摸索中前行的国内新能源汽车

发布时间: 2019-01-17 作者:汽车氪

2018年12月15日,《人民日报》发表了一篇名为《促进新能源汽车产业健康发展》的文章,作者为全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢。

2018年12月15日,《人民日报》发表了一篇名为《促进新能源汽车产业健康发展》的文章,作者为全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢。

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其中,万钢表示“应及时推动插电式混合动力向增程式混合动力发展”

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为满足长距离行驶需求应把产业化重点向燃料电池汽车拓展。

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万钢建议相关部门抓紧研究借鉴,制定科学安全的氢能、加氢站和储氢罐技术标准,提升检测能力,尽快破除制约氢能和燃料电池汽车发展的标准检测障碍和市场准入壁垒,加强和完善氢能生产、储运和供销体系建设。

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1. 导向期向成长期过渡

2019 年 1 月 11 日至 13 日,中国电动汽车百人会论坛(2019)在北京钓鱼台国宾馆召开。

2019年1月12日,万钢发表讲话并带来两个好消息:2018年,中国新能源汽车销量达到125万辆,占中国新车销售比例的4.4%以上;截至2018年底,全球新能源汽车累计销售突破550万辆,中国占比超过了53%。

最后在技术路线上,万钢仍然主张,推动插电式混合动力向增程式混合动力发展方向转变;同时,应该及时推动燃料电池产业的产业化。将其前一段时间在人民日报发表的《促进新能源汽车产业健康发展》的主旨,完整阐释了一遍。

在新能源汽车导向期进行了很长一段时间后,新能源汽车发展的风向标再一次发生战略调整。

万钢回忆称,中国新能源汽车从1999年起是研发的十年;2009年到现在,则是产业化的十年。在产业化阶段,“这条路并不平坦,尤其是产业化开始的前五年。”

万钢认为,在政府的积极作为、科技的支撑引领、巨大的市场规模、创新的商业模式下,中国新能源汽车正在处于一个市场导入期到产业成长期过渡的关键阶段,在全球的产业体系当中占了举足轻重的地位,引领和加速了汽车电动化的进程。

2. 路线之争

而新能源汽车发展的路线之争,从产业伊始就从未停歇。

汽车动力电气化几起几落、多元探索,从行业的视角看各有不同。欧阳明高院士对此分析的非常透彻。

汽车行业一般认为是混合动力、插电、燃料电池的发展路径。

信息行业则认为是纯电动、信息化、智能化、共享化。

能源行业,尤其是电网,以前是纯电动、换电池、电池租赁、智能电网。

三个行业三股力量逐渐的在竞争中融合。以前汽车行业里的战略取向有两种,一种是发动机优先战略,就是把技术门槛越做越高;另外一个战略是纯电动战略,外行业进入汽车的时候基本上采用这个战略,因为门槛相对比较低一点。

特斯拉是典型的纯电动战略,从豪华电动车到家用的电动车 Model 3。丰田是汽车行业典型的代表,采取的是发动机优先战略。从燃油车到混合动力,再到燃料电池。2012中国年确立了纯电驱动的发展战略。这个路径跟丰田是刚好相反的。丰田的发动机战略是先做一个混合动力的平台,然后再基于这个平台做各种车型。例如丰田的普锐斯,插电式就是在普锐斯基础上增加电池,燃料电池也是在普锐斯基础上把发动机换成燃料电池。中国模式基本上是先做纯电动,做纯电动的基础上做插电式和深度混合的燃料电池,而后在比较多的电池插电式基础上再减少电池,做一般的混合动力,在燃料电池深度混合的基础上再减少电池,加大难度,做全功率燃料电池。

2012年3月《电动汽车科技发展规划》,中首次书面提出“全面推动纯电驱动技术转型战略”,《节能与新能源汽车产业规划》也再次强调了这一点。这是在“十五”“十一五”两个五年全面探索之后, 在纯电驱动和常规混合动力中选择了以纯电驱动发展作为新能源汽车率先推进的突破口。

国内先发展电池核心技术,并形成具有竞争力的市场规模最大的电池产业。以纯电动力为突破口和基础平台,带动混合动力汽车、燃料电池汽车全方位发展,形成新能源汽车总体竞争优势。成为中国新能源汽车发展主要战略方针。

