從國家來看,2015年我們有一個令人歡欣鼓舞的標志性進展,就是超過美國成為全球最大的新能源汽車產銷國。去年我們將近38萬輛的產銷量,約占全球總量的64%,全球60%以上的新能源汽車在我們國家,從產業的規模、市場化的進程來講,我們確實是引領者,但在技術上還有很大差距。
全球新能源汽車發展概況及總體趨勢
從國家看:美國這些年發展比較平穩,新能源汽車基本上10萬輛/年的銷量。日本現在的量不是特別大,特別去年還有比較大幅度的下降,我們分析主要是受油價的影響,另外就是日本普通的混合動力汽車發展非常快,實際上它總量是有限的,此消彼長,可能在某種程度上也影響到純電動汽車的發展。在歐洲,像法國、英國,發展還是比較快,都有百分之四五十的增長。
從車型來看:現在新能源汽車按我們國家的界定,主要就是純電動和插電式混合動力,還有燃料
電池汽車。目前,主要還是在純電動和插電式混合動力這一塊,特別是純電動汽車的量最大。燃料
電池汽車現在從全球看處于產業化的初期,也就是產品的市場導入階段,主要的銷量是在日本、美國,實際上主要是豐田的銷量。去年大概是500輛的市場規模。
主要暢銷的車型中:純電動的還是占多數,有12個,特別是特斯拉,現在還是全球的銷售冠軍。中國也有九款車進入到全球暢銷車型前20名的行列,在市場化方面確實處于領先的位置。
總的技術趨勢:新能源汽車有兩個方面。一是新能源本身的一些技術發展,這個大的趨勢大家都很清楚,無非重點核心還是在動力電池方面,如何提升能量密度,如何提升續駛里程,包括降低成本。但是我們也從另外的層面看一下整個汽車產業的趨勢,也是新能源汽車發展的一個大趨勢,我想主要有三個方面:輕量化、智能化、低碳化。
輕量化:每減重1%,帶來的節能效果還是非常顯著的。特別是對新能源汽車來講,因為現在電池的能量密度還比較低,整個車重還是比較重,對新能源汽車來講更需要輕量化。與此同時,輕量化帶來的不光是技術上的進步和革新,更重要的是它會帶來一些對我們傳統制造加工工藝,包括生產模式的重大變革。
比如說像寶馬i3,大范圍地使用了碳纖維的材料,它現在整車的重量只有1195公斤,比傳統車減重了250-350公斤,減重的效果是非常明顯的,而且它車身的重量僅僅180公斤,整個復合材料的使用率達到50%。
所以現在碳纖維這種新型輕量化的材料未來在
電動車上可能會首先進行普及和應用。另外,像特斯拉也在鋁合金的材料運用上也做了大量的工作。
智能化:這兩年非常熱,甚至某種程度上來講,我自己感覺現在有一種超過新能源的熱度,無論從傳統車來講,還是和電動車的結合來講,都是一個新的發展熱點。對于電動車來講,更有應用的優勢,因為本身電控的水平程度比較高。按照國際上大家共識的發展前景來看,日本和歐洲目前的預計,實現全自動的駕駛大概在2025-2030年的階段,也就是十年左右的階段。我想這也是需要大家來關注的重要方向。
低碳化:這里講的低碳化實際上是一個全生物周期的概念,我們現在發展電動車在社會上還是有不同的聲音,包括對電動車到底減不減排還有質疑,主要因為電力的結構,煤電將近70%的比例,如果電動車的能耗不能控制在合理的程度,確實會存在不減排的狀況。從未來的角度來看,必須要引入可再生能源,真正實現生物周期的低排放和零排放。這不光是我們所關注的,這些年國際上對這塊也投入了很大精力,特別像歐洲、美國、日本在這方面都做了很多試驗驗證的工作,積極推動新能源汽車和可再生能源的融合,這個未來也是我們重要的發展方向。
非常重要的環節是,如果說新能源汽車和可再生能源,包括智能電網的融合,它不光是解決了環保效益的問題,更重要的一點,它還能帶來在經濟性方面的收益,特別是電池的梯次利用。如果能夠實現動力電池的梯次利用,對新能源汽車降低成本,能夠快速地普及會發生非常重要的推動作用。
國內新能源汽車技術進展
