发布时间:2015-02-10 来源:中国汽车工业信息网
提升新能源汽车技术迫在眉睫
新能源汽车正在跳跃式发展,根据官方数据,2014年全国销售新能源车7.5万辆,新能源车越跑越快,中国电动车已经成为世界第二大新能源汽车市场。然而作为“心脏”的电池,不仅是电动汽车的重要组成部分,同时也是电动汽车最为昂贵的部件,电池成本将占到总车成本的40%~60%。电池的功率越大,其充电时间就越长,重量也会大大增加,而增加的电池重量也将消耗相当一部分电能。
国家规定与企业标准
荣威E50、北汽EV200、启辰晨风、腾势、比亚迪e6、秦、唐……目前在上海销售的新能源车共有20多个品牌40多种车型,如雨后春笋,蓬勃疯长。
但仍有大多数新能源车的观望者普遍担心,“相比发动机,电池不靠谱”,为了减轻车主的顾虑,国家公布首批免征购置税的新能源车目录时,特别规定,目录中新能源汽车的动力电池、电机、电控等关键零部件提供不低于5年或者10万公里的质保。
根据新能源车品牌的4S店的反馈,所有享受补贴的新能源车都能符合国家规定的年限和里程数,有的甚至超过国家标准。北汽在整车5年10万公里保修的基础上,电池、电机、电控保修延长到6年15万公里;比亚迪甚至承诺对电芯终身质保。
不过也有车主表达忧虑,“电芯是终身质保,那么电池衰减有保修吗?质保是不是等于免费呢?毕竟大部分的新能源车仅仅上市两三年,还未到电池大量淘汰的时候。”
对于新能源车电池的使用寿命,目前大多数品牌经销商的说法是“电池2000次满充满放”,这就意味着,按照每次行驶在100公里以上,电池使用超过20万公里。按平均2天充一次电,可满充满放10年。
“一毛钱开一公里”,纯电动车使用成本低已经成为共识,然而,车主要面对的问题是,庞大的电池更换费用。据悉,新能源车的电池费用,约占整车费用的一半至2/3。以荣威550插电式混合动力车型为例,更换电池的费用为9.5万元,超过购车价的一半。
但随着新能源车的产量提升和技术成熟,电池成本已经逐年下降,锂电池的核心材料价格2014年比2013年平均降幅达30%。
电池技术仍落后国外 电池行业任重道远
以电机为例,在国内产品搭载在整车之上的有120家左右,但其中近100家在技术上都没有储备,是比较弱小的。总的来看,企业技术水平良莠不齐,除了个别企业外,大部分还比较落后。
同样,作为最关键的电池,也陷入了紧迫发展的状态中。我国基本掌握了车用动力电池的关键技术,且技术指标达到了国外同类产品的一个先进水平,但产业存在问题和差距。我国磷酸铁锂动力电池产品比能量密度、高低温特性、可靠性、经济性明显低于国外采用三元材料动力电池的技术水平。而企业方面,我国企业数量众多,而大多数的企业的经济规模、盈利能力、研发队伍、研发能力、研发体系和日本、韩国的企业比相差甚远。
2015年1月下旬在天津举办的2015全球新能源汽车大会上,全球领军的锂离子电池隔膜制造商(隔膜是电池关键部件,是能有效阻止电子移动而能让离子运动的膜)美国Celgard公司全球销售与市场副总裁林密表示,Celgard在全球锂电池隔膜的占有率约为55%,在三元体系的电动车隔膜占有率约为85%。这意味着,这家美国公司已经基本主宰了全球锂电池隔膜供货。
除了电机和电池,电动汽车“三电”关键技术中的电控系统,来自中国的零部件企业也接近“失语”。为了寻求供应商,电控系统前几天联系了四五家本土企业,情况都不乐观,整体技术相对于国外还有较大差距。电动汽车最关键的包括三大件和三小件,三大件指电池、电机、电控;三小件指电动空调、电动转向机和电动刹车。相关专家表示,目前,除了三大件和三小件,开关管、插电管、芯片没有能自己造的,如果再不加快布局,以后一辆汽车打开之后全都是美国制造、德国制造,将没有一样是中国制造。
防止核心零部件空心化 亟须政策完善
由于本土供应商在新能源汽车的零部件技术的先进性和可靠性竞争力不强,使得国内整车厂在供应商的选择上,偏向于质量更好、价格更低的日韩企业。比如电池领域,最近三星、LG和SK先后宣布在中国设立合资公司,包括上汽、长安等多家国家主流的车厂也准备在他的自主品牌汽车中采用韩国生产的电池。
电动汽车要避免产业空心化,国家仍然应该对新能源汽车进行大力的支持,着重对共性技术进行研发,对系统级的零部件加大投入。提高核心零部件的水平和系统集成能力,这样中国的整体水平才能上去。与传统汽车能力相比,现在看起来新能源汽车与世界的差距小一些,但距离有被拉大的趋势。整个电驱动产业链研发和培养不足,没有一批有核心竞争力的优质供应商,我国电机系统的水平很快又会被甩在后面。
