥幸心理,加上電動汽車尚在大規(guī)模應用推廣期,不管是用戶還是市場都是嶄新的,一旦出現自燃事故難免被放大,就連在新能源汽車浸淫十數年的特斯拉也燒了一把把的大火。純電動汽車先天的短板為了迎合市場和政策將能量密度放在首位,中國動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長王子冬在一次講話中說:“對于電動車多智能化,各項精度多高用戶不需要,用戶要的是能不能在它著火前提前十分鐘,哪怕三分鐘提醒能夠保命”。王子冬主任處理各種新能源汽車事故,接觸到市場最前端,說話不可謂不直接。

3. 純電先行,純電動核心指標回歸安全

2019年1月11日在北京釣魚臺國賓館召開的中國電動汽車百人會論壇,隨著高鎳電池的量產化,電池能量密度逐漸達到預期目標后,行業(yè)對電動車和電池的核心性能指標關注出現理性回歸。

從續(xù)航里程和能量密度的關注逐漸轉移到電池安全上。無論是主會場的萬鋼主席、歐陽明高院士,還是動力電池技術分會場的各位專家教授,討論的熱點都將“安全”兩個字列為首要。歐陽明高院士提出,高比能量鋰離子電池的發(fā)展瓶頸就是電池的安全性,完全杜絕單體電池熱失控不太現實,但是可以防止熱失控誘發(fā)和蔓延。

2018年1月10日,中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國電動汽車充電基礎設施促進聯(lián)盟聯(lián)合組織的電動汽車安全指南發(fā)布會在北京召開。

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工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司羅俊杰副司長表示近年來我國新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展,但隨著產業(yè)規(guī)模的迅速擴大,新能源汽車產品的安全風險也在逐漸凸顯,汽車產品的安全關乎人民群眾的生命財產安全,關乎社會和諧穩(wěn)定,尤其是新能源汽車正處于產業(yè)發(fā)展的關鍵階段,安全更是重中之重,沒有安全就沒有產業(yè)發(fā)展的未來。

中國汽車工業(yè)協(xié)會常務副會長 董揚表示,雖然以市場拉動技術的方式,讓我們電動汽車發(fā)展由跟跑變?yōu)轭I跑,這種形式下,安全成為當前緊迫的事情。

中國動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長 王子冬表示,2018年我國電動汽車產銷規(guī)模仍繼續(xù)保持了世界領先,超過了120萬輛。但我國電動汽車總體發(fā)展質量和水平還有待提高,特別是與電動汽車相關聯(lián)的產業(yè)鏈仍然存在一些安全隱患,全鏈條中安全交互的機制還沒有形成,導致2017-2018年期間電動汽車安全事故頻發(fā),事故車輛涉及眾多品牌,對產業(yè)發(fā)展造成負面影響。

2018年10月31日,國家市場監(jiān)督管理總局網站發(fā)布消息稱,截至當日,市場監(jiān)管總局已組織缺陷產品管理中心啟動新能源汽車缺陷調查10起,會同相關部門開展火災事故現場調查5次,督促相關生產企業(yè)實施召回5次。其中,召回涉及5個企業(yè)24個車型的3.56萬缺陷車輛,缺陷原因多為電控和機械故障。

市場監(jiān)管總局相關負責人稱,據掌握的輿情信息顯示,2018年已發(fā)生新能源汽車起火事件40余起。

歐陽明高分析指出,一些新能源車企電池產品測試驗證不足,由于補貼退坡的政策周期是一年一次,與產品的開發(fā)周期總體來看不是很匹配,比如,化學材料體系的改進一般要一年以上,但企業(yè)跟著補貼的指揮棒走,盲目追求高比能量,縮短了測試驗證的時間。為了縮短開發(fā)周期,有部分企業(yè)首選物理的改進方法,雖然這樣電池比能量會上升,但是安全性能卻下降了。

也有專家認為我國追求電池高比能量密度也是導致起火的主要原因之一。中國工程院院士楊裕生指出,電池高鎳化提高了比容量,也讓電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。三元鋰離子電池熱失控溫度不足200℃,尤其是三元材料在達到一定溫度時分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應的情況下,電池內部也已經完整地具備了燃燒要素,這也是三元鋰離子電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。此外,還有專家經過了多次研究后發(fā)現,一些電動汽車起火的原因不在電池而在電池包。

