摘要:再質(zhì)疑純電動(dòng)汽車技術(shù)路線,沒有一點(diǎn)意義。 2019年1月9日下午,國務(wù)院李總理在中南海紫光閣會(huì)見美國特斯拉公司首席執(zhí)行官馬斯克(見圖1)。馬斯克表示,特斯拉將努力把上海工廠建造成世界最先進(jìn)的工廠之一,同時(shí)根據(jù)中國市場需求將產(chǎn)品本土化,更好實(shí)現(xiàn)互利共贏。 特斯拉將產(chǎn)品在中國本土化,這句話,業(yè)內(nèi)人士基本上能理解其意義。但是近期也有媒體傳遞出國內(nèi)一些專家還在強(qiáng)烈質(zhì)疑純電動(dòng)汽車技術(shù)路線的可行性,這叫人不得其解。筆者通過下面具體案例來說明,純電動(dòng)汽車技術(shù)路線是替代燃油車的終極方案。 一、在中國,純電動(dòng)汽車技術(shù)路線成功案例介紹 筆者2001年開始接觸新能源汽車開發(fā)工作,經(jīng)歷過許多不同動(dòng)力模式產(chǎn)品開發(fā)。起步的時(shí)候,是串聯(lián)混合動(dòng)力,接下來是并聯(lián)模式,再接下是混聯(lián)模式。過去開發(fā)車型多是汽油車、柴油車、天然氣車,要開發(fā)新能源汽車是一個(gè)全新課題,其模式變了,沒有配套的發(fā)動(dòng)機(jī),沒有配套的變速箱、沒有配套的整車控制系統(tǒng),其結(jié)果可想而知。到了2012年,開發(fā)純電動(dòng)公交車,才看到了希望。今天看到一線城市的新能源汽車基本上是純電動(dòng)公交車了,是整車廠在混合動(dòng)力模式上開發(fā)失敗、再失敗的基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)型后的成功。 純電動(dòng)公交車已經(jīng)是一、二城市公交公司新購車的首選。這個(gè)是有數(shù)據(jù)支撐的。深圳公交車已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)化。中國公交車保有量大概是60萬輛,2020年基本可以用純電動(dòng)公交車替換完?;旌蟿?dòng)力公交車在我國推廣起步較早,最后退出,不是政府行為,而是市場行為。基本原因是,混合動(dòng)力公交車,我們做不好,拖累了用戶。 目前還是有一些專家認(rèn)為,中國純電動(dòng)公交車質(zhì)量不過關(guān),但是普遍被全國公交車公司接受了,卻是客觀的事實(shí)。 二、研發(fā)新的發(fā)動(dòng)機(jī)是一門很深的學(xué)問 以城市公交車為例,20世紀(jì)80年早期,還沒有客車發(fā)動(dòng)機(jī),也沒有客車底盤,基本上是在卡車發(fā)動(dòng)機(jī)和卡車底盤基礎(chǔ)上在做客車開發(fā)。即使這樣,全國能開發(fā)公交車整車的廠家還是比較少。到了20世紀(jì)90年早期,才有了國內(nèi)客車發(fā)動(dòng)機(jī)和客車底盤。這個(gè)時(shí)候,才可以開發(fā)出前置發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪前門上乘客、中門下乘客的公交車。接下來,到了21世紀(jì)初,環(huán)保題材開始興起,公交車開始用天然氣了,上海發(fā)動(dòng)機(jī)公司開發(fā)出專門的天然氣后置發(fā)動(dòng)機(jī),在發(fā)動(dòng)機(jī)廠支撐下,整車廠開發(fā)出了天然氣公交車,經(jīng)過3-4年,天然氣公交車被普及出來。要說明的是前置汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、后置柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、后置天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),是發(fā)動(dòng)機(jī)廠家在開發(fā),整車廠是發(fā)動(dòng)機(jī)的用戶而已。整車廠是在開發(fā)整車,其精力放在底盤開發(fā)和車身上。 到了2005年,為了迎接2008年北京奧運(yùn)會(huì)的召開,混合動(dòng)力公交車開發(fā)進(jìn)入新的高潮。整車廠才意識(shí)到,沒有混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),沒有與混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)配套的動(dòng)力電池,還缺一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力耦合的總成。 2008年以后,廣西玉柴開發(fā)出12米公交車混合動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是與混合動(dòng)力柴油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的混合動(dòng)力耦合總成、動(dòng)力電池的開發(fā)不是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的工作。這個(gè)時(shí)候,整車廠已經(jīng)意識(shí)到,混合動(dòng)力系統(tǒng)匹配,對整車廠而言,是力不從心的。