2019年1月9日下午,國務院******在中南海紫光閣會見美國特斯拉公司首席執行官馬斯克(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的工廠之一,同時根據中國市場需求將產品本土化,更好實現互利共贏。
特斯拉將產品在中國本土化,這句話,業內人士基本上能理解其意義。但是近期也有媒體傳遞出國內一些專家還在強烈質疑純電動汽車技術路線的可行性,這叫人不得其解。筆者通過下面具體案例來說明,純電動汽車技術路線是替代燃油車的終極方案。
一、在中國,純電動汽車技術路線成功案例介紹
筆者2001年開始接觸新能源汽車開發工作,經歷過許多不同動力模式產品開發。起步的時候,是串聯混合動力,接下來是并聯模式,再接下是混聯模式。過去開發車型多是汽油車、柴油車、天然氣車,要開發新能源汽車是一個全新課題,其模式變了,沒有配套的發動機,沒有配套的變速箱、沒有配套的整車控制系統,其結果可想而知。到了2012年,開發純電動公交車,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公交車了,是整車廠在混合動力模式上開發失敗、再失敗的基礎上,轉型后的成功。
純電動公交車已經是一、二城市公交公司新購車的首選。這個是有數據支撐的。深圳公交車已經全部實現純電動化。中國公交車保有量大概是60萬輛,2020年基本可以用純電動公交車替換完。混合動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,混合動力公交車,我們做不好,拖累了用戶。
目前還是有一些專家認為,中國純電動公交車質量不過關,但是普遍被全國公交車公司接受了,卻是客觀的事實。
二、研發新的發動機是一門很深的學問
以城市公交車為例,20世紀80年早期,還沒有客車發動機,也沒有客車底盤,基本上是在卡車發動機和卡車底盤基礎上在做客車開發。即使這樣,全國能開發公交車整車的廠家還是比較少。到了20世紀90年早期,才有了國內客車發動機和客車底盤。這個時候,才可以開發出前置發動機、前輪前門上乘客、中門下乘客的公交車。接下來,到了21世紀初,環保題材開始興起,公交車開始用天然氣了,上海發動機公司開發出專門的天然氣后置發動機,在發動機廠支撐下,整車廠開發出了天然氣公交車,經過3-4年,天然氣公交車被普及出來。要說明的是前置汽油發動機、后置柴油發動機、后置天然氣發動機,是發動機廠家在開發,整車廠是發動機的用戶而已。整車廠是在開發整車,其精力放在底盤開發和車身上。
到了2005年,為了迎接2008年北京奧運會的召開,混合動力公交車開發進入新的高潮。整車廠才意識到,沒有混合動力發動機,沒有與混合動力發動機配套的動力電池,還缺一個發動機動力與電動機動力耦合的總成。
2008年以后,廣西玉柴開發出12米公交車混合動力柴油發動機。但是與混合動力柴油發動機匹配的混合動力耦合總成、動力電池的開發不是發動機生產企業的工作。這個時候,整車廠已經意識到,混合動力系統匹配,對整車廠而言,是力不從心的。2010年以后,上汽投巨資開發出了12米混合動力系統,但這個產品基本沒有上市,項目就夭折了。
什么意思?發動機原理大家都學過,但是研發新發動機且要上市,是一門很深的學問。混合動力系統(含發動機),日本廠家是成功的,日本是乘用車的混合動力系統。在中國現有水平和基礎上,要開發成功混合動力系統。局外人很難體會到其困難的之大,尤其是要開發商用車(大型公交車)混合動力系統。
一些小的科技公司開始嘗試開發混合動力系統匹配總成。客觀地說,在中國,上海發動機公司開發混合動力系統,也是十分吃力的。一些小的科技公司基本不具備這個實力(技術實力、資金實力)。沒有合格的混合動力系統供應,在組裝基礎上,轉型過了的中國整車廠,要開發合格純混合動力汽車,幾乎沒有可能。
三、中國純電動公交車為什么能開發成功呢?
