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家园 【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟发平代表发言

家庭乘用车的全电能趋势与现实路径

-兼评钟发平代表2014年全国两会发言

(一)

电动汽车的历史几乎与汽车的历史一样长。以前谈到过这一轮电动汽车的发展的基础,是家用汽车工业以及更大范畴的机械工业向电子化,智能化控制方向转化的长期积累。 从这一角度来看家用汽车全面向单一电能源体系靠拢是长期进行中的大趋势,全面电能化只是个时间问题,是迟早会发生的。这是这一轮电动汽车浪潮最具根本性的历史背景。今天完成家用车供能全电力化的最后一步就是迈出动力系统由内燃转为电动.

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图1,通用汽车旗下Chevy Volt沃蓝达 充电增程型电驱动混合动力乘用车

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图2,丰田汽车Prius普锐斯可充电混合动力乘用车

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今天的家用汽柴油车用户转向目前成熟电动车应该是不会有任何主观差异感受或适应性问题的,因为如前述所有与用户相关的人机界面都与今天的内燃机动力汽车没有任何不同。换言之,如果主观感受上与现代内燃动力车有很大差异,特别是负面的差异,那说明该厂商远未达到现代汽车生产的技术水平,无论是汽油车还是电动车 。这是今天用户应该留意的一个问题。

从中国家用车工业的发展角度看,电动车发展有两个技术上的好处,1,避开了长期技术短板,中小排量内燃动力系统这一还需要长期技术积累的薄弱环节,2,领导电驱动系统的技术发展与储备。历史已经证明,电子控制系统的弯道超车与机械工业相比要容易,而相关产业链的现实基础在中国已经基本具备。但是现实中产业政策在这一点上认识不够清醒,不够具有前瞻性。事实上选择了一条已然夕阳化而依然缺少成功希望的困难的产业道路。

从中国国家能源战略角度来说,发展非化石,特别是非石油能源的意义是极为巨大的。在今天,一个国家能源战略结构确定,这个国家的一切重要政策行为几乎可以完全预测。降低石油在能源结构中的比例,大幅度提高能源使用效率对中国赢得更长的战略崛起时间,获得更为有利从容的内外部政策环境,特别是未来煤炭能源使用模式面临重大挑战时(保括煤炭在内的所有化石能源使用未来都将逐步从分散走向集中),其所具有的意义怎么强调都不为过。

但发展电动车对中国工业界的挑战同样是很巨大的;与别人不同,我们最大的难点与在于整体系统的整合平衡能力。中国机械工业的短板无需讳言,在和他国相比时,家用车其他系统我们还没有完全跟上,而系统整合上,该行业也仅仅是开头而已;但是,从全球角度看,家用车其他系统己有成熟的商业设计市场存在,没有技术封锁或壁垒,所以由一个具有较强系统整合能力与经验的相关行业领导这个研究开发过程不仅是可能的,也是技术上比较现实的选择。这里的相关行业似乎以电子通讯与控制方面比较合适。但是,这所面临的现行产业政策阻力会是相当大的。这也是历史事实。决断需要战略上的勇气。

而作为电力驱动与动力储能方面,我们和世界其他国家的技术差距还没有太大,大家都在起跑,我们在资源等方面的优势还可能让我们占有技术路径较短的优势,这也是让电子等产业牵头的另一个重要原因,相关技术难度不在机械工业,而在电子工业。

美欧在这个问题上争取资源争取发展时最长引用的对手是中国,这至少从侧面验证了各国都意识到这对中国的长远意义;同时应该指出,他们的能源格局在电动问题上远没有我们迫切。另外一个真正大规模投入,事实上技术领先的是日本,他们实际上执行的是只做不说的政策。

目前世界上主要的家用车生产商都全面投入了动力电能化的大潮,他们之间的差异是技术路线图上的差异,而不是根本方向上的差异。(钟发平代表在这一点上的认识还停留在多年前的思想发展水平上.)