确立了这个战略之后,中国新能源汽车进入了快速发展的轨道,国内新能源汽车在2011年到2016年的发展过程中从不足 5 千辆发展到 51 万辆,保有量从1万辆提升到 100 万辆,达到了 100 倍的增长,并且这两个都占全球的一半。2016 年是全球纯电驱动技术转型的标志年。电动汽车经过几起几落,多元探索, 经历过铅酸电池、镍氢电池等,都不尽如人意。锂离子电池最终后来居上。

2019年1月14日,中汽协发布2018年全年汽车产销数据。如之前预测,2018年全年中国汽车市场产销低于预期,全年汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,虽连续十年继续蝉联全球冠军,但自1990年的连续增长趋势已经打破,同比出现下滑。

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反观新能源汽车市场,则继续保持高速增长,新能源汽车市场迎来巨大的机遇。

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2018年,新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,比上年同期分别增长59.9%和61.7%。

其中纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆,比上年同期分别增长47.9%和50.8%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.3万辆和27.1万辆,比上年同期分别增长122%和118%;燃料电池汽车产销均完成1527辆。

在纯电动汽车和插电式混合动力汽车昂扬向上的大数据面前,燃料电池依然显的有些小众。

万钢在讲话中表示,2018年,插电式混合动力车型占新能源汽车20%左右。“特别是去年下半年以来,插电式混合动力发展相当快,所以我们也应该及时推动插电式混合动力向增程式混合动力发展方向转变。”

“因为我们考虑,现在插电式混合动力基本上达到了综合能耗在2L/100km以下。插电式向增程式方向发展,在带动产能转换的同时,使排放降到更低,有效的支持产业的转型升级。”万钢说。

国内纯电动汽车推广的进程:第一阶段,2010-2015 年,示范考核公共领域政府第一推动;第二阶段,2014-2017 年,政府补贴+ 政府限购,老百姓被动“吃螃蟹”;第三阶段,2017-2020 年, 充电设施后来居上破解“鸡与蛋”的关系;第四阶段,2019-2025 年,将实行双积分政策,进入市场主导阶段。形成市场和政策双轮驱动,到2025 年左右纯电动车将会出现性价比突破,实现大发展。

纯电动汽车驱动依靠电池系统提供能量,前期新能源汽车政府补贴主要衡量指标就是电池系统能量密度和纯电驱动巡航里程。通过能量密度高补贴推动新能源汽车关键零部件动力电池及其能量密度的提升,引导新能源汽车向高能量密度、高续航里程发展。

新能源产业发展之初,补贴政策有两个至关重要的作用。(1) 对于国产电池的定向补助使得国产电池厂商能够在外强环伺(三星,LG,松下)的情况下发展,并实现最终超越。(2) 对于新能源行业的补贴由原来的无限制补贴转向更加细分化,实现了‘低退高补’的姿势。

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2015年发布的文件显示2017到2018年补助标准在2016年基础上降低20%,2019到2020年补助标准在2016年基础上下降40%。在补贴政策的保护下,国内厂商整车生产能力与电池研发水平高速成长,并且已经具备了大规模生产的能力。整车生产成本的见底与电池平价化让国内新能源汽车拥有较强的市场竞争优势。因此,适时的补贴退坡将有利于企业未来的市场化与成长。

事实证明,补贴政策直接推动了国产电池企业的发展形成了宁德时代、比亚迪、国轩高科等电池巨头。推动了动力电池能量密度提升,工信部部长苗圩说“到 2018 年底,我国量产的动力电池单体能量密度达到了 265 Wh/kg,成本控制在 1 元/Wh以下,提前达到 2020 年的目标。

但是在在比能量、循环次数、使用寿命发展的同时,高比能量动力电池还面临着安全性挑战,比能量越大,安全性越差,会出现热失控。温度上来将引起一系列连锁反应,温度到达 800-1000 度就可能燃烧爆炸。

在追求高比能量的过程中许多企业铤而走险抱有侥幸心理,加上电动汽车尚在大规模应用推广期,不管是用户还是市场都是崭新的,一旦出现自燃事故难免被放大,就连在新能源汽车浸淫十数年的特斯拉也烧了一把把的大火。纯电动汽车先天的短板为了迎合市场和政策将能量密度放在首位,中国动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬在一次讲话中说:“对于电动车多智能化,各项精度多高用户不需要,用户要的是能不能在它着火前提前十分钟,哪怕三分钟提醒能够保命”。王子冬主任处理各种新能源汽车事故,接触到市场最前端,说话不可谓不直接。

