本次交流会就整个新能源汽车发展的历程,中国发展的历程,及未来的一个展望。
一、简单市场分析
中国为何着重发展新能源汽车?
因为只有经济大国才能做的起来,如:日本 美国 德国 中国,中国的技术还是比较领先的。
1、中国传统汽油车技术落后国外20年,基本没有话语权,每年销售量1800W,在国际市场上已经是第一位的了,但是我们在传统汽油车上是赚不了太多钱的,因为核心技术参与不进去,所以十二五计划把新能源汽车作为七大战略之一。
2、石油危机--中国原油依赖率超过50%。
3、人类生存环境需要 :绿色环保,低碳排放,雾霾严重。
综上所述,未来新能源汽车取代传统汽油车这是大势所趋。中国政府投资几千亿,提出在新能源汽车上的“弯道超车”,十二五规划把新能源汽车做为中国七大战略支柱之一,中国希望能在全球新一轮交通工具革命的产业博弈中,取得领军作用。
二、新能源汽车的基本现况
1、新能源汽车的发展历程
(1)阶段1(1881—1972)起步阶段
电动汽车问世但发展缓慢,传统汽车后来居上
(2)阶段2(1973—1989)初期发展阶段
石油危机促使电动汽车发展,引动力电池技术未取得突破,发展受阻
(3)阶段3(1990—2004)局部产业化尝试
环保压力促进混合动力汽车技术取得突破,电动汽车逐步推进产业化
(4)阶段4(2005—至今)全面产业化初期
交通能源战略转型,促进节能与新能源技术快速发展,新能源汽车进入产业化推进阶段,十二五规划提出量产化,明确提出新能源汽车要能达到50W辆,这是节能环保要求里面明确要求的数字,但现在技术不全面导致截止去年为止,整个新能源汽车,包括整合动力车在内还不到3W辆,所以现在只是小规模量产阶段,叫好不叫座,因为很多核心技术还没有攻克。
2、新能源汽车分类
3、各种新能源汽车比较
这些比较是基于技术层面的分析
注意:混合动力汽车, 纯燃料电池车,代用燃料汽车,指的是新能源汽车发展的几个阶段,而不是说它们可以并行,当电池发展的极限的时候,混合动力就是一个过渡的时期,或许5-10年就会被取代掉,然后等燃料电池发展到极致的时候,我们到时候就不用电池了,直接用能源来驱动了,这就是最终的一个目标,包括大家想的小型核能驱动之类的,有可能是未来50-100年的一个方向。
4、新能源汽车的关键技术
(1)整车共性技术
整车和系统集成、网络通讯和控制技术、强电安全技术、电磁兼容性救赎、整车轻量化技术、整车匹配标定和试验技术等。
(2)纯电动汽车关键技术
动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成及其匹配和控制、充电技术等(中国路线)。
(3)混合动力汽车关键技术
机电耦合技术、动力电池系统集成和控制技术、驱动系统总成及其匹配控制、整车和系统动态协调控制、专用发动机、自动变速箱等(中国不走这个路线,而且是过渡技术)。
(4)燃料电池汽车关键技术
燃料电池发动机技术、燃料电池系统匹配与优化控制技术、驱动系统总成及其匹配和控制、动力电池系统集成和控制技术、车载高压供养系统等。
(5)车用驱动电机系统关键技术
驱动电机及其控制、系统集成、系统热管理、位置/转速传感器、高性能绝缘材料和永磁材料、电力电子元器件(IGBT)等。
(6)车用动力电池系统关键技术
动力电池及成组技术、系统集成、电池管理系统、正负极材料、锂离子电池隔膜等。
(7)电动辅助系统关键技术
电空调、电转向、电制动、电动真空系统、电动水泵等。
(8)代用燃料汽车关键技术
代用燃料发动机及其关键零部件、代用燃料制取、储运和加注技术等。
三、关键零部件发展情况
1、动力电池
(1)动力电池技术路线
①不同电池技术路线
(不同动力电池具有不同特点,需根据车辆需求,选择合适的动力电池,现在说的新能源汽车电池指的就是锂电,铅酸电池主要是山东地区制造的电动车,但是这部分的技术还是比较落后的,主要是由三轮车、两轮车厂发展起来的低速车和低电动成本在用,算是淘汰的技术,国家不会重点扶持,国家重点扶持发展的还是锂电技术)
②锂离子电池技术路线
目前国际上电池厂家大多选择锰酸锂和三元材料,国内电池厂家大多选择磷酸铁锂(比亚迪用的就是磷酸铁锂技术)。
磷酸铁锂可能逐步占据动力电池未来市场主流地位。
技术路线之争在近几年内将难有定论。
(2)我国动力电池发展现状
①电池材料
我国动力电池主要原材料资源丰富,产业发展有保障;锂离子电池负极材料已实现国产化,产品性能居于国际先进水平;磷酸铁锂材料生产企业众多,能满足动力电池使用的较少;锂离子动力电池隔膜材料已研发出样品,性能有带改进;镍氢电池的发泡镍已经实现国产化,产品销量占世界前列。
(就目前而言,汽车电池投资这块是不怎么赚钱的,基本上没有哪个厂家能够盈利的,原因很简单,中国整个新能源汽车产量还不到3W量,根本没有到量产化的阶段,正常汽油车每年的产量要5W辆—10W辆的产量,最终几年要产出几十万辆,这样来看新能源车现阶段是熬时间的一个事情,是个很长远的事情)
2、驱动电机及其控制器
技术特点和发展趋势
除了上面,还有直流、交流电机和人骨电机技术
3、整车控制器
