混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

前段時間總理參觀豐田工廠,對出行平臺、氫燃料電池車、自動駕駛等豐田汽車最尖端的高科技產品進行了深入的瞭解。看到氫燃料電池車Mirai的時候,總理若有所思。

5月初2018中國汽車論壇,之前一直力挺電動車路線的科協主席萬鋼也說“研發高效率機電混合的系統是我們現在新能源汽車的方向”。

從以上來看,我國的新能源路線以後可能不再是單一的純電方向,而是以純電為主,其它手段並行的多樣化的發展路線。

那麼現在有哪些多樣化的發展線路呢?從全球車廠的投入方向看來,目前主要有四種發展路線。

首先,當然是純電車(EV)的路線,以特斯拉、日產、三菱、大眾、奔馳、寶馬、通用和比亞迪為代表。

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電動車的歷史,早得可能有點超出你的想象,1881年,法國工程師古斯塔夫·特魯夫發明了第一輛以可充電電池為動力的電動三輪車,裝配了鉛酸電池。

之後,19世紀末20世紀初,而電動車卻進入了黃金髮展時期,法國和英國都出現了電動車製造公司,電動車曾經一度在速度和續航能力方面不斷地刷新著記錄,1899年就已經有時速破百公里的電動車了,而這個時候內燃機才剛剛起步。

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當然,電動車的主要問題還在於充電太慢,行駛里程不夠遠,隨著內燃機技術的不斷進步,方便高效的汽柴油燃料迅速佔據了主流,成為當今的主要汽車動力。

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風水輪流轉,近年來,由於化石燃料的不可再生、大氣減排壓力以及嚴格法規的限制,電動車又逐漸回到了人們的視野。而我國也開始大力發展電動車還有一個考量:合資形式並沒有讓我們掌握汽車工業的核心技術,如果能在電動車領域發力,走出一條自己的發展道路,“彎道超車”就有可能讓中國的汽車工業在未來佔得先機。並且中國的水電和核電都技術先進,火力發電的燃料煤也多,因而為此出臺了一批鼓勵政策,力度很大。高峰的時候新能源政策的補貼豐厚,以某款微型電動車為例,官方指導售價區間為15.18-18.88萬元,在享受國家補貼、地方補貼和廠家補貼後,終端售價為4.68-5.98萬元。豐厚的補貼讓國內車廠紛紛上馬電動車項目,其中也出現了不少騙補的亂象。還有一些政策也規定了汽車企業要擴大規模,也必須上馬電動車項目等。總之,政府政策的鼓勵和硬性引導,使得中國市場成為全球電動車的沃土,為了保持在中國這個全球最大汽車市場的銷量,合資企業也紛紛投資電動車項目。在政策刺激下,許多汽車初創公司也開始加入電動車大軍,如威馬、前途、蔚來、拜騰、雲度等,出現了一批“造車新勢力”。

“彎道超車”究竟效果如何,尚待觀察。不過電動車也是車,除了動力系統外,底盤、車身、電氣都是四大組成部分,任何一部分都需要長期的技術積累。上述國外汽車巨頭都在電池和電機的研發上投入巨資。彎道是肯定有的,是否能超車還比較懸。

第二種路線,是內燃機的增效。以馬自達、豐田為代表。

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當純電動汽車技術越來越成熟併成為研發主流的時候,一些企業卻仍在專注於提高傳統汽車發動機的熱效率。

所謂熱效率就是發動機中轉變為機械功的熱量與所消耗的熱量的比值。1867年,尼古拉斯·奧托發明了一種四衝程循環的內燃機,使用汽油作為燃料,這就是汽油機,當時的熱效率有11%左右。1892年,魯道夫·迪塞爾發明了壓燃式四衝程內燃機,使用柴油作為燃料,當時直接將熱效率提高了一倍。不過發動機的熱量幾乎有一半損失在發動機的冷卻和排氣上,內燃機發明100多年以來,汽油機的最大熱效率曾經長期在30%左右徘徊。

近年來,馬自達和豐田相繼在內燃機熱效率上取得突破,馬自達的創馳藍天(SKYACTIV-X)汽油發動機最早將最大熱效率推進到了38%。在與馬自達交換技術後,豐田做出了目前最大熱率最高的汽油發動機,達到40%,而混動發動機熱效率更高,達到41%,並將在未來實現50%熱效率。馬自達創馳藍天二代的發動機也將最大熱效率目標設定為50%。