4. 純電動多帶電池增加續(xù)航行不通

純電動車的短板還是在續(xù)航,中國幅員遼闊。國內常用續(xù)航測試標準為歐標NEDC;此外還有美標EPA (美國環(huán)境保護署),美國工況的相關測試比較貼合實際,大概的流程是油電分開測;日本地區(qū)JC08 是 2007 年開始實施的新規(guī)定,其測試特點在于更接近實際用車情況,并且考慮到駕駛者頻繁深踩油門動作、等紅綠燈狀況、緊急制動和郊區(qū)碎石路段的使用工況。 

國內主機廠使用的NEDC標準適用于新能源車發(fā)展初期的國家;另一方面這套標準中插電式混合動力車型只需要增加純電續(xù)航能力,用純電跑完測試里程再用汽油跑幾公里完成最終測試,這樣就可以獲得 1.X 升的“工況油耗”,在紙面上的數據非常好看。

續(xù)航里程中,核心關注實際續(xù)航里程,而不是理論續(xù)航值。

歐陽明高院士提出,實際續(xù)航里程對氣溫和駕駛風格過于敏感,靠增加電池加大續(xù)航里程不是根本出路。因此,主流技術路線應當關注電動汽車的能效和充電便利性,在這點上也應當考慮政策的支持。

早在2018年1月20日,在電動汽車百人會上,萬鋼表示:“現在純電動汽車雖然發(fā)展快,但是功能性能上還是有短板,比如續(xù)駛里程。而且續(xù)駛里程不能簡單用增加電池的辦法解決,因為電池增加了,重量也增加了,單位耗能反而增加了。

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2018年4月27日王子冬主任在一次討論會中表示,根據實際數據分析當行駛里程增加到1000km之后,對應的電池電量在500kWH左右。再往后,增加電池電量對車輛續(xù)航的增加越來越微弱。當續(xù)航里程增加到1200km之后,與之對應的電池電量多達1500kWH。

根據目前達到的行駛里程,電動車中電池電量的24%被用來運輸電池組本身。實際上當前電動車都會把20%~30%的能量用于自身電池組的運輸。

5. 政策+市場雙輪驅動

保持政策的連續(xù)性,同時,著力政策、市場雙驅動。萬鋼主席表示,要以安全為導向,取消對續(xù)航里程、能量密度等細節(jié)要求,把技術決策權交給企業(yè)。

2018年12月18日,國家發(fā)展和改革委員會正式發(fā)布《汽車產業(yè)投資管理規(guī)定》。與此前公布的《汽車產業(yè)投資管理規(guī)定(征求意見稿)》相比,《規(guī)定》在動力電池投資方面取消了“能量型車用動力電池單體比能量應不低于300Wh/kg,系統(tǒng)比能量應不低于220Wh/kg”的要求;功率型車用動力電池單體快充倍率應不低于8C,循環(huán)2000次后剩余容量不低于初始容量的95%;功率型車用動力電池系統(tǒng)快充倍率應不低于5C,循環(huán)1500次后剩余容量不低于初始容量的95%;項目所在省份上兩個年度車用動力電池產能利用率均高于全國平均水平。

同時,在《意見稿》中“企業(yè)上兩個年度車用動力電池產能利用率均高于全行業(yè)平均水平且產品生產及應用未發(fā)生安全事故”的要求,在《規(guī)定》中被調整為“企業(yè)上兩個年度車用動力電池產能利用率均不低于80%?!?;在《意見稿》中“項目應配套建設車用動力電池回收體系”的要求,調整為“企業(yè)法人承擔車用動力電池回收利用生產者責任,項目配套建設車用動力電池回收利用管理體系。”

《規(guī)定》將于2019年1月10日起施行。

中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應用分會研究部主任周波表示,自2014年至今,在相關政策引導下,我國動力電池技術更新迭代周期被大幅縮短,動力電池能量密度幾乎半年一代,產品技術驗證周期被大幅縮短,一些問題也逐漸暴露出來。發(fā)改委根據現階段動力電池技術路線研發(fā)實際情況進行調整,將有利于產業(yè)的健康發(fā)展。

也有專家表示,在現有材料體系和技術水平下,動力電池能量密度做到300Wh/kg仍存在較多風險,電池企業(yè)在設計和生產中,不能只強調某種性能,而要綜合考慮,尤其是安全性能。如果僅從遏制低端產能角度考慮,在制定政策時過度拔高要求,可能不利于整個產業(yè)的健康發(fā)展。