2010年以后,上汽投巨資開發(fā)出了12米混合動(dòng)力系統(tǒng),但這個(gè)產(chǎn)品基本沒有上市,項(xiàng)目就夭折了。 什么意思?發(fā)動(dòng)機(jī)原理大家都學(xué)過,但是研發(fā)新發(fā)動(dòng)機(jī)且要上市,是一門很深的學(xué)問?;旌蟿?dòng)力系統(tǒng)(含發(fā)動(dòng)機(jī)),日本廠家是成功的,日本是乘用車的混合動(dòng)力系統(tǒng)。在中國現(xiàn)有水平和基礎(chǔ)上,要開發(fā)成功混合動(dòng)力系統(tǒng)。局外人很難體會(huì)到其困難的之大,尤其是要開發(fā)商用車(大型公交車)混合動(dòng)力系統(tǒng)。 一些小的科技公司開始嘗試開發(fā)混合動(dòng)力系統(tǒng)匹配總成。客觀地說,在中國,上海發(fā)動(dòng)機(jī)公司開發(fā)混合動(dòng)力系統(tǒng),也是十分吃力的。一些小的科技公司基本不具備這個(gè)實(shí)力(技術(shù)實(shí)力、資金實(shí)力)。沒有合格的混合動(dòng)力系統(tǒng)供應(yīng),在組裝基礎(chǔ)上,轉(zhuǎn)型過了的中國整車廠,要開發(fā)合格純混合動(dòng)力汽車,幾乎沒有可能。 三、中國純電動(dòng)公交車為什么能開發(fā)成功呢? 純電動(dòng)公交車能開發(fā)成功的理由如下: ①無軌電車,是純電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,純電動(dòng)公交車也是純電機(jī)驅(qū)動(dòng)的; ②純電動(dòng)公交車是車載電池提供動(dòng)力源,而無軌電車是外部電網(wǎng)提供動(dòng)力源。這是兩類公交車原理上的區(qū)別; ③純電動(dòng)公交車的電源是直流,無軌電車的外部電網(wǎng)也是直流的; ④純電動(dòng)公交車和無軌電車,在許多零部件上,其三電系統(tǒng)的原理上和功能上相通的,無軌電車許多零部件總成可由純電動(dòng)公交車直接用; ⑤純電動(dòng)公交車和無軌電車,在駕駛邏輯控制是也相通的; ⑥無軌電車脫辮子運(yùn)行,就是純電動(dòng)公交車。無軌電車脫辮子運(yùn)行,已經(jīng)成功運(yùn)行了上近20多年; 前期,主要是整車企業(yè),對什么新能源汽車的概念理解不到位,隨著研發(fā)深入,理解更為深刻。從產(chǎn)品實(shí)體層面來理解,純電動(dòng)公交車就是無軌電車脫辮子運(yùn)行,或者說,脫辮子運(yùn)行的無軌電車,就是純電動(dòng)公交車。 但是從產(chǎn)品品質(zhì)和要求來理解,純電動(dòng)公交車比無軌電車?yán)砟罡冗M(jìn)、指標(biāo)更高一些。將無軌電車升級(jí)為純電動(dòng)公交車,還要做的工作有: ①無軌電車不是汽車,是機(jī)動(dòng)車,是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車;純電動(dòng)公交車也是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車。對這個(gè)內(nèi)在邏輯邏輯,局外人不清楚; ②無軌電車脫辮子續(xù)航一般是5公里,而純電動(dòng)公交車要求續(xù)航100公里以上。提高到續(xù)航100公里,基本方法是多裝電池,揚(yáng)子江汽車公司嘗試過多裝鉛酸電池。后來證明,鉛酸電池比能量太低,今天都是鋰離子電池了。今天的純電動(dòng)公交車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)續(xù)航300公里以上了。這個(gè)功勞應(yīng)該歸功于動(dòng)力電池廠家。 ③脫辮子運(yùn)行無軌電車上的電池,充電是無軌電車電網(wǎng)負(fù)責(zé)的。揚(yáng)子江汽車公司借用無軌電車電網(wǎng)給純電動(dòng)公交車充電,也是成功的。但是無軌電車電網(wǎng)對純電動(dòng)公交車充電有局限性,只能對12米級(jí)純電動(dòng)公交車,效果才比較好; ④無軌電車脫辮子續(xù)航一般是5公里,不涉及到安全問題;續(xù)航要超過100公里,電池裝多后的安全問題,就表現(xiàn)出來了。今天的純電動(dòng)公交車基本沒有動(dòng)力電池安全問題了,或者說其安全問題已經(jīng)可控了; ⑤離子電池系統(tǒng)(動(dòng)力電池管理系統(tǒng))對整車廠而言,是采購來的。整車廠對動(dòng)力電池,僅僅是關(guān)心其外部特性,比如,比能量是多少?電池組外部幾何尺寸是多少?電池組接口要求? ③對整車廠而言,電機(jī)也是買來的。整車控制系統(tǒng),在無軌電車產(chǎn)品上已經(jīng)許多年的積累。 一句話,整車廠開發(fā)純電動(dòng)公交車,不用去跨界組織、協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈上技術(shù)配套的難題。 ①采購來的動(dòng)力電池和電池管理系統(tǒng),其質(zhì)量保證有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),有第三方權(quán)威部門監(jiān)管; ②同理,采購來的電機(jī),其質(zhì)量保證有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),有第三方權(quán)威部門監(jiān)管。