3. 纯电先行,纯电动核心指标回归安全

2019年1月11日在北京钓鱼台国宾馆召开的中国电动汽车百人会论坛,随着高镍电池的量产化,电池能量密度逐渐达到预期目标后,行业对电动车和电池的核心性能指标关注出现理性回归。

从续航里程和能量密度的关注逐渐转移到电池安全上。无论是主会场的万钢主席、欧阳明高院士,还是动力电池技术分会场的各位专家教授,讨论的热点都将“安全”两个字列为首要。欧阳明高院士提出,高比能量锂离子电池的发展瓶颈就是电池的安全性,完全杜绝单体电池热失控不太现实,但是可以防止热失控诱发和蔓延。

2018年1月10日,中国汽车工业协会、中国汽车动力电池产业创新联盟、中国电动汽车充电基础设施促进联盟联合组织的电动汽车安全指南发布会在北京召开。

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工业和信息化部装备工业司罗俊杰副司长表示,近年来我国新能源汽车产业快速发展,但随着产业规模的迅速扩大,新能源汽车产品的安全风险也在逐渐凸显,汽车产品的安全关乎人民群众的生命财产安全,关乎社会和谐稳定,尤其是新能源汽车正处于产业发展的关键阶段,安全更是重中之重,没有安全就没有产业发展的未来。

中国汽车工业协会常务副会长 董扬表示,虽然以市场拉动技术的方式,让我们电动汽车发展由跟跑变为领跑,这种形式下,安全成为当前紧迫的事情。

中国动力电池产业创新联盟副秘书长 王子冬表示,2018年我国电动汽车产销规模仍继续保持了世界领先,超过了120万辆。但我国电动汽车总体发展质量和水平还有待提高,特别是与电动汽车相关联的产业链仍然存在一些安全隐患,全链条中安全交互的机制还没有形成,导致2017-2018年期间电动汽车安全事故频发,事故车辆涉及众多品牌,对产业发展造成负面影响。

2018年10月31日,国家市场监督管理总局网站发布消息称,截至当日,市场监管总局已组织缺陷产品管理中心启动新能源汽车缺陷调查10起,会同相关部门开展火灾事故现场调查5次,督促相关生产企业实施召回5次。其中,召回涉及5个企业24个车型的3.56万缺陷车辆,缺陷原因多为电控和机械故障。

市场监管总局相关负责人称,据掌握的舆情信息显示,2018年已发生新能源汽车起火事件40余起。

欧阳明高分析指出,一些新能源车企电池产品测试验证不足,由于补贴退坡的政策周期是一年一次,与产品的开发周期总体来看不是很匹配,比如,化学材料体系的改进一般要一年以上,但企业跟着补贴的指挥棒走,盲目追求高比能量,缩短了测试验证的时间。为了缩短开发周期,有部分企业首选物理的改进方法,虽然这样电池比能量会上升,但是安全性能却下降了。

也有专家认为我国追求电池高比能量密度也是导致起火的主要原因之一。中国工程院院士杨裕生指出,电池高镍化提高了比容量,也让电池的热失控温度和安全性逐步下降。三元锂离子电池热失控温度不足200℃,尤其是三元材料在达到一定温度时分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,电池内部也已经完整地具备了燃烧要素,这也是三元锂离子电池起火后,火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。此外,还有专家经过了多次研究后发现,一些电动汽车起火的原因不在电池而在电池包。

4. 纯电动多带电池增加续航行不通

纯电动车的短板还是在续航,中国幅员辽阔。国内常用续航测试标准为欧标NEDC;此外还有美标EPA (美国环境保护署),美国工况的相关测试比较贴合实际,大概的流程是油电分开测;日本地区JC08 是 2007 年开始实施的新规定,其测试特点在于更接近实际用车情况,并且考虑到驾驶者频繁深踩油门动作、等红绿灯状况、紧急制动和郊区碎石路段的使用工况。 

国内主机厂使用的NEDC标准适用于新能源车发展初期的国家;另一方面这套标准中插电式混合动力车型只需要增加纯电续航能力,用纯电跑完测试里程再用汽油跑几公里完成最终测试,这样就可以获得 1.X 升的“工况油耗”,在纸面上的数据非常好看。

续航里程中,核心关注实际续航里程,而不是理论续航值。

欧阳明高院士提出,实际续航里程对气温和驾驶风格过于敏感,靠增加电池加大续航里程不是根本出路。因此,主流技术路线应当关注电动汽车的能效和充电便利性,在这点上也应当考虑政策的支持。