國內新能源產業(yè)發(fā)展至今,政策引導起到了不可替代的作用。國家為此也花費了巨額補貼,2018年5月25日工信部公示《關于2017年及以前年度新能源汽車推廣應用補助資金初步審核情況的公示》,可以得到初步的一個數目。

截至2017年補貼結束,整個補貼資金也就達到了790億,地方補貼資金多按1:1發(fā)放,核算整體以0.7發(fā)放,整個地方補貼資金位499億,合計1290億。

補貼推動了產業(yè)的快速發(fā)展,同時巨額資金誘惑讓部分企業(yè)動起了歪心思。2016年9月8日國家財政部向外公布了《關于地方預決算公開和新能源汽車推廣應用補助資金專項檢查的通報》,對新能源汽車推廣應用補助資金的調查清查做了初步通報,并向外公布5家違反相關法律法規(guī)涉嫌騙取財政補貼的企業(yè)予以公開曝光。

同日,一則題為“國內新能源汽車制造企業(yè)騙補和違規(guī)謀補匯總表”的Excel文件在微信中被肆意轉載。經核查,這正是四部委在2015年新能源汽車補貼清算前,對國內企業(yè)“騙補”情況統(tǒng)計的結果文件。這則文件,從某整車央企的高管群開始外流,隨后一發(fā)不可收拾。

根據匯總表統(tǒng)計結果,接受審查的93家新能源企業(yè)中竟有72家存在騙補行為。涉及騙補的金額并非此前坊間傳聞的42億元,而是有多達90億元的補貼。其中上汽集團、北汽集團、一汽、東風、比亞迪、奇瑞吉利等國內主流車企幾乎全部涉及。涉案企業(yè)之多,涉案金額之大始料未及。

政策補貼的巨大誘惑,讓企業(yè)為牟利對策頻頻,為此政策也不斷細化。但在政策孕育下,國內新能源汽車產業(yè)不斷在摸索中前行,成為全球第一大新能源汽車市場。動力電池取得長足的進步,整車企業(yè)獲得了巨大的發(fā)展,傳統(tǒng)汽車謀求轉型,造車新勢力不斷加盟,整個產業(yè)鏈不斷完善、延伸。網聯(lián)化、智能化因為新能源汽車產業(yè)不斷創(chuàng)新,產業(yè)輻射多元化。

期初國內新能源汽車市場就像嚶嚶學步的嬰兒,嬌弱、懵懂,國家政策像是一雙大手呵護著嬰兒蹣跚學步,第一步該怎么邁,跌倒了該怎么起。新能源汽車產業(yè)在呵護和庇佑下,抵抗了外界的狂風暴雨逐漸成長起來。這雙大手的功能減弱,是時候逐漸放開,讓新能源汽車產業(yè)在市場風暴中接受磨礪,尋找方向。只有痛了才能接受教訓。

在政策不斷退坡,市場化作用不斷增強,新能源汽車發(fā)展更換雙引擎。在高額補貼時代,政策關照下的企業(yè)通過索取補貼低成本造車謀求市場的時代一去不復返。

補貼潮退之后市場需求接過接力棒,新能源汽車發(fā)展方向正式步入正軌往人民生活所需的方向。新能源汽車發(fā)展的初衷不管是減輕國家石油戰(zhàn)略風險、還是出于環(huán)保要求、又或者是國家在新階段汽車行業(yè)占領先機,都應當是在滿足人民生活所需,解決人民出行問題。以至于后來“新四化”給予新能源汽車重新功能定義,那是另一件事了。

賈躍亭說“FF領先現有新能源汽車一個時代”,對于先進技術的研發(fā)應當給予支持的態(tài)度,但是對于汽車產業(yè)還是希望最成熟的技術運用到最新的產品上。當前所需求的是成本、技術、市場均衡前提下,滿足人們一日增長的出行需要。

6. 插電式增程式混合動力發(fā)展方向轉變

2018年9月20日13時40分許,天下著小雨,京港澳高速公路(漯河段)一輛重型倉柵式貨車追尾撞上一輛小型新能源汽車,造成兩車不同程度損壞。經醫(yī)護人員現場確認,新能源汽車車內一死一傷。據新能源汽車駕駛員描述,其從駐馬店上高速,當時車輛顯示能行駛175公里,行駛到事發(fā)路段時,因電量不足加不上速,便由第二車道變道至第四車道,想到服務區(qū)充電,而后被貨車追尾?,F場并無貨車剎車痕跡,司機投案后稱,事發(fā)當時因疲勞駕駛,沒有注意到該超低速行駛的小汽車。

