鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1358次 | 2018年08月11日
當(dāng)前汽車(chē)動(dòng)力源的電動(dòng)化面臨哪些形勢(shì)
由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“混合動(dòng)力車(chē)市場(chǎng)與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會(huì)”在北京召開(kāi),300多位國(guó)內(nèi)外代表與會(huì)。本次研討會(huì)以油電混合動(dòng)力車(chē)、啟停汽車(chē)以及對(duì)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(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力車(chē)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(chē)發(fā)展的電池技術(shù)。
中國(guó)科學(xué)院院士,廈門(mén)大學(xué)田昭武教授發(fā)表主題演講,以下為演講全文。
中國(guó)科學(xué)院院士,廈門(mén)大學(xué)田昭武教授:
大家早上好。下面我從電動(dòng)汽車(chē)的整個(gè)形勢(shì)談一些自己的看法,大家有問(wèn)題可以向我提問(wèn)。
現(xiàn)在汽車(chē)市場(chǎng)的趨勢(shì)是從燃油汽車(chē)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(guò)程,不能一蹴而就。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
混合動(dòng)力車(chē)
早些時(shí)候環(huán)境還沒(méi)現(xiàn)在惡化的這么嚴(yán)重,我們就已經(jīng)開(kāi)始做混合動(dòng)力汽車(chē)研究。從全世界來(lái)講,石油危機(jī)也促使政府對(duì)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(chē)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(chē)以一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)單位的動(dòng)力源,汽車(chē)在市區(qū)里經(jīng)常要開(kāi)開(kāi)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(chē)應(yīng)運(yùn)而生,這就是電動(dòng)化的起步。
在市區(qū)行車(chē)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(chē)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(lái)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(chē)都沒(méi)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(wèn)題在城市汽車(chē)尾氣污染中占了非常重要的地位。
汽車(chē)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(wèn)題,汽車(chē)動(dòng)力源應(yīng)該是多元化的。比如燃油汽車(chē),燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的第一個(gè)問(wèn)題就是負(fù)功率不能回收,在城市擁堵情況下汽車(chē)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?chē)?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(chē)性能,讓汽車(chē)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(chē)的排量越來(lái)越大,功率也越來(lái)越大。如果用單個(gè)動(dòng)力源的話,燃油汽車(chē)很難克服這個(gè)問(wèn)題。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
反過(guò)來(lái)看節(jié)能汽車(chē),這一點(diǎn)就相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)了。節(jié)能汽車(chē)主要解決汽車(chē)頻繁啟動(dòng)的問(wèn)題,也就是啟停問(wèn)題,在汽車(chē)怠速的時(shí)候會(huì)讓汽車(chē)熄火,既節(jié)約燃油也可以減少排氣污染。
對(duì)于廠商來(lái)說(shuō),混合動(dòng)力車(chē)的特點(diǎn)更接近現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ),現(xiàn)有燃油汽車(chē)的生產(chǎn)設(shè)施在生產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)的過(guò)程中很多都用不上,但混合動(dòng)力車(chē)的變化比較小。而對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō),混合動(dòng)力車(chē)的使用方法與燃油汽車(chē)差不多?,F(xiàn)在純電動(dòng)的市場(chǎng)和出品的車(chē)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(chē),對(duì)環(huán)境保護(hù)也可以做出很大的貢獻(xiàn)。雖然每輛車(chē)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(lái)很好的節(jié)能效果。
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現(xiàn)在的混合動(dòng)力種類(lèi)也比較多,微混、輕混、插電式混合動(dòng)力等。
混合動(dòng)力車(chē)對(duì)蓄電池或者超電容器的依賴(lài)可輕可重,如果是插電式車(chē)依賴(lài)就會(huì)比較重,那么在產(chǎn)業(yè)化過(guò)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(lài)程度重,推廣起來(lái)就會(huì)越困難。另外基于現(xiàn)有的市場(chǎng)基礎(chǔ)和用戶(hù)使用習(xí)慣,混合動(dòng)力車(chē)可用于普通的私家車(chē)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(chē)保有量少的情況下,混合動(dòng)力車(chē)作為過(guò)渡產(chǎn)品,存在的時(shí)間會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)。
總體來(lái)講,混合動(dòng)力車(chē)的量在上漲,但如果長(zhǎng)期停留在這個(gè)階段,環(huán)境問(wèn)題還是不能解決,因?yàn)榛旌蟿?dòng)力與普通汽車(chē)相比也只能節(jié)能30%左右,長(zhǎng)遠(yuǎn)看來(lái)還是要開(kāi)拓零排放、零耗能的新能源汽車(chē)。
純電動(dòng)車(chē)
純電動(dòng)車(chē)是指以蓄電池為一個(gè)單一動(dòng)力源的汽車(chē),已經(jīng)被國(guó)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(wèn)題,甚至遇到爭(zhēng)議、質(zhì)疑。
純電動(dòng)車(chē)目前有幾個(gè)細(xì)分市場(chǎng)比較好。電動(dòng)公交車(chē)和低端短程的電動(dòng)車(chē),目前在山東、河南一帶有很多,市場(chǎng)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(chē)可以用鉛酸電池,也可以用鋰電,產(chǎn)銷(xiāo)兩旺,市場(chǎng)相當(dāng)大,主要是因?yàn)楣芾聿块T(mén)做了很多工作,包括楊裕生院士等專(zhuān)家也多次呼吁推廣。
電動(dòng)公交車(chē)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(chē),電動(dòng)公交車(chē)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(zhǎng)。雖然短期內(nèi)看投資比較高,但通過(guò)節(jié)油節(jié)電,成本會(huì)降回來(lái)。同樣道理,出租車(chē)公司也可以借鑒這一模式。
高端車(chē)領(lǐng)域畢竟市場(chǎng)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(wèn)題上。
但是,目前最大的細(xì)分市場(chǎng)——普通私人轎車(chē),其市場(chǎng)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(wèn)題。目前主要的難題和問(wèn)題在于,對(duì)于私家車(chē)來(lái)講電動(dòng)車(chē)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(duì)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(lái)看,混合動(dòng)力車(chē)引入了第二動(dòng)力源,電池使用少,更容易推廣;電動(dòng)汽車(chē)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(chē)領(lǐng)域,希望今后能夠把這一領(lǐng)域也攻克下來(lái)。
汽車(chē)多元化的動(dòng)力源
汽車(chē)的動(dòng)力源不止只是燃油,電動(dòng)車(chē)可以用蓄電池、超級(jí)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(shì)。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(chē)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(jí)電容器恰恰可以補(bǔ)充這種不足。比較形象地來(lái)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(chē)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(jí)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(lái)普通私人轎車(chē)應(yīng)該結(jié)合這三種動(dòng)力。