鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年08月11日
當(dāng)前汽車動(dòng)力源的電動(dòng)化面臨哪些形勢
由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“混合動(dòng)力車市場與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會(huì)”在北京召開,300多位國內(nèi)外代表與會(huì)。本次研討會(huì)以油電混合動(dòng)力車、啟停汽車以及對應(yīng)的電池技術(shù)為主要議題,旨在為業(yè)內(nèi)人士提供一個(gè)交流平臺(tái),了解國內(nèi)外混合動(dòng)力車產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向和最新進(jìn)展,共同探討適用于混合動(dòng)力汽車發(fā)展的電池技術(shù)。
中國科學(xué)院院士,廈門大學(xué)田昭武教授發(fā)表主題演講,以下為演講全文。
中國科學(xué)院院士,廈門大學(xué)田昭武教授:
大家早上好。下面我從電動(dòng)汽車的整個(gè)形勢談一些自己的看法,大家有問題可以向我提問。
現(xiàn)在汽車市場的趨勢是從燃油汽車逐漸向純電動(dòng)方向發(fā)展,從傳統(tǒng)的燃油電池,到蓄電池,再到純電動(dòng),是一個(gè)復(fù)雜的過程,不能一蹴而就。
混合動(dòng)力車
早些時(shí)候環(huán)境還沒現(xiàn)在惡化的這么嚴(yán)重,我們就已經(jīng)開始做混合動(dòng)力汽車研究。從全世界來講,石油危機(jī)也促使政府對企業(yè)提出節(jié)能要求,讓企業(yè)想辦法改進(jìn)。
現(xiàn)在純電動(dòng)汽車的蓄電池水平還只能適應(yīng)短程,還達(dá)不到三四百公里以上的水平。燃油汽車以一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)單位的動(dòng)力源,汽車在市區(qū)里經(jīng)常要開開停停,單個(gè)的電源不論是功率還是在回收方面都很不利,在此情況下節(jié)能汽車應(yīng)運(yùn)而生,這就是電動(dòng)化的起步。
在市區(qū)行車一般有四種情況,一種是平均功率并不大的狀態(tài),這時(shí)需要比較小的功率;到了啟動(dòng)、加速、爬坡等狀態(tài)下,需要大功率;制動(dòng)、剎車的功率也很大,但這個(gè)時(shí)候用的時(shí)間很短,只有幾秒鐘;還有就是遇到紅燈的時(shí)候,本來是零功率,但為了等待的需要以及紅燈后馬上要啟動(dòng),這時(shí)候一般汽車都沒有熄火,這種情況下燃油效率是最差的,污染也是最大的,這個(gè)問題在城市汽車尾氣污染中占了非常重要的地位。
汽車動(dòng)力源本身的需求是多元化的,有的功率比較小,有的功率比較大,有的零功率,有的負(fù)功率。這也就引發(fā)了一個(gè)問題,汽車動(dòng)力源應(yīng)該是多元化的。比如燃油汽車,燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)問題就是負(fù)功率不能回收,在城市擁堵情況下汽車需要經(jīng)常制動(dòng),這需要很大的動(dòng)力,怠速不熄火會(huì)造成很嚴(yán)重的污染,同時(shí)也非常浪費(fèi)汽油?,F(xiàn)在為了追求汽車性能,讓汽車在幾秒內(nèi)可以加速到50公里每小時(shí)或者100公里每小時(shí),使得汽車的排量越來越大,功率也越來越大。如果用單個(gè)動(dòng)力源的話,燃油汽車很難克服這個(gè)問題。
反過來看節(jié)能汽車,這一點(diǎn)就相對容易實(shí)現(xiàn)了。節(jié)能汽車主要解決汽車頻繁啟動(dòng)的問題,也就是啟停問題,在汽車怠速的時(shí)候會(huì)讓汽車熄火,既節(jié)約燃油也可以減少排氣污染。
對于廠商來說,混合動(dòng)力車的特點(diǎn)更接近現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ),現(xiàn)有燃油汽車的生產(chǎn)設(shè)施在生產(chǎn)純電動(dòng)汽車的過程中很多都用不上,但混合動(dòng)力車的變化比較小。而對用戶來說,混合動(dòng)力車的使用方法與燃油汽車差不多?,F(xiàn)在純電動(dòng)的市場和出品的車型都還比較少,如果混合動(dòng)力能在一段時(shí)間替代單純的燃油汽車,對環(huán)境保護(hù)也可以做出很大的貢獻(xiàn)。雖然每輛車減排量和節(jié)油都不是很多,但如果總數(shù)很大,就能看出來很好的節(jié)能效果。