動力電池系統(tǒng)是純電動汽車核心部件,純電動汽車行駛剩余公里不多時,往往出現限功率現象,導致車速無法提升。動力電池系統(tǒng)出現故障往往也采取斷高壓手段,整車動力缺失。

在中國電動汽車百人會論壇12日舉行的全球零排放與全面電動化大會上,車和家創(chuàng)始人、董事長兼CEO李想還提到充電問題、長途問題、冬季用車問題成為限制純電動車在中國市場使用的三大重要因素。

充電問題,2019年1月14日,中國充電聯(lián)盟官方發(fā)布的數據顯示,截至2018年底,聯(lián)盟內成員單位總計上報公共類充電樁30萬臺,通過聯(lián)盟內成員整車企業(yè)采樣車樁相隨信息數據顯示,建設安裝私人類充電樁47.7萬臺,公共樁和私人樁共計約77.7萬臺。

2018年1月11日,公安部公布機動車保有量數據。國內新能源汽車保有量達261萬輛,全年增加107萬輛。中汽協(xié)消息全年新能源汽車增加125萬輛。按照中汽協(xié)數據國內新能源汽車保有量達279萬輛。

從數據來看車樁比接近4:1,即便數據慘淡如此,由于新能源汽車爆發(fā)式發(fā)展在近十年內,許多城市樓宇規(guī)劃并未考慮新能源汽車問題,于是在遠郊或者集中空地出現了許多“僵尸樁”。

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在北京朝陽區(qū)蟹島度假村東門附近停車場有大約40根新能源車充電樁全部閑置,其中大部分已經損壞,形成俗稱的“僵尸樁”。在中關村地區(qū)、國瑞購物中心和西城區(qū)大柵欄北京坊地下停車場等亦存在不同原因所致的“僵尸樁”現象。

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有些充電樁雖然安裝了,但因為接口、店里匹配、產品質量等問題形成“壞樁”。

作為純電動汽車代表,特斯拉最多的車銷往加州附近。加州幾乎家家都有別墅,都能很方便的安裝獨立的充電樁。由于家家都有充電樁了,超級充電樁的主要的作用在于為跑高速的車主服務。

第二是長途問題,雖然現在純電動汽車續(xù)航里程已經普遍可以達到一次充電500Km巡航,但這也是NEDC標準下理想狀態(tài)。電動汽車充電時間即便是快充也難以與燃油車五分鐘匹敵,并且快充只是在緊急情況臨時措施并不建議經常使用。

第三就是冬季問題,李想表示:在冬季零下5度的溫度情況下,純電動車的整個里程損耗超過30%,我們的損耗控制在5%之內。如果到了零下20度極端的狀況,我們的損耗只有7%,而純電動車的損耗超過了50%。冬季取暖是純電動汽車無法規(guī)避的問題,并且冬季低溫下鋰離子電池活性降低,容量減少,續(xù)航里程堪憂。

當前國內純電動汽車已經取得長足的進步,無論是動力電池方面還是整車控制方面,涌現了一大堆明星企業(yè)并且參與到全球純電動汽車產業(yè)鏈分工。新能源汽車路線是時候向下一階段進行。并且雖然當前動力電池系統(tǒng)能量密度極大提升,整車帶電量也不斷上升,當前純電動汽車整體品質與一開始相比翻天地覆,但是純電動汽車依然沒有緩解行駛焦慮問題,夏不敢吹空調,冬不能開暖氣。純電行駛焦慮雖然有所緩解但仍然存在。

純電動汽車唯一能量來源鋰離子電池比能量過去幾年提升迅速,但也即將到達天花板。石墨烯電池、固態(tài)電池、超級電容等新型電池尚處實驗室狀態(tài),純電動汽車在實際應用還存在無法解除的障礙。

根據開始確立的新能源汽車前進路線:中國模式基本上是先做純電動,做純電動的基礎上做插電式和深度混合的燃料電池。

在王芳與夏軍所著《電動汽車動力電池系統(tǒng)》中,根據動力電池系統(tǒng)功能不同,以此可以劃分為以下幾大類產品。

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按照規(guī)劃下一步就要做插電式(含增程式)混動系統(tǒng),在混合動力產業(yè)化方面,日本一直走在世界前列。以豐田為代表的雙電機混聯(lián)式混合動力系統(tǒng);以本田為代表的采用單電機并聯(lián)式混合動力系統(tǒng),使日本車企始終掌握著低油耗混合動力技術的主導權。