早在2018年1月20日,在电动汽车百人会上,万钢表示:“现在纯电动汽车虽然发展快,但是功能性能上还是有短板,比如续驶里程。而且续驶里程不能简单用增加电池的办法解决,因为电池增加了,重量也增加了,单位耗能反而增加了。

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2018年4月27日王子冬主任在一次讨论会中表示,根据实际数据分析当行驶里程增加到1000km之后,对应的电池电量在500kWH左右。再往后,增加电池电量对车辆续航的增加越来越微弱。当续航里程增加到1200km之后,与之对应的电池电量多达1500kWH。

根据目前达到的行驶里程,电动车中电池电量的24%被用来运输电池组本身。实际上当前电动车都会把20%~30%的能量用于自身电池组的运输。

5. 政策+市场双轮驱动

保持政策的连续性,同时,着力政策、市场双驱动。万钢主席表示,要以安全为导向,取消对续航里程、能量密度等细节要求,把技术决策权交给企业。

2018年12月18日,国家发展和改革委员会正式发布《汽车产业投资管理规定》。与此前公布的《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》相比,《规定》在动力电池投资方面取消了“能量型车用动力电池单体比能量应不低于300Wh/kg,系统比能量应不低于220Wh/kg”的要求;功率型车用动力电池单体快充倍率应不低于8C,循环2000次后剩余容量不低于初始容量的95%;功率型车用动力电池系统快充倍率应不低于5C,循环1500次后剩余容量不低于初始容量的95%;项目所在省份上两个年度车用动力电池产能利用率均高于全国平均水平。

同时,在《意见稿》中“企业上两个年度车用动力电池产能利用率均高于全行业平均水平且产品生产及应用未发生安全事故”的要求,在《规定》中被调整为“企业上两个年度车用动力电池产能利用率均不低于80%。”;在《意见稿》中“项目应配套建设车用动力电池回收体系”的要求,调整为“企业法人承担车用动力电池回收利用生产者责任,项目配套建设车用动力电池回收利用管理体系。”

《规定》将于2019年1月10日起施行。

中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会研究部主任周波表示,自2014年至今,在相关政策引导下,我国动力电池技术更新迭代周期被大幅缩短,动力电池能量密度几乎半年一代,产品技术验证周期被大幅缩短,一些问题也逐渐暴露出来。发改委根据现阶段动力电池技术路线研发实际情况进行调整,将有利于产业的健康发展。

也有专家表示,在现有材料体系和技术水平下,动力电池能量密度做到300Wh/kg仍存在较多风险,电池企业在设计和生产中,不能只强调某种性能,而要综合考虑,尤其是安全性能。如果仅从遏制低端产能角度考虑,在制定政策时过度拔高要求,可能不利于整个产业的健康发展。

国内新能源产业发展至今,政策引导起到了不可替代的作用。国家为此也花费了巨额补贴,2018年5月25日工信部公示《关于2017年及以前年度新能源汽车推广应用补助资金初步审核情况的公示》,可以得到初步的一个数目。

截至2017年补贴结束,整个补贴资金也就达到了790亿,地方补贴资金多按1:1发放,核算整体以0.7发放,整个地方补贴资金位499亿,合计1290亿。

补贴推动了产业的快速发展,同时巨额资金诱惑让部分企业动起了歪心思。2016年9月8日国家财政部向外公布了《关于地方预决算公开和新能源汽车推广应用补助资金专项检查的通报》,对新能源汽车推广应用补助资金的调查清查做了初步通报,并向外公布5家违反相关法律法规涉嫌骗取财政补贴的企业予以公开曝光。

同日,一则题为“国内新能源汽车制造企业骗补和违规谋补汇总表”的Excel文件在微信中被肆意转载。经核查,这正是四部委在2015年新能源汽车补贴清算前,对国内企业“骗补”情况统计的结果文件。这则文件,从某整车央企的高管群开始外流,随后一发不可收拾。

根据汇总表统计结果,接受审查的93家新能源企业中竟有72家存在骗补行为。涉及骗补的金额并非此前坊间传闻的42亿元,而是有多达90亿元的补贴。其中上汽集团、北汽集团、一汽、东风、比亚迪、奇瑞、吉利等国内主流车企几乎全部涉及。涉案企业之多,涉案金额之大始料未及。

