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純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線是新的嗎?

汽車工程師 ? 來(lái)源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-09 16:39 ? 次閱讀

去年歐洲傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國(guó),紛紛發(fā)布了燃油車禁售時(shí)間表,有一些專家解讀,僅僅是一些口號(hào),沒(méi)有法律層面的意義;2017年中國(guó)新能源汽車銷售規(guī)模接近80萬(wàn)輛,其中A00純電動(dòng)乘用車占70%以上,有專家反問(wèn),這個(gè)車有核心技術(shù)嗎?其中有15萬(wàn)輛城市用純電動(dòng)貨運(yùn)車,有專家又質(zhì)疑,有一臺(tái)是正向開發(fā)的嗎?其中有8萬(wàn)多純電動(dòng)公交車,有專家分析道,這個(gè)車是特例,沒(méi)有普遍意義。

這些專家一口咬定,中國(guó)發(fā)展新能源汽車,想“彎道超車”是不可能的事情。筆者無(wú)意反駁專家們觀點(diǎn),只是表述自己的研究結(jié)論而已,純電動(dòng)汽車在中國(guó)洽逢其時(shí),彎道超車成功是遲早之事。

一、中國(guó)生產(chǎn)汽車已經(jīng)有60年多年,不能說(shuō)中國(guó)沒(méi)有汽車技術(shù)積累

1956年新中國(guó)第一輛“解放牌” 汽車在長(zhǎng)春的下線,結(jié)束了我國(guó)不能自行生產(chǎn)汽車的歷史,到今天已經(jīng)62年了;第一輛“紅旗牌”轎車(見圖1)誕生于1958年5月12日,車型編號(hào)為CA71,比韓國(guó)還早10年。1959在武漢還誕生了國(guó) 產(chǎn)公交車車。截止1980年左右,僅武漢硚口地區(qū),汽車生產(chǎn)規(guī)模基本形成,有貨車廠、有公交車廠、有吉普車廠;到1984年武漢就有3家客車廠,既生產(chǎn)有長(zhǎng)途客車、又生產(chǎn)公交車、還生產(chǎn)軍用客車的,有生產(chǎn)特種汽車的、還有生產(chǎn)掛車廠家。其他城市,如湖北十堰(二汽車)、北京、南京等地汽車產(chǎn)業(yè)鏈已具規(guī)模,尤其是二汽車生產(chǎn)東風(fēng)牌裝配部隊(duì),在戰(zhàn)場(chǎng)上表現(xiàn)出色,贏得世人稱贊。2003年清華大學(xué)的校園里已經(jīng)純電動(dòng)中巴車在運(yùn)營(yíng)了(注:陳全世老師研發(fā)系的系統(tǒng))。

以上列出的是一部分案例而已,實(shí)際情況是,中國(guó)加入“世貿(mào)”以前,中國(guó)汽車業(yè)已成體系,也已經(jīng)是中國(guó)支柱性產(chǎn)業(yè)了。但是中國(guó)的汽車技術(shù),一是向蘇聯(lián)、歐洲學(xué)習(xí)來(lái)的,二是自力更生來(lái)的、三是進(jìn)步很快,但是汽車強(qiáng)國(guó)相比,距離比較大。

加入“世貿(mào)”以后,中國(guó)汽車發(fā)展更快,用很短的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)百萬(wàn)輛向千萬(wàn)輛的突破。遺憾的是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)“市場(chǎng)換技術(shù)”初衷。

圖1 第一輛“紅旗牌”轎車

二、什么是彎道超車(或者說(shuō)換道超車)?

彎道超車(或者說(shuō)換道超車),在這里是比喻而言。一些專家在文字層面,占牛角尖,是在誤導(dǎo)大眾。中國(guó)的文字解釋是有多樣的特點(diǎn)。筆者理解,中國(guó)在加入“世貿(mào)”時(shí),承諾要開發(fā)國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng),于是全球的汽車品牌廠都來(lái)到中國(guó)合資建廠。中國(guó)原有汽車體系,受到?jīng)_擊是必然的。如今中國(guó),連續(xù)多年是世界上第一生產(chǎn)大國(guó),也是第一消費(fèi)大國(guó)。初衷”市場(chǎng)換技術(shù)”沒(méi)有實(shí)現(xiàn)?如何辦呢?必須要換思路,于是提出“彎道超車”的口號(hào)。

如何響應(yīng)““彎道超車”號(hào)召,主要途徑是:一是繼續(xù)向汽車強(qiáng)國(guó)學(xué)習(xí),把傳統(tǒng)汽車的先進(jìn)技術(shù)學(xué)過(guò)來(lái),二是開辟新路,實(shí)現(xiàn)趕超先進(jìn)的目標(biāo)。筆者認(rèn)為,“彎道超車”口號(hào)的實(shí)質(zhì)是”開辟新路,實(shí)現(xiàn)趕超”。汽車行業(yè)要把精力放在如何”開辟“新路”上來(lái)?言下之意,老路上,一是強(qiáng)手如林,沒(méi)有機(jī)會(huì)了,困難重重,同時(shí)事競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,已經(jīng)設(shè)置重重堡壘,處處布下了陷阱;二是開辟新路,盡管是困難重重,但是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手少,前行的路上沒(méi)有人為的陷阱。”兩害相權(quán),取其輕“,于是決定發(fā)展新能源汽車,而且是”純電驅(qū)動(dòng)“的新能源汽車的技術(shù)路線。

三、純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線是新的嗎?

