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对新能源汽车战略实施路径的思考

发布: Simwe    来源:中国工业报    发布时间:2012-09-10    收藏】 【打印】  复制连接 【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

朱福寿:新能源汽车产业化的突破口在区域性运营车辆

9月1日,2012中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,东风汽车公司总经理朱福寿以“如何在近期实现新能源汽车产业化的突破”为题,与参会人士分享了东风公司的实践经验。

朱福寿首先表明,受电池续航里程与寿命、高速公路充换电基础设施、电网安全等因素的限制,要在短期内实现用纯电动汽车、新能源汽车,替代燃油车在高速路上长距离行驶不太现实,但这并不妨碍新能源汽车在区域性运营中的优势与广阔市场。

朱福寿认为,我国新能源汽车产业化的突破口就在公交车、出租车、短距离代步车等出入范围较固定的车型上,公务用车等区域性用车也有很大市场空间。原因有以下四方面:第一,这几类车型对电池的续航里程要求较低,可以对投入成本进行有效控制和规划;第二,充换电可由当地政府牵头组织电力公司等市场主体建设,并能较快形成区域性的充换电网络;第三,降油耗效果非常明显,而且将现有的公务用车替换成电动汽车还能在很大程度上避免公车私用;第四,有助于解决城市的环境污染问题,城市空气质量将因此大为改观。

在新能源汽车商业模式的问题上,朱福寿认为,从短期看,合理模式是以换电为主,充电为辅。新能源汽车的基础设施目前主要有交流充电站、直流充电站和电池更换站;从运营模式上看主要有充电模式、换电模式。

相对于充电模式,换电所需时间短,目前我国地方建设的大型充换电站整车综合换电时间为6~8分钟,与传统车辆加油时间基本相当;而且换电的优势进一步在于能够方便管理,适用出租车公司、公交车公司,便于统一标准和统一管理。换下的电池可以集中到晚上充电,这样不仅节省电费,还能够提高整个电网经济运行的水平和安全性。

“此外,在换电模式下,我们可以考虑利用原有的4S店、维修站等其他各种各样的网点来建设简易的换电设施,投入成本非常低;充电设施可考虑与换电设施相分离,建成若干个,这样新建充、换电站一起做,投资小、见效快,能够充分利用现有的汽车销售网络资源,发挥多个市场主体的积极性。”朱福寿说。

据朱福寿介绍,在换电模式上,在欧洲,一个集充、换电为一体的大型充换电站投资达2000万~3000万元。“这样的模式在我国基本没有办法商业操作。因为投资太大,所以我们的建议是建立一个换电跟充电相分离的模式,比如建一个换电池的简易装置,大概几十万元就够了,换一个电池也就15~20分钟。换下来以后把所有电池在晚上集中充电,通过智能电网解决问题。”

至于“充电为辅”,朱福寿解释,就是在用户上下班的地方建一些充电设施,使其可以利用白天工作的停滞时间给电动汽车进行充电。另外一方面,目前消费者普遍对电池更换后的质量或性能存有疑虑,私家车的电池更换目前还很难被接受,因此对私家车更适用的商业模式是充电模式。

为了进一步加快实现新能源汽车产业化,朱福寿提出三条建议:第一,要尽快着手研究可以操作的新能源汽车产业化的路径;第二,制定与出租车、公交车等大客户群体换电电池的标准,因为换电关键的是电池标准;第三,新能源汽车产业化要结合现阶段的技术,采用适合的商业模式,这样才具有现实性和可操作性。

山科忠:混合动力技术是实现可持续发展的交通社会的关键技术

“混合动力技术是实现可持续发展的交通社会的关键技术。”9月1日,丰田汽车株式会社专务兼丰田汽车研发中心(中国)有限公司总经理山科忠在2012中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,介绍了以混合动力为核心的丰田电动汽车技术。