政策补贴的巨大诱惑,让企业为牟利对策频频,为此政策也不断细化。但在政策孕育下,国内新能源汽车产业不断在摸索中前行,成为全球第一大新能源汽车市场。动力电池取得长足的进步,整车企业获得了巨大的发展,传统汽车谋求转型,造车新势力不断加盟,整个产业链不断完善、延伸。网联化、智能化因为新能源汽车产业不断创新,产业辐射多元化。

期初国内新能源汽车市场就像嘤嘤学步的婴儿,娇弱、懵懂,国家政策像是一双大手呵护着婴儿蹒跚学步,第一步该怎么迈,跌倒了该怎么起。新能源汽车产业在呵护和庇佑下,抵抗了外界的狂风暴雨逐渐成长起来。这双大手的功能减弱,是时候逐渐放开,让新能源汽车产业在市场风暴中接受磨砺,寻找方向。只有痛了才能接受教训。

在政策不断退坡,市场化作用不断增强,新能源汽车发展更换双引擎。在高额补贴时代,政策关照下的企业通过索取补贴低成本造车谋求市场的时代一去不复返。

补贴潮退之后市场需求接过接力棒,新能源汽车发展方向正式步入正轨往人民生活所需的方向。新能源汽车发展的初衷不管是减轻国家石油战略风险、还是出于环保要求、又或者是国家在新阶段汽车行业占领先机,都应当是在满足人民生活所需,解决人民出行问题。以至于后来“新四化”给予新能源汽车重新功能定义,那是另一件事了。

贾跃亭说“FF领先现有新能源汽车一个时代”,对于先进技术的研发应当给予支持的态度,但是对于汽车产业还是希望最成熟的技术运用到最新的产品上。当前所需求的是成本、技术、市场均衡前提下,满足人们一日增长的出行需要。

6. 推动插电式向增程式混合动力发展方向转变

2018年9月20日13时40分许,天下着小雨,京港澳高速公路(漯河段)一辆重型仓栅式货车追尾撞上一辆小型新能源汽车,造成两车不同程度损坏。经医护人员现场确认,新能源汽车车内一死一伤。据新能源汽车驾驶员描述,其从驻马店上高速,当时车辆显示能行驶175公里,行驶到事发路段时,因电量不足加不上速,便由第二车道变道至第四车道,想到服务区充电,而后被货车追尾。现场并无货车刹车痕迹,司机投案后称,事发当时因疲劳驾驶,没有注意到该超低速行驶的小汽车。

动力电池系统是纯电动汽车核心部件,纯电动汽车行驶剩余公里不多时,往往出现限功率现象,导致车速无法提升。动力电池系统出现故障往往也采取断高压手段,整车动力缺失。

在中国电动汽车百人会论坛12日举行的全球零排放与全面电动化大会上,车和家创始人、董事长兼CEO李想还提到充电问题、长途问题、冬季用车问题成为限制纯电动车在中国市场使用的三大重要因素

充电问题,2019年1月14日,中国充电联盟官方发布的数据显示,截至2018年底,联盟内成员单位总计上报公共类充电桩30万台,通过联盟内成员整车企业采样车桩相随信息数据显示,建设安装私人类充电桩47.7万台公共桩和私人桩共计约77.7万台。

2018年1月11日,公安部公布机动车保有量数据。国内新能源汽车保有量达261万辆,全年增加107万辆。中汽协消息全年新能源汽车增加125万辆。按照中汽协数据国内新能源汽车保有量达279万辆。

从数据来看车桩比接近4:1,即便数据惨淡如此,由于新能源汽车爆发式发展在近十年内,许多城市楼宇规划并未考虑新能源汽车问题,于是在远郊或者集中空地出现了许多“僵尸桩”。

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在北京朝阳区蟹岛度假村东门附近停车场有大约40根新能源车充电桩全部闲置,其中大部分已经损坏,形成俗称的“僵尸桩”。在中关村地区、国瑞购物中心和西城区大栅栏北京坊地下停车场等亦存在不同原因所致的“僵尸桩”现象。

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有些充电桩虽然安装了,但因为接口、店里匹配、产品质量等问题形成“坏桩”。

作为纯电动汽车代表,特斯拉最多的车销往加州附近。加州几乎家家都有别墅,都能很方便的安装独立的充电桩。由于家家都有充电桩了,超级充电桩的主要的作用在于为跑高速的车主服务。

第二是长途问题,虽然现在纯电动汽车续航里程已经普遍可以达到一次充电500Km巡航,但这也是NEDC标准下理想状态。电动汽车充电时间即便是快充也难以与燃油车五分钟匹敌,并且快充只是在紧急情况临时措施并不建议经常使用。