分車型來看,我們現在主要還是以純電動汽車為主。純電動汽車里,商用車和乘用車的數量相當,這也是我們與國外不太一樣的地方。在全球看,國外的重點還是在乘用車。我們對去年市場上銷售前10名的也做了一下統計,目前銷量的冠軍還是插電式的,比亞迪·秦的量是比較大。在前10名的車型里,純電動的有7款,插電式的有3款。
具體來看技術的進展情況。對于純電動乘用車來講,整車全新結構適應電動車特點的專用的電動化底盤的開發,包括全新結構的整車開發,這是一個非常重要的標志。因為前期基本上都是改裝車,都是在原有燃油車的基礎上進行改裝,所以很多性能得不到優化。
對標國際來看,我們認為,國內的技術水平與國外的產品有兩三年的差距,也就是半代產品的差距。
能耗和動力性能:這是顯性的指標,日產的LEAF是一款代表性的車型,這款車的車重將近1.5噸,它的能耗百公里是在11.4度的水平。看看我們現在的一些產品,在能耗水平上還是有欠缺,比如說上汽的150,車重比人家的輕了將近400公斤,但是電耗比人家的略高一點。說明國內的整個性能的優化,低能耗方面還要繼續下工夫。所以目前新能源汽車補貼政策里也在醞釀,除了對純電動乘用車子有續駛里程的要求之外,要增加對能耗的一些要求。
動力:加速的時間和國外也有比較大的差距。這兩個指標是大家能看到的,顯性的指標,實際上內在的一些指標,包括我們的可靠性,還有整個車輛操控的品質、舒適性等方面的性能,這都是我們直觀看不到的,但是這些方面正是我們差距更大的方面。
新能源客車:在技術上我們還是處于領先的地位,市場應用規模在全球也是最大的,而且這個領域也是創新最活躍的,各種技術方案層出不窮,在各地都得到了規模化的實際應用。
這里也對各種方案作了匯總,主要的技術方案現在有這么幾種,包括長續駛里程、慢充方案,也包括短續駛里程、快充的方案,比如說鈦酸鋰的方案,還有換電的方案,也包括在線充電,利用超級電容的方案,還有增程式的方案以及插電式混合動力的方案。各地可以根據自己實際情況有針對性選擇,這些方案從經濟性的角度來看,長續駛里程、慢充的方案和換電的方案,成本比較高,大家在選擇的時候,對經濟性要做深入的分析。
這是零部件的一些情況。目前,我們從電機方面來講,從產品上看,我們基本覆蓋了200千瓦以下的新能源汽車車用電機動力的需求。驅動電機的功率密度、效率這些技術水平與國際水平基本相當,峰值功率大多在2.8-3000瓦/公斤。我們現在也正在開發高轉速電機,而且也得到了應用,最高的轉速現在能夠達到12000轉的水平。 電池:進步較為明顯。磷酸鐵鋰的電池得到了大規模的普及應用,能量密度從2007年的90瓦時/公斤提高到目前140瓦時/公斤。三元材料這近幾年得到了重視,也開始批量化地上車,能量密度能夠得到180瓦時/公斤,與國際單體的水平基本上同步。
電池的系統價格從2007年的5元/瓦時下降到了3元/瓦時。功率型的電池,比功率最高達到了3000瓦/公斤。另外,鈦酸鋰的電池也解決了氣脹等一系列的技術問題,也得到了實際的應用。
整車控制和集成:骨干的整車企業現在都具備了開發的體系和開發的能力,特別從系統到軟件到硬件三個層級都具備了這樣的能力。特別在軟硬件開發模式中,也兼容了全球最先進的體系,基本掌握了純電動的整車集成控制、評價技術。
充電機、電動空調:我們也研制開發出了相應的產品。特別是空調,大家都很清楚,空調制冷、制熱對電動車的能耗影響非常大,對續駛里程的影響也非常大。我們現在主要應用的在加熱方面,還是CTV的方式。但是我們這幾年,從學會角度也在推動高效的熱泵空調技術研發。目前,我們的樣機也出來了,這兩年重點解決產業化的問題。
制動方面,我們也取得了一系列的進展,包括電動的助力轉向系統,應該說也已經實現了產品化。
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