整車廠不參與永磁電機(jī)開發(fā); ③動(dòng)力電池和電池管理系統(tǒng)、電機(jī)技術(shù)是成熟的、產(chǎn)品質(zhì)量是合格的、是持續(xù)提升的。整車廠關(guān)心的重心是客戶的要求。 ④純電動(dòng)公交車沒有發(fā)動(dòng)機(jī),沒有變速箱了,整車的開發(fā)工作流程更為簡潔了。 四、混動(dòng)(插混、增程)動(dòng)力系統(tǒng)集成離不開發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、動(dòng)力耦合總成廠家的支撐 前面提到上汽投巨資開發(fā)出12米混合動(dòng)力系統(tǒng),最后沒有能成功上市。為什么呢?混合動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)是一個(gè)集成過程: ①要求有符合排放要求,熱效率最高逐步提升的發(fā)動(dòng)機(jī),這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程; ②要求有比能量、比功率等指標(biāo)逐步攀升的動(dòng)力電池。這也是動(dòng)態(tài)的過程; ③要專門開發(fā)出新式的變速箱。這個(gè)驗(yàn)證得10年以上的時(shí)間。 誰來承擔(dān)動(dòng)力系統(tǒng)的集成? ①整車廠來集成。中國的整車廠,都是裝配型。其中心任務(wù)是批量裝配生產(chǎn),動(dòng)力系統(tǒng)的集成不是其主業(yè)。主要模式是采購動(dòng)力集成系統(tǒng); ②中間集成速度跟不上零部件技術(shù)進(jìn)步速度,而市場要求規(guī)格有相當(dāng)多,混合動(dòng)力系統(tǒng)驗(yàn)證要耗費(fèi)巨額資金,中間集成商風(fēng)險(xiǎn)無限; ③發(fā)動(dòng)機(jī)廠對中間集成商沒有興趣,其興趣在整車,發(fā)動(dòng)機(jī)廠要研發(fā)一款專門的混合動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī),同樣要耗費(fèi)巨大的資金; ④中間集成商采購零部件價(jià)格,對整車廠是透明的。整車廠中間集成商的付出,一般不認(rèn)賬的。 一句話,發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、動(dòng)力耦合總成廠家關(guān)心的是自己產(chǎn)品,如何得到整車廠的認(rèn)可,而整車廠關(guān)心的高度集成的系統(tǒng)總成,對零部件的集成,有心無力。 五、特斯拉將產(chǎn)品在中國本土化是能夠成功的 特斯拉公司是純電動(dòng)汽車的路線,其主要優(yōu)勢在: ①特斯拉是采購電機(jī)、動(dòng)力電池,目前中國這個(gè)供應(yīng)鏈已經(jīng)成熟了; ②特斯拉用前后兩個(gè)電機(jī),成功規(guī)避了變速箱這個(gè)技術(shù)屏障; ③特斯拉電池管理系統(tǒng)是世界一流的,在動(dòng)力電池比能量既定的前提下,可以將續(xù)航里程提高到極致; ④特斯拉輕量化工藝是世界一流的,中國鋁資源豐富,鋁供應(yīng)鏈有保障; ⑤特斯拉中國本土化產(chǎn)品定位在30萬人民幣,其市場競爭力,不用懷疑。 六、總結(jié): ①再質(zhì)疑純電動(dòng)汽車技術(shù)路線,沒有一點(diǎn)意義。中國純電動(dòng)公交車已經(jīng)成功,已經(jīng)是客觀事實(shí),中國純電動(dòng)公交車已經(jīng)出口到許多國家,已經(jīng)是客觀事實(shí); ②混動(dòng)、插混、增程動(dòng)力、純電動(dòng)、氫能系統(tǒng),這概念、知識(shí)、技術(shù)都是從國外學(xué)過來的。如今特斯拉公司已經(jīng)把純電動(dòng)汽車的工廠開到了中國,我們沒有理由去質(zhì)疑純電動(dòng)汽車的技術(shù)路線,也沒有底氣去批評特斯拉的純電動(dòng)汽車路線; ③當(dāng)年,日本在混合動(dòng)力汽車取得了成功,向日本企業(yè)學(xué)習(xí),沒有錯(cuò)。日本的是混合動(dòng)力是乘用車,我們用來開發(fā)混合動(dòng)的商業(yè)車(公交車),沒有成功,但是我們用純電動(dòng)技術(shù)開發(fā)的公交車取得了成功; ④今天特斯拉用純電動(dòng)技術(shù)方案,開發(fā)純電動(dòng)乘用車,市場上是成功,已經(jīng)把工廠開到了中國的上海。向特斯拉學(xué)習(xí),也沒有錯(cuò); ⑤氫能汽車同樣是純電動(dòng)汽車,氫能是車載發(fā)電機(jī)而已。通俗地說,氫能電池是一個(gè)車載充電機(jī)。 最后一句話,期待特斯拉產(chǎn)品在中國本土化取得成功。 注:本文作者雷洪鈞博士為揚(yáng)子江汽車公司總工(高級(jí)工程師) ,中國新能源俱樂部專家委員會(huì)主任。 |
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