第三就是冬季问题,李想表示:在冬季零下5度的温度情况下,纯电动车的整个里程损耗超过30%,我们的损耗控制在5%之内。如果到了零下20度极端的状况,我们的损耗只有7%,而纯电动车的损耗超过了50%。冬季取暖是纯电动汽车无法规避的问题,并且冬季低温下锂离子电池活性降低,容量减少,续航里程堪忧。

当前国内纯电动汽车已经取得长足的进步,无论是动力电池方面还是整车控制方面,涌现了一大堆明星企业并且参与到全球纯电动汽车产业链分工。新能源汽车路线是时候向下一阶段进行。并且虽然当前动力电池系统能量密度极大提升,整车带电量也不断上升,当前纯电动汽车整体品质与一开始相比翻天地覆,但是纯电动汽车依然没有缓解行驶焦虑问题,夏不敢吹空调,冬不能开暖气。纯电行驶焦虑虽然有所缓解但仍然存在。

纯电动汽车唯一能量来源锂离子电池比能量过去几年提升迅速,但也即将到达天花板。石墨烯电池、固态电池、超级电容等新型电池尚处实验室状态,纯电动汽车在实际应用还存在无法解除的障碍。

根据开始确立的新能源汽车前进路线:中国模式基本上是先做纯电动,做纯电动的基础上做插电式和深度混合的燃料电池。

在王芳与夏军所著《电动汽车动力电池系统》中,根据动力电池系统功能不同,以此可以划分为以下几大类产品。

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按照规划下一步就要做插电式(含增程式)混动系统,在混合动力产业化方面,日本一直走在世界前列。以丰田为代表的双电机混联式混合动力系统;以本田为代表的采用单电机并联式混合动力系统,使日本车企始终掌握着低油耗混合动力技术的主导权。

丰田THS系统是典型的混联式混合动力系统。THS是“Toyota Hybrid System”的缩写,最早被用于97年10月发布的第一代普锐斯(Puris)上。

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THS-II系统的关键也是最为复杂的部件就是由两台永磁同步电机及行星齿轮组成的动力分配系统。

THS-II系统中带有两台电动机——MG1和MG2。MG1主要用于发电,必要时可推动汽车。MG2主要用于推动汽车。而MG1、MG2以及发动机输出轴被连接到一套行星齿轮机构的太阳轮、齿圈和行星架上。

本田IMA(Integrated Motor Assist)系统是非常典型的并联式混合动力系统。

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经过十几年的发展,国内典型混合动力构型已经出现了,如比亚迪后并联、上汽、广汽的双电机串并联、比亚迪四驱电桥构型、科力远的功率分流等。

中国可能主要是并联和串联两种,混联不会成为主流。欧阳明高院士在2019年中国电动汽车百人会论坛上表示。

 

目前,业内按照电气化部件的架构以及电机所处位置不同,将混动技术路线分为:P0、P1、P2、P3、P4、PS以及之间的组合。如下图:

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2009年6月17日发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。

2017年1月6日开始实施的工信部《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》,称“本规定所称新能源汽车,是指采用新型动力系统,完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车,包括插电式混合动力(含增程式)汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等。”

2018年7月10日,发改委网站发布关于就《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》公开征求意见的公告,其中值得注意的是纯电动汽车投资项目中包括了增程式纯电动汽车和燃料电池汽车,而插电式混合动力汽车和普通混合动力汽车划归到燃油汽车投资项目里面。

2018年12月15日,全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢在《人民日报》发表了一篇名为《促进新能源汽车产业健康发展》的文章总强调“应及时推动插电式混合动力向增程式混合动力发展”。

2019年1月12日,在中国电动汽车百人会论坛上将万钢再次将“推动插电式混合动力向增程式混合动力发展方向转变”完整阐释了一遍。

2019年1月12日举行的全球零排放与全面电动化大会上,车和家创始人、董事长兼CEO李想发表了以“如何造出高品质的电动汽车”为主题的演讲。其中详述了增程式混合动力汽车与早期插电式混合动力汽车的区别:“早期的时候有PHEV,先把电池用光了,再用增程器、用发动机。其实现在可以不用这样,因为电动车在实际驱动的功率并不来自于电机,而是来自于电池。所以,如今增持式电动车的一个基本的策略就是我会始终保留20%的SOC,来保证这个车的最大驱动功率在200千瓦以上,把油烧光了,才会用最后电池的余量,所以整个电池的寿命更长,整个车的NVH可以很好的控制。发动机只用于巡航,所有的加速是由电池SOC决定的。剩余的电量又回到SOC里,可以保证特别好的整个性能。”但是于此,网友颇有微词。