世界主要厂商在目前技术路线上主要分为两个阵营,其区分是对锂离子动力电池的发展展望的不同。通用,丰田为主的一派对锂离子动力电池的最终成就持怀疑态度,所以他们选择的是跨过锂离子动力电池或其他化学电池阶段,从混合动力直接过渡到纯燃料电池阶段--注意,他们全部都是电能驱动的,除了最早期的混合动力车型,如丰田Prius。

另外一派以日产与目前其他纯电动车厂商为代表,他们认为目前的锂离子电池在自身改进,与整体系统整合,以及系统各部分代偿协调后是可以达到并满足相当一大部分实际使用要求的,而燃料电池的研发推广难度之大在相当长时间内没有实用化的可能。这一阵营第一次完成了新一轮家用车全面电能化的实践,并成功推向了大众市场。这是一个有着划时代意义的成功。

还要指出,通用是锂离子动力电池电动车的最先行者之一,而丰田对此研发甚至早于其混合动力方案。他们两家虽然放弃了全锂电动力方案,但通用沃蓝达的串行混动最终驱动用的是电动,取其更高的能源效率,而丰田在将Prius电池由镍氢更为锂电外,在很短时间内就拿出其可充电的Prius车型,都是得益于他们早期锂电上的技术储备。值得提及的是钟发平代表来自的科力远公司目前刚投产的产品还是车用镍氢动力电池,而目前的车用镍氢动力电池技术多源出自丰田。

还有一个事实不能忽视,这就是丰田尽管放弃了纯锂电动力方案,但Tesla公司一个最为重要的战略投资者不是别人,正是丰田。我们提醒读者留意,钟发平代表则应该无需我们提醒吧。

丰田的混合动力方案在开始时市场压力极大,钟发平代表当时显然直接忽略了美国的丰田经销商当年的心情。客观上人们难以接受的一个原因是丰田的市场定价策略。简单说,丰田定价时已经将使用年份内节省的汽油费算在车价内一次性向用户收过了--换言之,丰田变身能源供应商,支付其开发费用。后来甚至把政府税收补贴也算计在内了。当然,后来石油价格上升,Prius也越卖越好,价格更为坚挺。比较混动早期的销售与纯电动(锂离子电池)的销售,你会感到其实人们接受锂电纯电动要更快,当然,混动所做的市场教育与市场铺垫也是原因之一,这是要承认的。Prius最初引进国内时,标价之高有过之无不及,27万左右的价格基本来自拍脑袋,每个城市的销量几乎可以用手指头数过来。从多种角度看,目前锂电纯电动的价格大部分是由于制造成本推高的,而混动,特别是搭载小容量镍氢电池的简单模式的混动车型,其利润率还是远高于一般汽油车的。

(二)

总结前文,我们可以理解混合动力从丰田开启这一车型概念开始就是为向全面电能源化而采取的一个中间步骤,过渡步骤,是为顾及市场惰性,为技术进步赢得时间和资源的一个策略性步骤。虽然表面上丰田走的是折中的一小步,但实质上其市场表面之下的全面电动技术演进进行的快速而坚决--小步快跑,不声不响是最好的描述。名为混动,丰田普瑞斯实质上在推动家用车全面电能化的革命。世界上第一个投入应用的全电车用空调出现在普瑞斯上,第一个全电驱动水泵出现在普瑞斯上,至此,汽油车上动力系统上的最后一根传动带(链)也消失了-这都是出现在全电动车真正投产之前。

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图3-5丰田普瑞斯混合动力系统方案核心与工况示意简图

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此处举丰田为例是希望说明一个越来越清楚的事实,从技术发展上看,混动或纯电动并不是非此即彼的关系,甚至也不是当前新能源汽车问题的关键或中心,整个系统与各个部份向电能驱动转化的比例程度与成熟程度才是衡量这一革命进展与技术能力的根本。因此,钟发平代表人未语而言已失:问题就提错了。