山科忠介绍,丰田主要开展了传统汽车节能、代用燃料汽车、混合动力与电动汽车三方面的研究,其应用的原则是根据恰当的时间、恰当的地点,公司会根据不同国家的需求来销售不同的汽车。

山科忠表示,就目前电池技术来说,电动车比较适合于短途使用,或者从公共交通车辆开始导入;另一方面,丰田认为无须担心充电设施就可以使用的混合动力车HEV以及插电式混合动力车PHEV可以替代传统动力车,电动车和燃料电池车今后会阶段性地实现普及,但目前混合动力车和插电式混合动力车担负着节省石油的重任。

通过40年的开发工作,丰田认为电动车存在着诸如充电设施、充电时间、续航里程、电池成本、车内空间等需要解决的课题,因此其全面替换传统汽车尚需时日。但同时丰田也认为,在利用电能方面比较现实的方法是插电式混合动力车,它综合了电动车和混合动力车的优点。

从丰田公司与中国汽车研究中心共同就插电式混合动力车开展的为期12个月的实验数据发现,分别在住宅和工作单位的停车场为共计19辆丰田普锐斯进行的实验中,以纯电模式行驶的距离为20公里时,PHEV与传统车相比有64%的节油效果;如果行驶距离为30公里时,PHEV与传统车相比有高达71%的节油效果,可以看到节油效果是非常明显的。

“对顾客来讲最大的变化是使用了电能。”山科忠说。作为电能利用的先行者,丰田在设计阶段首先可能考虑用户购买时尽量不损失其作为车辆的使用方便性,并且要满足客户的各种需求。

“混合动力技术是实现可持续发展的交通社会的关键技术。”山科忠表示,“混合动力车的核心电池、电动机等关键零部件可以比较灵活地应用于EV、PHEV和PCEV(燃料电池电动汽车)。”

山科忠还介绍,混合动力系统在匀速行驶、减速等状态时,能够回收车辆浪费掉的能量;在起步、低速状态等发动机工作效率低下的轻载区域以及急加速情况下,可以将回收的能量再次作为电力进行利用,通过电动机确保响应速度,不仅实现了油耗改善,对提高车辆的性能也非常有效。

山科忠透露,丰田将在2015年前进行混合动力车用关键总成的国产化开发,同时继续开展与混合动力系统车辆匹配的技术开发;预计2015年,会在一汽丰田和广汽丰田两家合资企业中生产出符合中国市场需求的HEV新车型。

林程:电动商用车可作为大力推广的入门车型

9月2日,北京理工大学电动车辆国家工程实验室副主任林程在2012中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,向与会者介绍了北理工近年来所进行的纯电动商用车的研制情况。

从1992年开始,北理工进行了电动汽车尤其是纯电动汽车领域的研究工作。林程说,国家出台的相关政策和文件,已经明确指出纯电驱动是我国战略转型的一个主要方向。他认为,“从中国目前的电动车状况看,基本上可以满足一些低速电动车的要求,尤其是可以小范围地满足一般低端的电动乘用车的要求,这是目前国内能够实现量产动力电池的现状。”林程指出,“和燃油车相比较,电动汽车还有一定的差距。”

作为从事20多年纯电动汽车研究工作的科研机构,北理工在上世纪90年代就推出了我国第一辆纯电动大客车。2008年以后,北理工的平台技术,特别是电动客车的平台技术,在奥运会、世博会以及亚运会核心区域得到了大量运用,现在北京市电动汽车的很多整车平台都来源于北理工的技术。

林程认为,电动商用车现在作为一个入门车型(因为其电池和电机的要求相对于电动乘用车要求低一些),可以进行大力推广。近几年,北理工研制专门的电动商用车平台体系,其能源系统已换成可快速更换的锂离子动力电池系统,并设置了专用仪表和专用空调,还有电动助力系统等,提高了整车效益,每百公里电耗已从原来的170度,降低到现在的100~120度。