純電動公交車能開發成功的理由如下:
①無軌電車,是純電機驅動的,純電動公交車也是純電機驅動的;
②純電動公交車是車載電池提供動力源,而無軌電車是外部電網提供動力源。這是兩類公交車原理上的區別;
③純電動公交車的電源是直流,無軌電車的外部電網也是直流的;
④純電動公交車和無軌電車,在許多零部件上,其三電系統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公交車直接用;
⑤純電動公交車和無軌電車,在駕駛邏輯控制是也相通的;
⑥無軌電車脫辮子運行,就是純電動公交車。無軌電車脫辮子運行,已經成功運行了上近20多年;
前期,主要是整車企業,對什么新能源汽車的概念理解不到位,隨著研發深入,理解更為深刻。從產品實體層面來理解,純電動公交車就是無軌電車脫辮子運行,或者說,脫辮子運行的無軌電車,就是純電動公交車。
但是從產品品質和要求來理解,純電動公交車比無軌電車理念更先進、指標更高一些。將無軌電車升級為純電動公交車,還要做的工作有:
①無軌電車不是汽車,是機動車,是電動機驅動的車;純電動公交車也是電動機驅動的車。對這個內在邏輯邏輯,局外人不清楚;
②無軌電車脫辮子續航一般是5公里,而純電動公交車要求續航100公里以上。提高到續航100公里,基本方法是多裝電池,揚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。今天的純電動公交車已經實現續航300公里以上了。這個功勞應該歸功于動力電池廠家。
③脫辮子運行無軌電車上的電池,充電是無軌電車電網負責的。揚子江汽車公司借用無軌電車電網給純電動公交車充電,也是成功的。但是無軌電車電網對純電動公交車充電有局限性,只能對12米級純電動公交車,效果才比較好;
④無軌電車脫辮子續航一般是5公里,不涉及到安全問題;續航要超過100公里,電池裝多后的安全問題,就表現出來了。今天的純電動公交車基本沒有動力電池安全問題了,或者說其安全問題已經可控了;
⑤離子電池系統(動力電池管理系統)對整車廠而言,是采購來的。整車廠對動力電池,僅僅是關心其外部特性,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,電機也是買來的。整車控制系統,在無軌電車產品上已經許多年的積累。
一句話,整車廠開發純電動公交車,不用去跨界組織、協調供應鏈上技術配套的難題。
①采購來的動力電池和電池管理系統,其質量保證有行業標準,有第三方權威部門監管;
②同理,采購來的電機,其質量保證有行業標準,有第三方權威部門監管。整車廠不參與永磁電機開發;
③動力電池和電池管理系統、電機技術是成熟的、產品質量是合格的、是持續提升的。整車廠關心的重心是客戶的要求。
④純電動公交車沒有發動機,沒有變速箱了,整車的開發工作流程更為簡潔了。
四、混動(插混、增程)動力系統集成離不開發動機、變速箱、動力耦合總成廠家的支撐
前面提到上汽投巨資開發出12米混合動力系統,最后沒有能成功上市。為什么呢?混合動力系統開發是一個集成過程:
①要求有符合排放要求,熱效率最高逐步提升的發動機,這是一個動態的過程;
②要求有比能量、比功率等指標逐步攀升的動力電池。這也是動態的過程;
③要專門開發出新式的變速箱。這個驗證得10年以上的時間。
誰來承擔動力系統的集成?
①整車廠來集成。中國的整車廠,都是裝配型。其中心任務是批量裝配生產,動力系統的集成不是其主業。主要模式是采購動力集成系統;
②中間集成速度跟不上零部件技術進步速度,而市場要求規格有相當多,混合動力系統驗證要耗費巨額資金,中間集成商風險無限;
③發動機廠對中間集成商沒有興趣,其興趣在整車,發動機廠要研發一款專門的混合動力的發動機,同樣要耗費巨大的資金;
④中間集成商采購零部件價格,對整車廠是透明的。整車廠中間集成商的付出,一般不認賬的。
一句話,發動機、變速箱、動力耦合總成廠家關心的是自己產品,如何得到整車廠的認可,而整車廠關心的高度集成的系統總成,對零部件的集成,有心無力。
五、特斯拉將產品在中國本土化是能夠成功的
特斯拉公司是純電動汽車的路線,其主要優勢在:
①特斯拉是采購電機、動力電池,目前中國這個供應鏈已經成熟了;
②特斯拉用前后兩個電機,成功規避了變速箱這個技術屏障;
③特斯拉電池管理系統是世界一流的,在動力電池比能量既定的前提下,可以將續航里程提高到極致;
④特斯拉輕量化工藝是世界一流的,中國鋁資源豐富,鋁供應鏈有保障;
⑤特斯拉中國本土化產品定位在30萬人民幣,其市場競爭力,不用懷疑。
六、總結:
①再質疑純電動汽車技術路線,沒有一點意義。中國純電動公交車已經成功,已經是客觀事實,中國純電動公交車已經出口到許多國家,已經是客觀事實;
②混動、插混、增程動力、純電動、氫能系統,這概念、知識、技術都是從國外學過來的。如今特斯拉公司已經把純電動汽車的工廠開到了中國,我們沒有理由去質疑純電動汽車的技術路線,也沒有底氣去批評特斯拉的純電動汽車路線;
③當年,日本在混合動力汽車取得了成功,向日本企業學習,沒有錯。日本的是混合動力是乘用車,我們用來開發混合動的商業車(公交車),沒有成功,但是我們用純電動技術開發的公交車取得了成功;
④今天特斯拉用純電動技術方案,開發純電動乘用車,市場上是成功,已經把工廠開到了中國的上海。向特斯拉學習,也沒有錯;
⑤氫能汽車同樣是純電動汽車,氫能是車載發電機而已。通俗地說,氫能電池是一個車載充電機。
最后一句話,期待特斯拉產品在中國本土化取得成功。
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原文標題:[專家聲音] 特斯拉將產品在中國本土化了, 你還有空,去質疑純電動汽車技術路線?
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