豐田THS系統(tǒng)是典型的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。THS是“Toyota Hybrid System”的縮寫,最早被用于97年10月發(fā)布的第一代普銳斯(Puris)上。

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THS-II系統(tǒng)的關鍵也是最為復雜的部件就是由兩臺永磁同步電機及行星齒輪組成的動力分配系統(tǒng)。

THS-II系統(tǒng)中帶有兩臺電動機——MG1和MG2。MG1主要用于發(fā)電,必要時可推動汽車。MG2主要用于推動汽車。而MG1、MG2以及發(fā)動機輸出軸被連接到一套行星齒輪機構的太陽輪、齒圈和行星架上。

本田IMA(Integrated Motor Assist)系統(tǒng)是非常典型的并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。

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經過十幾年的發(fā)展,國內典型混合動力構型已經出現了,如比亞迪后并聯(lián)、上汽、廣汽的雙電機串并聯(lián)、比亞迪四驅電橋構型、科力遠的功率分流等。

中國可能主要是并聯(lián)和串聯(lián)兩種,混聯(lián)不會成為主流。歐陽明高院士在2019年中國電動汽車百人會論壇上表示。

目前,業(yè)內按照電氣化部件的架構以及電機所處位置不同,將混動技術路線分為:P0、P1、P2、P3、P4、PS以及之間的組合。如下圖:

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2009年6月17日發(fā)布的《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)則》,新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等各類別產品。

2017年1月6日開始實施的工信部《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)定》,稱“本規(guī)定所稱新能源汽車,是指采用新型動力系統(tǒng),完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車,包括插電式混合動力(含增程式)汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等?!?/p>

2018年7月10日,發(fā)改委網站發(fā)布關于就《汽車產業(yè)投資管理規(guī)定(征求意見稿)》公開征求意見的公告,其中值得注意的是純電動汽車投資項目中包括了增程式純電動汽車和燃料電池汽車,而插電式混合動力汽車和普通混合動力汽車劃歸到燃油汽車投資項目里面。

2018年12月15日,全國政協(xié)副主席、中國科學技術協(xié)會主席萬鋼在《人民日報》發(fā)表了一篇名為《促進新能源汽車產業(yè)健康發(fā)展》的文章總強調“應及時推動插電式混合動力向增程式混合動力發(fā)展”。

2019年1月12日,在中國電動汽車百人會論壇上將萬鋼再次將“推動插電式混合動力向增程式混合動力發(fā)展方向轉變”完整闡釋了一遍。

2019年1月12日舉行的全球零排放與全面電動化大會上,車和家創(chuàng)始人、董事長兼CEO李想發(fā)表了以“如何造出高品質的電動汽車”為主題的演講。其中詳述了增程式混合動力汽車與早期插電式混合動力汽車的區(qū)別:“早期的時候有PHEV,先把電池用光了,再用增程器、用發(fā)動機。其實現在可以不用這樣,因為電動車在實際驅動的功率并不來自于電機,而是來自于電池。所以,如今增持式電動車的一個基本的策略就是我會始終保留20%的SOC,來保證這個車的最大驅動功率在200千瓦以上,把油燒光了,才會用最后電池的余量,所以整個電池的壽命更長,整個車的NVH可以很好的控制。發(fā)動機只用于巡航,所有的加速是由電池SOC決定的。剩余的電量又回到SOC里,可以保證特別好的整個性能?!钡怯诖?,網友頗有微詞。

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新能源汽車近十年的快速發(fā)展,除了產業(yè)規(guī)模不斷擴大,民眾對新能源的認識也不斷加深。

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不管是處于產業(yè)發(fā)展規(guī)劃或人民遠距離出行需求,抑或是技術成熟考量?;旌蟿恿Τ蔀楫斍靶履茉雌嚢l(fā)展方向。2018年混合動力汽車銷售數據也可以看出2018年,插電式混合動力車型占新能源汽車20%左右。萬鋼說,“因為我們考慮,現在插電式混合動力基本上達到了綜合能耗在2L/100km以下。插電式向增程式方向發(fā)展,在帶動產能轉換的同時,使排放降到更低,有效的支持產業(yè)的轉型升級?!?/p>