但要形成对零部件体系的支持,从中央政府层面需要完成的工作还很多。首先是技术标准的建立,现在都是各个整车厂家自己设置一个标准,不同采购主体之间在供货标准上完全不统一。业内人士认为,有了标准之后,行业准入和监管也需要跟上。工业和信息化部装备工业司司长张相木在日前举办的中国电动车百人会上透露,未来工信部会制定一些零部件的准入制度,第一个是电池准入。
2015年预计年产量20万辆,2020年预计年产量200万辆,新能源车产量剧增的背后,将会产生大量报废的动力电池。北汽集团董事长徐和谊表示,目前还没有一个完美的技术能解决废旧电池所带来的二次污染的问题,现在厂家能做到的就是尽量延长电池的使用寿命,提高电池每公里的使用率。
现阶段国家并没有出台汽车报废电池的回收再利用方面的相关标准和规定。此外,我国不同车企的电池路线、电池规格都各不相同,也造成了动力电池型号过多、产量分散的问题。
业内人士表示,从新能源汽车报废下来的电池并不是没有价值,它还可以被用作储能或者相关的供电基站、路灯等其他方面。如果新能源汽车动力电池梯次利用能被系统化和规模化,可以降低新能源汽车的生产和使用成本。
要解决我国新能源汽车产业链条中各自为政的态势,单靠车企、电池企业或者电池租赁的运营商主动牵头都具有较大难度。在相关产业链尚未形成完整的闭环之前,还是应该由政府来推动更为合适。据悉,上海市曾出台政策,生产企业每回收一套新能源汽车动力电池,给予1000元的补助。
新晋技术可圈可点
“双模三擎”——插电式混合动力系统
代表车型:比亚迪 唐/宝马i8
创新指数:★★★★
技术难度:★★★★☆
技术简析
“双模三擎”这个词是比亚迪叫出来的,而宝马i8所使用的动力解决方案与比亚迪唐在原理上类似,都是一台高性能发动机+前后独立工作的两台电动机。这套插电式混合动力系统更加高效,按照比亚迪唐的设定,这套系统的能量分配方案如下:
1、怠速状态下,发动机为电池充电;
2、正常行驶时,发动机为电池充电,车辆靠后驱电机来驱动;
3、经济模式下,车辆依靠后驱电机驱动,而发动机停止工作,此时纯电动续航里程约为85km;
4、当油门踏板达到一定深度,车辆进入“最强劲模式”,此时发动机、前后两台电动机均参与到车辆的驱动中,达到最高动力输出。
当然,唐也可以通过外接电源对它的磷酸铁锂电池进行充电。
插电式混合动力我们其实不陌生了,丰田早在1997年就推出了世界上首款油电混动车型——普锐斯,现在也成了日本的“街车”。而宝马和比亚迪运用的插电式混动系统,将一台电动机增加到了两台,分别控制前后轮的动力输出,结构上还省去了中间的传动轴,使得传动系统的动力损失也降到最低。根据比亚迪股份有限公司董事长兼总裁王传福透露,将来比亚迪还会推出“双模六擎”解决方案,每个车轮都能实现单独的动力输出控制,甚至是车轮正转/反转的自由控制!然而随着电机数量增加,控制系统的复杂程度和标定工作量将成几何级数增长,比亚迪真的有这个技术实力吗?据说这种车型有可能是2016年亮相的“明”,当然这都是后话了。
从1997年第一代混动车型诞生,到今天混动SUV甚至混动超跑的面世,技术成熟度的提升带来了更多的可能。正当我们在混合动力方面深入挖掘的时候,丰田,这家混动的“鼻祖”,似乎又有新动作。
宇宙黑科技——燃料电池技术
代表车型:丰田Mirai
创新指数:★★★★★
技术难度:★★★★★
丰田Mirai动力系统结构
技术简析
在新能源领域,燃料电池是另一种不错的选择。燃料电池,实际它并不发生“燃烧”化学反应,而是利用氢气和氧气产生化学反应释放的电荷来形成电流,其中的关键技术为“电解质薄膜”拆解氢气,这也是燃料电池领域最难被攻克的技术壁垒。燃料电池技术可以使电动机功率相当于普通2.0升自然吸气发动机。此外,3分钟可以充满两个储氢罐,里程超过600公里。
解决的方法是,通过一层电解质薄膜,薄膜两边分别是氢原子和氧原子,在催化作用下,氢原子放出一个电子,剩下的质子通过薄膜后,与另一边的氧原子和放掉的那个电子再结合,生成水,在这个过程中释放能量(电能)。电能随后被储存在燃料电池中,供电动机做功。
如果说奔驰S级是在豪华与舒适上“重新发明了汽车”,那么2014年11月上市的丰田Mirai就是从能源层面重新发明了汽车,这说明该技术的可靠性、动力与驾驶的匹配等早已通过了实验验证阶段,可以交给消费者“审核”了。除了丰田,大众也在燃料电池方面颇有建树,去年的洛杉矶车展上,大众亮相了三款燃料电池车型,分别是燃料电池版的Golf、Audi A7和Passat。
如同混动、电动车型的普及,燃料电池车推广的最大难点在于加氢站的建设以及一系列后市场的完善。丰田的做法是2020年之前,免费开放有关燃料电池的5680项技术专利,而有关氢气生产和供应的专利则永久免费。虽然丰田在技术研发环节贡献了巨大的精力和成本,但最终燃料电池车的推广还需要全行业乃至全社会的共同努力。