钟发平代表题为混动与电动之争,而满篇所言实为电池。那么混动/电动与不同化学电池的关系又是怎样的呢? 如果说汽油车是人类起源的非洲,那么走出非洲之后,混动与纯电动的距离如同欧洲与亚洲。 从化学电池的发展史上,锂离子电池之前没有一种电池有可能性应用在纯电动力环境下,锂电的重量/体积能量密度让我们看到在一定条件下,在一定范围内,纯电动存在可能性。从这种意义上说锂离子电池标志着的是乌拉尔山和好望角。 纯电动严格意义上讲并不能与锂电划上等号,成熟的纯电动系统随时可以将锂电换为更成熟的车用电他系统,无论是燃料电池或是其他的新大陆。

同样,混动也同样可以与任何具体的电池类型相结合,事实上可以运用在混动上的电池种类更加宽泛,甚至铅酸电池也完全可以做混动,差别只在整体系统整合在何处取得平衡。同时锂电混动不仅已经出现,(如普瑞斯,比亚迪及所有插电混动),从发展趋势上看锂电混动将是未来主流。

但反过来,从电池方向看这个问题时我们会发现,钟发平代表所真正代表的镍氢电池却只能与混合动力方案相结合,其技术是没有向全电动电池过渡的可能性的。其重量/体积能量密度已经决定了这一点,也就是说即便是整车全是镍氢电池,其储能也未必够日常所需(镍氢电池全电动的实验是存在过的,但没有量产可能)。锂离子电池的能量密度比镍氢翻了一番,也就是大致相当于镍氢电池与铅酸电池的关系--而只有到了这个能量密度,纯电动才第一次出现了在家用乘用车这个尺度上应用的可能。然而,没有纯电动实用价值,而又不顾一切投入车用动力电池行业的话,镍氢电池业只有将自己与混动绑在一条船上了。想来这是钟发平代表此番发言背后的真正含义。

将锂电与镍氢电池相对立讨论显然是带有特定地区与特定时代特色的现象,反映出踏错产业节奏的现实,而把这一话题进一步扩大到本风马牛不相及的混动与电动的产业政策方向上,反映出某些领域的产业惰性有多么强,而寄望政策保护的心理依赖有多重。究其根源,技术发展的理解与自身专业上开拓性创造性是应该积极努力的方向。镍氢电池行业要用科学技术实事求是的态度相信自己的头脑,创造自身产业的新方向,挤入车用动力电池市场不会有前途;而混动车行业也不应该出现镍氢电池为主这种悲哀的产业局面。现实中新能源车的哗众之言不是少,而是太多。新能源车的根本在于与内燃动力车之间的份额之争,而不是内部的相互市场对立。如前所述,后者不仅不符科学技术发展事实规律,也模糊了我们的最终目标,这也是我自觉不得不下笔的原由。

另外要指出,系统的整体平衡整合是乘用车电动化革命中带有决定性意义的工程步骤。混动与纯电动在系统整合上有各种巨大差异,甚至其差异不小于其各自与汽油车的差异,但它们都需要大量而复杂的多因素平衡整合工作,在方法上它们之间有很大的相互借鉴,甚至直接借用的意义。所以,如果说日本离核武器只有一把镙丝刀的距离,那么纯电动对丰田来说已是囊中之物,万事具备,只欠东风:更让人满意的动力电池。希望国内有乘用车企业也能有这样的技术储备。如果说钟代表的发言能告诉我们什么的话,其言下之意让我们意识到我们还有很长的路要走。

(待续)

lxgw:【原创】家庭乘用车全电能趋势与路径-兼评钟发平代表发言2

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lxgw:【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟代表发言4

lxgw:外一篇:续评钟发平代表2014年全国两会发言

通宝推:乔治·奥威尔,青木堂主,桥上,明心灵竹,怪味可乐,独草,匆匆过,莫飞,发了胖的罗密欧,北纬42度,

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