當(dāng)下驅(qū)動(dòng)的主流技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),而電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的技術(shù)路線,長(zhǎng)期一直起不來(lái)。這個(gè)意思是,純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線不是新的,為什么說(shuō)成新的呢?其理由是,許多新的技術(shù)可以紛紛用于純電驅(qū)動(dòng)上了來(lái)。中國(guó)文字里“新”含義多樣,如重新來(lái),也是”新“的;老技術(shù)重新用,也是”新“的;新含義還有在原有基礎(chǔ)上提升,也是”新“的。有些專家鉆牛尖,說(shuō)純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線是不新的,原來(lái)就有的,還拿出案例說(shuō),電動(dòng)汽車比燃油汽車還早10多年,進(jìn)而否定”純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線是新的“。

純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線是新的,當(dāng)然是要用的新技術(shù),來(lái)提升的。比如說(shuō),當(dāng)下純電動(dòng)汽車,是不能用鉛酸電池的,必須用鋰離子電池;驅(qū)動(dòng)電機(jī)要提倡用永磁同步電機(jī)等新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品。

一句話,特別強(qiáng)調(diào),純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)必須是新的。

四、純電動(dòng)汽車在中國(guó)洽逢其時(shí)

純電動(dòng)汽車能不能成功,關(guān)鍵是動(dòng)力電池最新發(fā)展成果,即其比能量有沒(méi)有可能替代(或者接近)汽油、柴油的可能性。下面回顧電池發(fā)展進(jìn)程。

1)鉛酸電池

比汽車還早10年電動(dòng)汽車,用的就是鉛酸電池。鉛及其氧化物制成作為電極材料,硫酸溶液作為電解液。140多年過(guò)去了,這個(gè)電池生命力依然在,現(xiàn)在大部分電動(dòng)自行車用的是鉛酸電池,其技術(shù)和工藝也在進(jìn)步。但是鉛酸電池的能量密度低,無(wú)法滿足汽車每年超過(guò)1萬(wàn)公里行程的使用壽命的要求,最終被汽車廠商放棄。

2)鎳氫電池

鎳氫電池正極為鎳氫的化合物,負(fù)極為金屬氫化物,其能量密度、充放電次數(shù)相比鉛酸電池有不小的提升,并且電解液不可燃、安全性有保障,制造工藝成熟。許多廠家將其混合動(dòng)力汽車,進(jìn)行了嘗試,但其充電有記憶效應(yīng)、工作電壓較低(無(wú)法使用高壓快充),混合動(dòng)力汽車可以有用這個(gè)電池,豐田的混合動(dòng)力系統(tǒng),采用阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)+鎳氫電池組,而鎳氫電池正好能夠解決汽車起步動(dòng)力不足的問(wèn)題。但是能量密度還是過(guò)低,無(wú)法用到純電動(dòng)汽車上。這說(shuō)明發(fā)展混合動(dòng)力汽車,主要技術(shù)有鎳氫電池的支撐。換一句話,混合動(dòng)汽車使用電池,其技術(shù)不是最新的電池。這個(gè)也說(shuō)明,混合動(dòng)力是比較節(jié)油,但是純電動(dòng)汽車,卻把油省了。

3)磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池

其能量密度、充放電次數(shù),基本滿足出電動(dòng)汽車的要求,其優(yōu)勢(shì)在于能量密度高、體積小、重量輕、充電效率高。目前其系統(tǒng)比能量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)140kw/kg。配備磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池的純電動(dòng)汽車,一次持續(xù)里程接近一天運(yùn)營(yíng)里程。這個(gè)說(shuō)明,發(fā)展純動(dòng)力汽車,主要技術(shù)有磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池在支撐 。

4)三元電池

三元電池也是鋰離子電池,目前其比能量密度已經(jīng)超過(guò)磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池 ,配備到純電動(dòng)乘用車已經(jīng)是主流電池。單體電池比能量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)300kw/kg,系統(tǒng)比能量可以實(shí)現(xiàn)260kw/kg,一次持續(xù)里程實(shí)現(xiàn)400公里,已經(jīng)不是問(wèn)題。三元電池用到客車指日可待。

5)新型電池在實(shí)驗(yàn)室也已經(jīng)成功,有待工程化

三元電池規(guī)模化生產(chǎn),被乘用車批量配置。接下來(lái)全固態(tài)電池研發(fā)在穩(wěn)步推進(jìn)。這個(gè)說(shuō)明動(dòng)力電池瓶頸已經(jīng)被突破,后續(xù)提升有望。這個(gè)說(shuō)明純電動(dòng)汽車在在中國(guó)洽逢其時(shí),而且可以持續(xù)提升的,彎道超車成功是遲早之事,是有依據(jù)的。

五、彎道超車成功最遲不會(huì)超過(guò)2025年

中國(guó)汽車對(duì)外放,盡管沒(méi)有實(shí)現(xiàn)”市場(chǎng)換技術(shù)“的初衷,但還是學(xué)到許多先進(jìn)理念和技術(shù)的。全世界的汽車強(qiáng)國(guó),都到中國(guó)來(lái)辦公司,合作生產(chǎn),不能說(shuō)中國(guó)汽車業(yè)沒(méi)有一定收益。

彎道超車就是中國(guó)汽車業(yè)向汽車強(qiáng)國(guó)學(xué)習(xí)后的體會(huì)。中國(guó)發(fā)展新能源汽車已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。中國(guó)新能源汽車年銷售規(guī)模2017年已經(jīng)接近80萬(wàn)輛,2018年將實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)輛。2012年開始示范推廣新能源汽車,不到10年,中國(guó)新能源汽車將要實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)年銷售規(guī)模。無(wú)論怎樣評(píng)說(shuō),中國(guó)沒(méi)有掌握核心技術(shù)是說(shuō)不通的。

一句話,彎道超車成功最遲不會(huì)超過(guò)2025年,趕超的路上是辛苦的。

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