馬自達、豐田不約而同的把未來的目標設定到50%,單從碳排放來說,50%的熱效率其實要比純電動車更環保了。

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面對新能源發展的需求,我國內燃機產業面臨的轉型壓力最大,今後的法規會更嚴格。內燃機技術本身要用效率來降低排放為主線,在高質量的技術,高性能的關鍵零部件,以及先進的燃燒技術等方面需要有組織的科研攻關。

第三種路線,混合動力技術,豐田一家獨大。

混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

混合動力技術包含HEV(混合動力)和PHEV(插電式混合動力),曾經被認為是一種過渡的汽車技術。但事實上,2016年上市的豐田四代普銳斯採用最大熱效率40%的發動機後,油耗已經降低到百公里2.5L,排放已經遠遠低於純電動車!

在未來,多種能源的混合使用也可能是汽車技術的一個重要特徵,畢竟,它更節能也更能確保消費者使用的便利性。實際上,混合動力技術的一個關鍵賣點是:它是一個汽車動力控制系統的變革而不僅僅是它是哪幾種能源形式的混合,油電混合是混合動力,氫動力和電力混合也是混合動力,這些能源隨著人類的不斷探索會有變化,但在動力的控制系統上,我們需要掌握一套成熟的可以大批量、低成本銷售的混合動力控制系統而不再是單一的動力控制系統。

混合動力車型是電動車的基礎。混合動力有五個關鍵技術,分別是:電池、電機、制動回收系統、發動機、變速箱,而前三項恰恰正是電動車的三個關鍵技術,混動技術研究好了,就能水到渠成的發展到電動車。以第四代插電版普銳斯為例,電動模式下EPA循環電耗為120MPGe,比目前最省電的電動車電耗還低。可見豐田通過混合動力積累了先進的電動車技術。

混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

根據國家要求2020年車企平均油耗降至5.0L/100km,2025年4.0L/100km的要求,研發高效率機電混合的系統必然是未來的方向之一。

第四種路線,燃料電池汽車(FCV)。以豐田、現代為代表。

混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

燃料電池汽車是一種用車載燃料電池堆裝置產生的電力作為動力的汽車。車載燃料電池裝置所使用的燃料為高純度氫氣或含氫燃料經重整所得到的高含氫重整氣。與通常的電動汽車比較, 其動力方面的不同在於FCV 用的電力來自車載燃料電池裝置 。因此, FCV 的關鍵是燃料電池堆。在這個方面,豐田走在世界前列,早在2014年底,豐田首款氫燃料電池車Mirai已經率先在日本進行銷售。補貼後的價格只相當於低配的皇冠。現代也不甘落後,2013年就推出了ix35 FCV車型。現代汽車新一代氫氣燃料電池SUV FE將於2018年上市,續航里程800公里,功率120千瓦。

混合動力不是過渡技術 新能源只有彎道,沒有超車!

除了電池堆和儲氫罐,燃料電池系統還包括很多其他的關鍵部分,比如動力控制單元、2次驅動電池、驅動電機等等,這些在豐田混動車型上都有,Mirai所採用的2次驅動電池,就與新款普銳斯的完全一樣。沒有在混合動力領域的長期技術積累,就不可能有Mirai。

Mirai在日語裡意為“未來”,豐田希望在新能源領域開拓新藍海。在其它廠家紛紛專注於電動車的時候,Mirai可以看做是豐田對未來的押寶。

值得一提的是,在Mirai投產的同時,豐田宣佈將開放氫燃料電池技術專利的使用權,未來全球範圍內的汽車製造商是和零部件供應商將可以免費使用豐田的氫燃料技術專利。其中,包括Mirai的1970項關鍵技術。

從以上四種路線可以看出,儘管各自主攻方向不同,但最終的目的是一樣的,甚至在研發的路途中,還會有相輔相成的做用。

過去20年,豐田是唯一新能源路線沒有動搖過的汽車巨頭。一直在按內燃機提效—混動—插電混動—FCV的路線在穩步前進。並在這個過程中不斷積累技術,從而可以造出各種技術領先的新能源車輛。哪怕是沉迷於內燃機增效的馬自達,也想通過與豐田的合作,最終搞出氫轉子發動機。

所以不管是採取什麼新能源路線,都不能顧此失彼,政府可以大力引導發展新能源,但具體走那條路,還是應該把決定權還給市場。,“市場在資源配置中起決定性作用”這是總理經常說的,這是真理。因為完全競爭市場的資源配置效率是最高的。


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