(1)国外整车控制发展基本情况
①国外整车控制器技术趋于成熟
②汽车电子零部件企业积极开展整车控制器研发和生产制造
③控制器已逐步走向标准化
(2)我国整车控制器发展现状
①基本掌握整车控制器开发技术,但各厂家技术积累有限,水平参差不齐
②控制器基础硬件、开发工具基本依赖进口
③产品技术水平和产业化能力与国外仍有较大差距
4、关键电力电子元器件(IGBT)
国外用车IGBT发展现状
国外车用IGBT模块发展已经比较成熟,英飞凌、富士电机、三菱电机、西门康等公司推出的车用IGBT产品,得到较为广泛的应用,能够满足电动汽车的发展需求。
四、新能源汽车技术路线分析
国外新能源汽车技术路线
(1)美国
美国技术的特点:虽然长期节油重视不够,但技术实力强,最近在政府的推动下,提出了比较切合美国实际的Plug-in技术路线,有望在近期取得进展。
以通用公司为代表,主要加强内燃机和变速器等传统技术优化,研发重点是Plug-in插电式电动汽车;远期发展重点是氢燃料电池的电动汽车。
(2)日本
日本技术路线的特点:
抓重点,用混合动力带动关键零部件技术的发展;重视产业化,整车与电机电池进行合资研发生产;输出整车产品,充分利用世界市场,抢先产业化。
2010年前后发展重点为混合动力汽车,2015年前后大力发展插电式混合动力车;远期着眼于代用燃料汽车、纯电动汽车和燃料电池车的并存发展;除丰田外,日产和三菱等公司近期以发展纯电动汽车为主,但至今尚未产业化;
丰田公司技术路线
(3)欧洲
欧洲技术录下的特点:
重视传统汽车的节能化改造,重视能源多元化;在新能源汽车的发展中,充分利用强大的零部件基础,与世界零部件优势企业联合,形成关键零部件电机电池的产业化能力。
短期着重优化汽油机,推广先进绿色柴油机;
中期重点开发推广纯电动汽车、混合动力汽车或生物燃料等代用能源汽车;远期发展懂点是氢能源燃料方案。
大众公司技术路线
五、我们关于新能源汽车的独特创新
现在汽车行业基本是,美国把东西发明出来,日本人把它做好,韩国人把它做便宜,中国人把它做烂!
国内基本上搞的都是短平快,哪个国家的车过来,拆解、分析然后做,其它产品也存在这样的问题,小厂抄大厂,大厂抄国外这样的形式。
我们自己创新的技术模式
中国之所以长期以来一直缺乏原创的“中国创造”,主要在于我们长期习惯于追赶式的“赶超”,在心理上没有“俯视”的创新习惯。在电动汽车这个尚未起步的领域,只要我们敢于创新,中国是有独特的机会的,是能弯道超车做出全球最先进的设计并且成为标准制定者的。
电动汽车的产业状况与潜在机会
电动汽车产业布局的“穴道”在于充电。
现行的电池系统设计的充电时间至少3-4小时,快充也要一小时,这就延伸出很多的商业模型:电池更换、增程式、混合动力、固定线路定点、抽屉式更换等。
其实,技术体系的惰性让我们忽略了一个事实——汽车是可以快充的。
快充将解决所有的商业模型的难题,将迎来一个全新的行业时代。而且,事实上不管我们能不能抢先研发出来,未来的电动汽车天下一定是快充的。
真的还是假的?美国人都没有做出的结构,我们能行吗?就算有此可能,如何能确定是可行的呢?
电动汽车是应该也是可以快充的
样车为王!中国人拙于做全创新的样车,但很善于奇迹般地量产。只要我们做出草样车,后面就是坦途。
我们目前设定的标准是充电10分钟,续航500公里。
我们已经完成了基于量产的样车的设计,充电15分钟续航400公里。
能够整合中国国内的技术就完成二种样车——超级电容电池系与双极纳米快充电池系。
超级电容电池系
超级电容可以快充快放,但储电效率太低。国际较先进的储电水平为11w.h/kg,30度电要近3吨。
其实中国有目前全球已公布数据最高的超级电容,储电密度为实验室70w.h/kg,量产实测55w.h/kg,30度电只要550公斤。
我们已经实际做出的样车达到20分钟充电、续航250公里,系统优化后有把握达到15分钟充电、续航350公里。
双极纳米快充电池系
我们的协作技术团队已经设计出6分钟快充的专门电池,并且已经完成了单个电池的5000次循环充放。
快充时的发热会烧坏内隔膜,单个散热较易,而成组的散热是国际性难题,考虑整车的配重平衡就更复杂了。美日都在秘密研究散热系统,我们甚至怀疑他们之所以没有宣布快充方案就是因为散热。
我们在散热与整车配重平衡方面边做实样边研究,有把握做出可行的样车。
布置解决后整车指标能达到10分钟充电续航400公里,百公里加速度4.7秒。
整车轻量化
整车轻量化是电动汽车的一个共性课题,全球的发展方向是全铝底盘与车身。
铝和钢只能铆接或螺栓联接,这二种联接都会在运动中使缝隙增大而影响强度。所以只能用全铝结构。
铝型材的弯曲与焊接变形很难掌握,所以全球普遍研发铸铝底盘与车身。但铸铝的形状限制很大,强度也并不优化。
我们已经用独特的工艺做出了铝型材弯曲与焊接的全铝底盘!我们相信这种工艺一时间别人很难赶上。
小结
中国如果能以样车为龙头展开整个快充电动汽车体系而不是追随国外的现状,结合国内既有的量产技术,那么完全可以在新的一轮国际竞争中弯道超车成为规则的制定者。
中国梦将增加新的内涵!