• 首页
  • 中国汽研
  • 新闻中心
  • 服务内容
  • 科技实力
  • 投资者关系
  • 联系我们
|
  1. 中文
  2. English

都在说全面禁售燃油车 拿什么支撑无燃油车时代的来临?

2017-07-21 16:03:00      来源:中国汽研

    斯坦福大学经济学家托尼·西巴不久前在其《反思交通运输2020-2030》的报告中预测:石油工业即将消亡,从成本曲线来看到2025年,全球所有新车都将是电动的,对于西巴教授的预测我们暂且不予置评,但是这一预测在传统行业已经引起了焦虑。

    随着能源和环境危机,汽车电气化路径已经愈加明晰,就中国来说,国家把新能源汽车产业列为七大战略新兴产业之一,作为“中国制造2025”的重点支持领域,因此我国新能源汽车在近几年的进步是突飞猛进的,无可争辩地成为了世界新能源汽车市场的No.1。其他国家基于本国国情以及中国制定的的双积分政策考虑,各国主要汽车生产厂商对未来新能源汽车领域的发展都有着自己的规划,其中已经有国家明确了全面禁售燃油车的时间,根据盖世汽车此前报道(详情猛戳:只有欧洲国家表态禁售燃油车吗?未来全面禁售燃油车国家盘点),德国、法国、印度、挪威、荷兰等国家,最早将于2025年全面禁售燃油车。

全面禁售燃油车,无燃油车时代,汽车电气化

    全面禁售燃油车,意味着无燃油车时代即将来临,这对于传统汽车产业说是一场“革命”,但对于新能源汽车产业来说,也是“鸭梨山大”的。新能源汽车要革传统燃油汽车的命,必须“打铁自身硬”,从电池、电机、电控等方面承担未来移动出行的全部责任,任何一方面的发展对新能源汽车来说都十分关键。7月19日,以“新能源汽车电力电子技术”为焦点的中国电动汽车百人会第四期热点问题系列研讨会,在中国动力谷所在地——株洲举行,包括中国电动汽车百人会理事长陈清泰、副理事长欧阳明高以及来自清华大学的教授等行业专家汇聚一堂,就燃料电池以及新能源汽车电力电子的发展现状以及趋势展开讨论。


    2025年是新能源汽车发展的一个节点

    汽车发展动力的电气化趋势已经没有悬念,除了某些国家在政策上要求禁售燃油车,部分车企依据这一趋势也纷纷调整自己的战略,有的提出到2020年或者2025年,不再对燃油车的研发做新的投入。从目前新能源汽车的发展现状来看,能不能在2025年真正实现全面禁售燃油车还有待检验,但是单从燃料电池动力系统的现状来看,2025年将是一个节点。

    燃料电池汽车由于燃料电池的高额成本,在推广上一直停滞不前,但是2017年在欧阳明高看来是中国燃料电池汽车全方位商业化的元年,清华大学李建秋教授也认同此观点,李建秋在研讨会上还提出:“关于燃料电池动力系统耐久性的预测,基于我们国内电堆和材料的水平、控制的技术,预测2020年将达到1万小时的目标,到2025年由于材料和控制技术的发展,会做到2.5万小时,基本上跟客车等寿命,所以我们预计从现在到2020年还是小批量示范1万左右的量,到2025年我们预计产量就会起飞了,而且起飞的量是10万台。”2016年发改委关于能源技术革命创新行动计划也指出,在2025年实现氢能及燃料电池技术的推广应用,以城市的私人用车、公共服务用车的批量应用为主。

    除了燃料电池汽车在2025年取得突破外,纯电动汽车推广在继2017-2020年充电设施后来居上破解“鸡与蛋”的问题,并且在2019-2025年期间政策市场“两条腿”走路后,也将在2025年突破性价比实现大发展。欧阳明高列举了一组数据,按内燃机动力系统等效的纯电动力系统成本要求:


    DC/DC、逆变器、电机其加起来电池用60千瓦时,到2020年可以走400公里,这样算出来价格要等价的话,电池必须每千瓦时102美元,相当于六七百人民币一度电就可以跟内燃机等价,但是2020年是很难做到100美元的,行业平均做不到。什么时候能做到差不多100美元的价格呢?“估计是在2020年—2025年做到这个价格”。


    我国电力电子技术现状

    电驱动和总成的发展,是以电机和电力电子为技术总成的,包括电机的本体,齿轮、齿轮箱、车载充电器、辅机电驱动系统、功率控制器、总成的信号控制器,整个加到一起是从软件和算法连起来,跟整车的联系是机电和通讯。电机驱动系统是把电池的电能转化为机械能的关键部件,它的性能直接决定了整车的性能,所以说它跟电池、电控一样是支撑电动汽车技术体系的三项关键共性技术之一。

    目前我国的电动汽车电机驱动系统的现状,从整车来说,去年的产销量分别是50多万辆,排名世界第一,到2020年我国总产量将会达到200万辆,值得骄傲的是,我国车辆主要还是与国产的电机驱动系统配套的,但是众所周知,电机控制器所用的关键核心部件IGBT,还有一些轴承,这些部件大部分仍然有赖于进口。