除了技術、能耗和產業(yè)發(fā)展,選擇增程式發(fā)展還避免了在充電不方便時候插電式被長期當做燃油車使用。

2014年底,曾出現對插電混動的質疑,網上出現一篇“抨擊插電混動,昧著良心跳出來為利益集團顛倒黑白的居心”的文章,認為混動霸占了純電動的補貼空間。

插電式混動車帶有高達50L的油箱,節(jié)能減排的效果幾乎可以忽略,購買混動只是為了獲取補貼和申請車牌,車主中只有不到10%的車主有充電樁,每天可以充電并使用電驅行駛的車主少之又少,起不到節(jié)能減排效果。

插電式混動汽車很容易在技術上造假,車企只要在傳統(tǒng)的汽油車后軸安裝一個假電動機就能改裝成插電混動,這個電動機既可以用,也可以不用。

插電有50L的油箱,百公里油耗達7升,節(jié)能減排效果可以忽略,車主認為充電站難找,都改用汽油,在新能源汽車充電尚未完全解決時推廣插電式混合動力汽車,似乎有些本末倒置,不僅對環(huán)保沒有任何實質貢獻,還會誤導消費者,更加不利于整個新能源汽車行業(yè)的進步。

當然,增程式并不是新能源汽車完美解決方案,增程式混合動力在城市和低速路況下表現優(yōu)秀,但是在高速運行時能耗并不見得小;增程式混合動力通過發(fā)動機與發(fā)電機耦合,在整車行駛功率保障問題,會不會導致車輛行駛中“心有余而力不足”;增程式混合動力電池系統(tǒng)電量大小選擇,整車在運行過程中電池系統(tǒng)運行策略等等。

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雖然并不完美,但是在當前降低能耗又解決燃油焦慮,增程式混合動力汽車可能是比較好的選擇?;旌蟿恿ζ嚨耐茝V有利避免了為追求續(xù)航里程和比能量對電池能量密度的壓榨,而犧牲電池安全系數。

混合動力新能源汽車電池不再是唯一的動力供給,而成為一部分,參與輔助。不排除在動力電池出現重大突破或充電向加油一樣便捷時時,純電動汽車沒有里程焦慮獨占鰲頭。但是在目前,動力電池已經快速發(fā)展至如今,新能源汽車向增程式混合動力發(fā)展,動力電池也將從之前單獨追求能量密度轉向一部分向大功率輸出。

沒有絕對的完美,只有在當下的最適合。比如共產主義的終極目標是實現大同社會“人盡其用,物盡其才”,但在當前私有經濟和集體經濟配合能促進生產力和物質財富的增加,既保證了經濟的活力又確保了集體的主導性,證明當前的生產力與生產關系是匹配的。

在大型露天礦中很早以前傳統(tǒng)的礦用機械式傳動自卸最大也只能做到100噸級,再往高變速箱齒輪卻無法承受,而且特別在重載下坡時輪轂盤式制動就變成一個風火輪,制動所需能量太大。當礦用自卸電動化出現之后,由大馬力發(fā)動機耦合主發(fā)電機,通過整流逆變,電流傳送至后輪兩個輪轂電機驅動,輪轂電機內通過行星輪和太陽輪的多級減速最終驅動車輛行駛。

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不但解決了大噸位礦用自卸行駛問題,而且整車的傳統(tǒng)效率也有大幅度提升,發(fā)動機與主發(fā)電機能量轉化率為95%,輪轂電機能量利用率為92%。當需要制動時,通過控制只需要將輪轂電機反接,將制動能量轉化為電能最終通過電阻柵強散熱。

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這部分能量完全是浪費流失,我曾經想過能否通過動力電池系統(tǒng)將制動能量吸收,在車輛重載爬坡時輔助驅動減少發(fā)動機壓力。但是礦用自卸惡劣的生產工況,震動、灰塵、冷熱溫差對電池系統(tǒng)要求非常大,特別是制動電流根據制動路況不同電流峰值波動巨大,對電池系統(tǒng)的承受能力也是一個考驗。

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雖然當前的制動電阻柵能量消耗從能源再利用角度看并不是最好的方式,但在當前生產力條件下確實促進了礦產開采的效率和安全性。

7. 及時推動燃料電池產業(yè)的產業(yè)化

中國模式基本上是先做純電動,做純電動的基礎上做插電式和深度混合的燃料電池,最終在比較多的電池插電式基礎上再減少電池,做一般的混合動力,在燃料電池深度混合的基礎上再減少電池,加大難度,做全功率燃料電池。