此电动商用车平台所有的系统都由数字化网络进行连接,采用三路CAN总线分别对整车高压、低压和电池等系统信息进行和控制,包括ABS、低压和灯光系统等等都是由不同的组线连接起来,同时其核心部分应用了高密度的车用永磁同步电机。林程说,现在国内大部分电动大客车都采用了永磁同步电机,功率密度达到了2.5千瓦/公斤以上,电机响应速度也变得非常快,满足了汽车动力学的特性要求。

此外,北理工还研发出一体化多挡的AMT系统,其在国内电动车上的应用是首次。同时,由于采用了电动变频空调技术,突破了通常情况下空调能耗占整车能耗三分之一的状况,实现了能耗的降低,噪音也降低了5分贝。

林程表示,在电动汽车应用的三大要素——整车、充电基础设施和商业模式中,商业模式是第一位的。“只有把商业模式确定好了,才能确定采用什么样的充电基础设施;通过这种定制的方式,才能够实现车辆技术与应用的完美结合。”林程说道。

林程介绍了一种北京市采用的电池快速更换模式,在8分钟内就可以把电池换下来。这样,一个充电站只要配三分之一的备用电池就能够满足50辆车的示范运行,有效提高了整车的有效载荷。

尤可为:全生命周期显示电动汽车耗能远低于传统汽车

“由于纯电动汽车的能量效率非常高,因此其总能量消耗是远远优于传统汽油车的。”9月2日,中国汽车技术研究中心尤可为博士在2012中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,用全生命周期理论分析了目前我国典型纯电动汽车的能耗与环境效应评价。

“为什么要从全生命周期的角度对电动汽车进行分析?”尤可为开场即把这一问题抛给了与会者,“大家知道电动汽车在使用周期是属于零排放的,但很多人提出了异议——是不是电动汽车的二氧化碳排放从下游运行阶段转嫁到了上游的电力生产阶段?”

对此尤可为回答,用全生命周期计算逻辑,通过输入排放因子、各种燃烧技术的份额、能量效率、各种燃料的使用比例以及地理位置等参数,计算出采用不同电力生产方式用于电动汽车后全生命周期里的总排放物。

通过边界条件的选取,包括燃煤发电、燃油发电、天然气发电、生物质发电以及核能发电等不同的技术路径,计算出不同发电方式的综合效率。然后与同平台的传统燃油车进行等热值的汽油燃油经济性折算,从而对它进行一个综合的计算。通过比对,假设与它同平台的汽油车每百公里耗油量制定为8升,则纯电动汽车的每百公里耗电量是18~20千瓦时。

数据结果显示,无论在任何一种发电方式下,纯电动汽车在全生命周期中,尽管在电力生产过程阶段可能会有很大一部分能量消耗,但是由于纯电动汽车的能量效率非常高,因此其总能量消耗是远远优于传统汽油车的。

尤可为强调,因为汽车是流动的污染源,纯电动汽车相当于是把污染物从数量众多的流动污染源转移到了数量非常有限的固定电力生产的一个固定污染源上,非常便于对污染物进行集中处理。

尤可为预测,到2020年,国内电动汽车的保有量大概能达到300万辆。如果以300万辆计算,从车辆运行阶段分析,共可节约燃油600万吨以上,二氧化碳减排1900万吨以上。如果从全生命周期角度分析,若全部采用电网电驱动汽车,则由于约有700万吨二氧化碳实际消耗在了电力生产阶段,2020年时的二氧化碳减排可达1200万吨,略低于车辆运行阶段的减排量。若全部采用太阳能等可再生能源发电驱动纯电动汽车,则可以真正实现燃料全生命周期的零排放目标。

此外,尤可为分析,中国未来的发电量可能会达到7.5万亿千瓦时,300万辆电动汽车的耗电量仅仅达到200亿千瓦时,只占当年电网发电总量的不到1%,从总量上对电网不会产生影响。

 
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