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新能源汽车近十年的快速发展,除了产业规模不断扩大,民众对新能源的认识也不断加深。

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不管是处于产业发展规划或人民远距离出行需求,抑或是技术成熟考量。混合动力成为当前新能源汽车发展方向。2018年混合动力汽车销售数据也可以看出2018年,插电式混合动力车型占新能源汽车20%左右。万钢说,“因为我们考虑,现在插电式混合动力基本上达到了综合能耗在2L/100km以下。插电式向增程式方向发展,在带动产能转换的同时,使排放降到更低,有效的支持产业的转型升级。”

除了技术、能耗和产业发展,选择增程式发展还避免了在充电不方便时候插电式被长期当做燃油车使用。

2014年底,曾出现对插电混动的质疑,网上出现一篇“抨击插电混动,昧着良心跳出来为利益集团颠倒黑白的居心”的文章,认为混动霸占了纯电动的补贴空间。

插电式混动车带有高达50L的油箱,节能减排的效果几乎可以忽略,购买混动只是为了获取补贴和申请车牌,车主中只有不到10%的车主有充电桩,每天可以充电并使用电驱行驶的车主少之又少,起不到节能减排效果。

插电式混动汽车很容易在技术上造假,车企只要在传统的汽油车后轴安装一个假电动机就能改装成插电混动,这个电动机既可以用,也可以不用。

插电有50L的油箱,百公里油耗达7升,节能减排效果可以忽略,车主认为充电站难找,都改用汽油,在新能源汽车充电尚未完全解决时推广插电式混合动力汽车,似乎有些本末倒置,不仅对环保没有任何实质贡献,还会误导消费者,更加不利于整个新能源汽车行业的进步。

当然,增程式并不是新能源汽车完美解决方案,增程式混合动力在城市和低速路况下表现优秀,但是在高速运行时能耗并不见得小;增程式混合动力通过发动机与发电机耦合,在整车行驶功率保障问题,会不会导致车辆行驶中“心有余而力不足”;增程式混合动力电池系统电量大小选择,整车在运行过程中电池系统运行策略等等。

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虽然并不完美,但是在当前降低能耗又解决燃油焦虑,增程式混合动力汽车可能是比较好的选择。混合动力汽车的推广有利避免了为追求续航里程和比能量对电池能量密度的压榨,而牺牲电池安全系数。

混合动力新能源汽车电池不再是唯一的动力供给,而成为一部分,参与辅助。不排除在动力电池出现重大突破或充电向加油一样便捷时时,纯电动汽车没有里程焦虑独占鳌头。但是在目前,动力电池已经快速发展至如今,新能源汽车向增程式混合动力发展,动力电池也将从之前单独追求能量密度转向一部分向大功率输出。

没有绝对的完美,只有在当下的最适合。比如共产主义的终极目标是实现大同社会“人尽其用,物尽其才”,但在当前私有经济和集体经济配合能促进生产力和物质财富的增加,既保证了经济的活力又确保了集体的主导性,证明当前的生产力与生产关系是匹配的。

在大型露天矿中很早以前传统的矿用机械式传动自卸最大也只能做到100吨级,再往高变速箱齿轮却无法承受,而且特别在重载下坡时轮毂盘式制动就变成一个风火轮,制动所需能量太大。当矿用自卸电动化出现之后,由大马力发动机耦合主发电机,通过整流逆变,电流传送至后轮两个轮毂电机驱动,轮毂电机内通过行星轮和太阳轮的多级减速最终驱动车辆行驶。

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不但解决了大吨位矿用自卸行驶问题,而且整车的传统效率也有大幅度提升,发动机与主发电机能量转化率为95%,轮毂电机能量利用率为92%。当需要制动时,通过控制只需要将轮毂电机反接,将制动能量转化为电能最终通过电阻栅强散热。

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这部分能量完全是浪费流失,我曾经想过能否通过动力电池系统将制动能量吸收,在车辆重载爬坡时辅助驱动减少发动机压力。但是矿用自卸恶劣的生产工况,震动、灰尘、冷热温差对电池系统要求非常大,特别是制动电流根据制动路况不同电流峰值波动巨大,对电池系统的承受能力也是一个考验。