2016年5月,中共中央、國務院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,表示要“開發(fā)氫能燃料電池等新一代能源技術”。

同時在2018年新能源汽車補貼加速退坡的情況下,中國保持燃料電池汽車補貼不變。

氫能燃料電池技術需要加快發(fā)展,這符合我國能源革命的需要,長城汽車股份有限公司副總裁TobiasBruner表示,電池可以作為小體量的儲能方式。若體量特別大,氫是唯一的選擇。

2017年11月,《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》發(fā)布,明確了中國燃料電池汽車的發(fā)展目標:2020年、2025年和2030年分別發(fā)展5000輛、5萬輛和百萬輛。

2018年2月11日,中國氫能源及燃料電池產業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在京正式成立。聯(lián)盟將推動中國氫能及燃料電池產業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新、資源整合、推廣應用和交流宣傳,將全面助力提升我國氫能和燃料電池技術的市場成熟度和國際競爭力,也預示著中國氫能及燃料電池產業(yè)開始進入規(guī)范與加速發(fā)展新時期。

2018年5月11日,國務院總理李克強參觀豐田的氫燃料電池產品,讓氫燃料電池(FCEV)汽車“小火”了一把。21世紀經濟報道了解到,目前,氫燃料電池車的發(fā)展正處在商業(yè)化初期。

2018年5月20日,據科技日報報道,燃料電池關鍵材料催化劑產業(yè)化生產難題,已被清華大學氫燃料電池實驗室與武漢一家科技公司的聯(lián)合研發(fā)團隊攻克。

2018年5月21日,上海市公布《上海市燃料電池汽車推廣應用財政補助方案》,這是地方在氫燃料電池汽車方面的最新政策。

中國汽車工程學會受國家制造強國建設戰(zhàn)略咨詢委員會、工信部委托編制的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》提出,到2020年氫燃料電池車應用5000輛,2025年應用5萬輛,2030年達到百萬輛規(guī)模。

我國人口中國幅員遼闊,雖然資源豐富但隨著經濟快速發(fā)展對于石油、天然氣等能源物資仍有極強的依賴性,并隨著經濟快速增長有擴大化的趨勢。民用汽車能源消耗在整體能源消耗中占有重要比例,新能源汽車的推廣有助于緩解能源壓力,當前純電動汽車雖然不需要石油、天然氣,但對用電、充電設備基建有重新要求。從這方面看氫燃料電池新能源汽車才是真正的新能源汽車,減少了能源壓力,零排放環(huán)保。

但對于“氫是終極能源”和“氫能燃料電池車是終極環(huán)保車”的說法歐陽明高并不認同。歐陽明高認為,氫和電都是能源載體,并無“終極”之。小型轎車對能量要求較低,鋰電池可能發(fā)揮更大作用?!八跃托履茉雌嚩裕剂想姵嘏c純電將來會是共生共存?!?/p>

氫燃料電池電堆技術復雜,加氫站建設投資大,并且發(fā)達國家把氫作為能源管理,創(chuàng)制了科學安全的氫加注站建設和車載氫罐技術標準和檢測體系,有力推動了燃料電池汽車商業(yè)化。而我國仍把氫作為危化品管理,管理理念不同制約了我國氫能的利用。

氫燃料電池新能源汽車發(fā)展,還需要一段路走,通過打造出標桿示范區(qū)域帶動全國普及。

即使行業(yè)里的最樂觀者,預計市場爆發(fā)還至少需要五年,歐陽明高、上汽和長城汽車相關負責人將這一技術相對成熟和產業(yè)規(guī)?;臅r間設在2025年。從爆發(fā)到市場占有率的提升,還有更長的路要走。

沒有終極的能源利用方式,純電動汽車之前和現在符合發(fā)展的需求和滿足人民出行需求;增程式混合動力汽車在將來一段時間滿足了人民城市通勤和長途出行的需要;氫燃料汽車在未來解決了大功率汽車長距離運輸的需要……

在未來也有可能是發(fā)現新的能源替代方式出現,像純電動汽車、燃料電池汽車甚至太陽能汽車。

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雖然當前這種技術條件下,上面這種三能汽車值得讓人懷疑,但是未來呢?誰也說不清楚,只要不違背能量守恒,應當支持“百家爭鳴”。

來源:第一電動網

作者:不耐黑

本文地址:http://autopag.com/kol/86058

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