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現(xiàn)在的混合動(dòng)力種類也比較多,微混、輕混、插電式混合動(dòng)力等。
混合動(dòng)力車對蓄電池或者超電容器的依賴可輕可重,如果是插電式車依賴就會(huì)比較重,那么在產(chǎn)業(yè)化過程中電池就會(huì)成為一個(gè)重要關(guān)卡,電池價(jià)格高、依賴程度重,推廣起來就會(huì)越困難。另外基于現(xiàn)有的市場基礎(chǔ)和用戶使用習(xí)慣,混合動(dòng)力車可用于普通的私家車和大企業(yè)。從節(jié)能環(huán)保的角度講,現(xiàn)在純新能源汽車保有量少的情況下,混合動(dòng)力車作為過渡產(chǎn)品,存在的時(shí)間會(huì)相當(dāng)長。
總體來講,混合動(dòng)力車的量在上漲,但如果長期停留在這個(gè)階段,環(huán)境問題還是不能解決,因?yàn)榛旌蟿?dòng)力與普通汽車相比也只能節(jié)能30%左右,長遠(yuǎn)看來還是要開拓零排放、零耗能的新能源汽車。
純電動(dòng)車
純電動(dòng)車是指以蓄電池為一個(gè)單一動(dòng)力源的汽車,已經(jīng)被國家定為“十二五”戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。既然是新興產(chǎn)業(yè),它的出現(xiàn)必然會(huì)遇到很多新問題,甚至遇到爭議、質(zhì)疑。
純電動(dòng)車目前有幾個(gè)細(xì)分市場比較好。電動(dòng)公交車和低端短程的電動(dòng)車,目前在山東、河南一帶有很多,市場反饋也很好。還有一些高端產(chǎn)品,反饋也很好。
輕型短程低速電動(dòng)汽車可以用鉛酸電池,也可以用鋰電,產(chǎn)銷兩旺,市場相當(dāng)大,主要是因?yàn)楣芾聿块T做了很多工作,包括楊裕生院士等專家也多次呼吁推廣。
電動(dòng)公交車在很多城市推廣得很好,有的城市在一年內(nèi)增加了1000多部電動(dòng)公交車,電動(dòng)公交車由市政統(tǒng)一管理,包括電池的充電、放電,因此電池壽命會(huì)比較長。雖然短期內(nèi)看投資比較高,但通過節(jié)油節(jié)電,成本會(huì)降回來。同樣道理,出租車公司也可以借鑒這一模式。
高端車領(lǐng)域畢竟市場容量比較小,其核心的瓶頸在于動(dòng)力電池、效能、成本、壽命等問題上。
但是,目前最大的細(xì)分市場——普通私人轎車,其市場份額在實(shí)際上反而是最小的,因此在戰(zhàn)略層面上一定要攻克問題。目前主要的難題和問題在于,對于私家車來講電動(dòng)車的續(xù)航里程比較短,只有三五百公里;第二,電池充電難,快速充電對電池壽命不利,而目前的電網(wǎng)普及不是很好,在有的地方充電不方便;第三,電池壽命短、價(jià)格高,折舊成本太高。
總體分析來看,混合動(dòng)力車引入了第二動(dòng)力源,電池使用少,更容易推廣;電動(dòng)汽車如果能夠得到政府支持,充電有保障,推廣也很容易;目前推廣難度最大的是私人轎車領(lǐng)域,希望今后能夠把這一領(lǐng)域也攻克下來。
汽車多元化的動(dòng)力源
汽車的動(dòng)力源不止只是燃油,電動(dòng)車可以用蓄電池、超級電容器、增程式發(fā)電機(jī)等。
增程式發(fā)動(dòng)機(jī)與混合動(dòng)力不一樣,它的輸出功率和扭矩是固定的,效率很高。蓄電池又與增程式發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣,它有自己的一些優(yōu)勢。日常在上下班路上的里程大概占到總里程的80%左右,這種情況下只需要用蓄電池,基本可以達(dá)到零油耗、零排放。在非經(jīng)常里程占到總里程的20%這種狀態(tài)下,燃油和用電差不多可以各自達(dá)到50%,因此實(shí)際油耗大約只有20%×50%,大概是10%。因此綜合計(jì)算可以得出,增程式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油率還是很可觀的。
汽車蓄電池需要脈沖功率越高,就要做得更薄、更細(xì)、比能量更小,因而壽命也會(huì)更短、安全性更差,超級電容器恰恰可以補(bǔ)充這種不足。比較形象地來講,如果使用純蓄電池,一方面需要蓄電池組要多,另一方面汽車能行駛300公里就已經(jīng)很困難了。但如果使用增程式發(fā)電機(jī),里程會(huì)縮短到50或者60公里,電池使用的少,增程式發(fā)動(dòng)機(jī)不能提高到很高功率,這時(shí)候有超級電容,可以分擔(dān)功率、改進(jìn)能量型電子,而且可以回收電池能量。因此,未來普通私人轎車應(yīng)該結(jié)合這三種動(dòng)力。