    中国中车集团株洲电力机车研究所首席专家郭淑英认为,电机驱动系统是向着高效率、高转矩、高功率密度以及高集成度这个方向发展的,整个阶段经历了从分离式、到集成式到现在的机电一体化和高度集成的发展。基于这个要求,对我们电机控制器和电机方面的材料、器件和我们的热管理、控制技术都提出了更高的要求。

    而IGBT器件的发展趋势,从键合方式和引线发展来看,国际公司采用定制封装汽车级IGBT,我们国内采用标准封装IGBT。目前以硅基为基础的IGBT器件,它的耐压频率等等已经发展到一定程度、受到一定限制,所以新型的材料,像碳化硅、氮化镓新型材料的器件就应运而生。目前碳化硅的半导体器件国内外研发现状可以看,国内碳化硅基础已经起步,比如中车株洲所、电工所等等都已经开始做研究。

采用碳化硅的电机控制器,丰田和三菱已经到了路试阶段,我们国内目前还是小批量的样机产品,还出于这种研发阶段。

    电机的发展,从最初的采用异步风冷、永磁水冷,到现在各种导体形式,包括油冷的、矩形导体,还有异步、铸铜转子电机的,这些技术都在进步,目前还是朝着永磁化、高速化、集成化方向发展,现在电机和减速箱的集成,电机和控制器包括三合一这种方式,还有分散式驱动的轮毂电机还有轮边电机,都在研发当中。

    郭淑英指出,国产的电机驱动系统、电机基本驱动性能跟国外的相差不太大,基本技术性能可以满足生产要求,但是在一些防护技术,噪声振动,电磁兼容,可靠性、耐久性方面,我国产品的程度还是有些参差不齐,跟整车的需求还有一定的距离。

    如何在新一轮的竞赛中领跑?

    由于我国在传统汽车零部件领域的落后,导致在传统零部件领域一直很被动,陈清泰理事长认为:“燃油车上的汽车零部件我们始终没有翻身,电动汽车这一轮发展中我们能不能翻身,能不能在零部件上有所作为,首先能不能保障本土汽车的竞争力,进一步打造一些具有全球竞争力的零部件公司,我感觉还是一个问号”,“我们在这一轮汽车动力技术革命当中,如果能有一些更大作为的话,应该表现在零部件领域。”

    陈清泰指出我们发展电动车当中遇到的痛点,还是续航里程、充电、安全等问题,这些问题还没有得到理想的解决,在这个时候大家把这个作为热点是理所当然的。但是对于中国汽车企业和零部件企业来看,绝对不能过于短视,眼光必须看到和未来的对接来解决我们今天的问题。

    上海大郡动力控制技术有限公司总裁徐性怡认为电力电子市场的前景很广阔,在车载的电力电子的控制器当中,整车上看,动力性、经济性、可靠性等等,转化到电力电子系统来看,一个是要求密度要高;第二个要求效率要高;第三就是可靠性要高,成本要低。

    在功率密度高这个层面上,首先是集成,集成可以节省空间和不见。系统的集成包括物理的集成(把电机、减速机、控制器全部集中在一块),还有一种是功能的集成(包括牵引电机的控制器,DC/DC,充电机)。集成化最主要的是控制器集成,首先关键部件要做好(IGBT模块、膜电容、电流与传感器等),其次是做好散热,比如提高散热效率、减少滤波。

    整车可靠性方面,徐性怡表示,设计上面器件的高可靠性要满足寿命,宽范围的环境适应性以及非常严苛的汽车验证都需要做。第二个,在生产过程当中要保证质量,不良率要降低,一致性要好、可追诉性要好,同时还有一个成本的问题,这就是我们想从产品的角度,高可靠性应该以汽车级的标准来要求。

    精进电机科技股份有限公司创始人兼CTO蔡蔚认为我们缺少一个安全方面的措施就是无位置传感器的控制,我们未来的传统汽车上每个车都应该有无位置传感器的算法,当你位置传感器失效了以后可以开回家、开到4S店,至少这是应该做到的。而现在我们大部分控制器都不具备这样的算法。

    最后成本方面其实是现在这个行业零部件企业面临的最大挑战,一个新的新能源汽车市场,一定要通过成本的降价让用户用得起才能推广开来。蔡蔚认为一个是电机的极对数要多,一个是电机的转速要高。原理上来讲减少电机,为什么减少电机,多用控制器、少用电机?因为控制器现在主要的成本是知识产权、是基础产业。把基础产业提上去、把知识产权提上来,控制器未来的价格,比如一个800安培的控制器价格应该在3500元以下,而现在模块的钱就是3000元,这显然不合理,这个价格是可以降下来。而电机的材料大部分是硬材料,铜、铁、永磁体,尤其永磁体是我们国家独有的,我们不希望价格跌的太低。因而从这个角度上来说,我们总是要想办法多用控制器、少用电机是未来的一个发展方向。

    总之,中国作为全球最大的新能源汽车市场,要在补贴退坡之后面对来自外资企业的挑战,最关键的还是在关键零部件领域拥有自己的核心技术,我们期待国内的相关企业能够携手并进,为把新能源汽车大国打造成新能源汽车强国而努力。(文章来源盖世汽车网)


中国汽车工程研究院股份有限公司(股票代码:601965) | 版权所有 渝ICP备08002516号 渝高工商网备字013号

业务伙伴