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丁華杰:揭秘新能源汽車節能背后秘密

汽車之家丁華杰 2015-04-30 16:19:44

新能源汽車節能似乎已成“常識”,事實上,這個常識建立在一個概念的基礎上,這個概念就是汽車能耗計算方法,對于傳統汽車來講很簡單,按照一定的標準路況測試,結果就是百公里油耗,而新能源汽車,筆者此前一篇專欄文章中談到過這個具體方法,具有一定續駛里程的插電式混合動力汽車,按照測試標準核算下來,油耗是非常低的,而純電動汽車百公里油耗是零。

理解了這個概念之后,再回過頭理解新能源汽車發展現狀及未來就非常明晰了,新能源汽車市場并不是一個技術自發的市場,而是政府為了能源安全、環境問題等諸多考量進行政策導向市場,去年在一個新能源大會上和幾位新能源領域投資人談到這個問題,他們甚至認為這個市場是“補貼市場”,我認為“政策導向市場”更為準確一點,因為補貼終究會退坡,政府政策導向則會繼續下去,直到這個產業達到相應的規模。

為什么不屬于“技術自發市場”呢,因為電動車電機、電池技術早就存在,并且電動車的概念甚至比傳統汽車還要早,但是它并沒有發展起來,直到近些年,能源危機、環境問題以及二次能源的傳輸和利用隱藏的技術革命的機遇,讓政府界對于發展電動車充滿了憧憬,從而在汽車行業發展的門檻上設定了一系列政策法規,迫使汽車企業向新能源汽車轉移。

所以,這個時候研究新能源汽車未來的趨勢,要看政策導向到了哪里,然后這些導向又有哪些限制,這些限制又有什么樣的技術能夠突破,這就是整個新能源汽車發展的脈絡,而不是簡單地想當然為什么現在還不上馬燃料電池、為什么不上馬純電動等,我們從政策、核心技術以及梯度化應用三個角度進行分析。

市場與門檻反復博弈迫使新能源上馬

新能源汽車政策有很多,對于中國新能源汽車定性的政策是《國務院關于印發節能與新能源汽車產業發展規劃(2012~2020年)的通知》,被業內視為監管部門迫使汽車制造商進軍新能源汽車的綱領性政策,提到眾所周知的“實現2015年和2020年我國乘用車產品平均燃料消耗量降至6.9升/100公里和5.0升/100公里的目標”。

當然,單純出臺這項政策沒有什么意義,2015年的6.9升每百公里與2020年的5.0升每百公里沒有具體的操作步驟,此后出臺了《乘用車企業平均燃料消耗量核算辦法》,提到:“對企業生產或進口的純電動乘用車、燃料電池乘用車、純電動驅動模式綜合工況續駛里程達到50公里及以上的插電式混合動力乘用車,綜合工況燃料消耗量實際值按零計算,并按5倍數量計入核算基數之和”。

這個政策的意義就明顯了,筆者理解的意思就是你可以進行生產、銷售當下的傳統發動機車輛,事實上多數汽車制造商正是依靠這些B級車、C級車賺錢生存的,只要你“搭售”相應的新能源汽車,就可以滿足相應的指標,這些比較明確,這是一項妥協,基于現實情況的妥協,對于發展新能源汽車這個本質性的東西有利好。

而2015年乘用車產品平均燃料消耗量達到6.9升/100公里,通過我們談到的直噴汽油機技術、渦輪增壓技術、DOD等技術應用可以實現,這也是傳統節能技術的梯度化應用,如果達到了2020年的5.0升/100公里,意味著新能源汽車技術會逐步梯度化應用。

從電氣化系統優化改進、到自動起啟停系統、微混、弱混、中混、強混、插電混、純電動到燃料電池,這是隨著油耗規則一步步嚴格之后,逐步走出來的。這些技術不再是一種猜測,近兩年上海通用推出的新車型已規模化采用這一技術。同時還有包括寶馬等車型也是類似策略,通過對電機技術以及電瓶壽命的改進,啟停技術也將會有更廣泛的發展空間。

電氣化梯度化應用具體如何走

關于新能源汽車,大家都談核心技術,包括電池、電機系統等,區別于傳統汽車的核心技術主要存在于兩點:傳動系統和能量存儲系統,對于傳動技術來講,主要是變速箱與電機集成,就像我們談到的豐田汽車的普銳斯單行星排傳統系統、通用沃藍達雙排行星齒輪、雙電機集成的傳動系統,在行業內被公認比較成功的核心技術。

對于能量存儲系統來講,就是成本博弈能耗的結果了,消費者對于車輛能耗降低是沒有底線的,最完美的車輛是開車沒有任何能耗,這不現實,但是按照目前的測試方法,純電動汽車油耗是零,但是純電動汽車需要相應的里程、意味著足夠大的電池容量、更意味著不菲的成本,所以,這個時候博弈的結果就是滿足法規要求的能耗范圍,然后拿出消費者認可的售價,二者平衡和博弈決定了車企的新能源汽車產品的投放。

所以,作為梯度化應用,隨著混合度增加,電池容量增加、電機的功率增加,最終一步步逼近純電動汽車。最早應用的是直接起停技術,它通過調整發動機在整車怠速等工況下進行關閉、起動降低油耗,目前來看,對于12V電池系統,大概有3%~5%一個能耗降低。

如果路線持續下去,會要求更多的電動助力(E-Boost),這個時候對于電池系統要求也會逐漸增加,會逐步變成24V系統、48V系統甚至115V等更高電壓等級,這個時候已經上升微混或者弱混層面,能耗能夠降低9%~15%左右。

隨著整個法律法規的完善,我們需求更大的電機、電池系統去調節發動機工作在最佳效率區,逐步會應用中混和強混系統,這時候的價格也會大幅度提升,目前來講,這些都是不久未來快速應用的內容。

如果持續滿足2020年的法律法規要求,增程式混合動力汽車(EREV)和插電式混合動力汽車(Plug-inHEV)混逐步應用,特別是一些大排量的車型會逐步應用這些技術來降低測試油耗,當然,隨著整體油耗標準的完善,這些技術會逐步走向純電動汽車以及燃料電池技術。

這種梯度化應用不以簡單的個人喜好為轉移,而是滿足政府政策門檻、市場消費者需求以及汽車制造商實際情況三者前提下,最為務實的一種選擇,也讓我們對于汽車制造商近幾年推出的新產品拭目以待。

注*:按照慣例,本文談到的新能源汽車泛指混合動力汽車、插電式混合動力汽車和電動汽車。

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