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虽然当前的制动电阻栅能量消耗从能源再利用角度看并不是最好的方式,但在当前生产力条件下确实促进了矿产开采的效率和安全性。

7. 及时推动燃料电池产业的产业化

中国模式基本上是先做纯电动,做纯电动的基础上做插电式和深度混合的燃料电池,最终在比较多的电池插电式基础上再减少电池,做一般的混合动力,在燃料电池深度混合的基础上再减少电池,加大难度,做全功率燃料电池。

2016年5月,中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》,表示要“开发氢能燃料电池等新一代能源技术”。

同时在2018年新能源汽车补贴加速退坡的情况下,中国保持燃料电池汽车补贴不变。

氢能燃料电池技术需要加快发展,这符合我国能源革命的需要,长城汽车股份有限公司副总裁TobiasBruner表示,电池可以作为小体量的储能方式。若体量特别大,氢是唯一的选择。

2017年11月,《节能与新能源汽车技术路线图》发布,明确了中国燃料电池汽车的发展目标:2020年、2025年和2030年分别发展5000辆、5万辆和百万辆。

2018年2月11日,中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟在京正式成立。联盟将推动中国氢能及燃料电池产业的协同创新、资源整合、推广应用和交流宣传,将全面助力提升我国氢能和燃料电池技术的市场成熟度和国际竞争力,也预示着中国氢能及燃料电池产业开始进入规范与加速发展新时期。

2018年5月11日,国务院总理李克强参观丰田的氢燃料电池产品,让氢燃料电池(FCEV)汽车“小火”了一把。21世纪经济报道了解到,目前,氢燃料电池车的发展正处在商业化初期。

2018年5月20日,据科技日报报道,燃料电池关键材料催化剂产业化生产难题,已被清华大学氢燃料电池实验室与武汉一家科技公司的联合研发团队攻克。

2018年5月21日,上海市公布《上海市燃料电池汽车推广应用财政补助方案》,这是地方在氢燃料电池汽车方面的最新政策。

中国汽车工程学会受国家制造强国建设战略咨询委员会、工信部委托编制的《节能与新能源汽车技术路线图》提出,到2020年氢燃料电池车应用5000辆,2025年应用5万辆,2030年达到百万辆规模。

我国人口中国幅员辽阔,虽然资源丰富但随着经济快速发展对于石油、天然气等能源物资仍有极强的依赖性,并随着经济快速增长有扩大化的趋势。民用汽车能源消耗在整体能源消耗中占有重要比例,新能源汽车的推广有助于缓解能源压力,当前纯电动汽车虽然不需要石油、天然气,但对用电、充电设备基建有重新要求。从这方面看氢燃料电池新能源汽车才是真正的新能源汽车,减少了能源压力,零排放环保。

但对于“氢是终极能源”和“氢能燃料电池车是终极环保车”的说法欧阳明高并不认同。欧阳明高认为,氢和电都是能源载体,并无“终极”之。小型轿车对能量要求较低,锂电池可能发挥更大作用。“所以就新能源汽车而言,燃料电池与纯电将来会是共生共存。”

氢燃料电池电堆技术复杂,加氢站建设投资大,并且发达国家把氢作为能源管理,创制了科学安全的氢加注站建设和车载氢罐技术标准和检测体系,有力推动了燃料电池汽车商业化。而我国仍把氢作为危化品管理,管理理念不同制约了我国氢能的利用。

氢燃料电池新能源汽车发展,还需要一段路走,通过打造出标杆示范区域带动全国普及。

即使行业里的最乐观者,预计市场爆发还至少需要五年,欧阳明高、上汽和长城汽车相关负责人将这一技术相对成熟和产业规模化的时间设在2025年。从爆发到市场占有率的提升,还有更长的路要走。

没有终极的能源利用方式,纯电动汽车之前和现在符合发展的需求和满足人民出行需求;增程式混合动力汽车在将来一段时间满足了人民城市通勤和长途出行的需要;氢燃料汽车在未来解决了大功率汽车长距离运输的需要……

在未来也有可能是发现新的能源替代方式出现,像纯电动汽车、燃料电池汽车甚至太阳能汽车。

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虽然当前这种技术条件下,上面这种三能汽车值得让人怀疑,但是未来呢?谁也说不清楚,只要不违背能量守恒,应当支持“百家争鸣”。

 

来源:不耐黑

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