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純電驅(qū)動技術(shù)路線是新的嗎?

汽車工程師 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-09 16:39 ? 次閱讀

去年歐洲傳統(tǒng)汽車強國,紛紛發(fā)布了燃油車禁售時間表,有一些專家解讀,僅僅是一些口號,沒有法律層面的意義;2017年中國新能源汽車銷售規(guī)模接近80萬輛,其中A00純電動乘用車占70%以上,有專家反問,這個車有核心技術(shù)嗎?其中有15萬輛城市用純電動貨運車,有專家又質(zhì)疑,有一臺是正向開發(fā)的嗎?其中有8萬多純電動公交車,有專家分析道,這個車是特例,沒有普遍意義。

這些專家一口咬定,中國發(fā)展新能源汽車,想“彎道超車”是不可能的事情。筆者無意反駁專家們觀點,只是表述自己的研究結(jié)論而已,純電動汽車在中國洽逢其時,彎道超車成功是遲早之事。

一、中國生產(chǎn)汽車已經(jīng)有60年多年,不能說中國沒有汽車技術(shù)積累

1956年新中國第一輛“解放牌” 汽車在長春的下線,結(jié)束了我國不能自行生產(chǎn)汽車的歷史,到今天已經(jīng)62年了;第一輛“紅旗牌”轎車(見圖1)誕生于1958年5月12日,車型編號為CA71,比韓國還早10年。1959在武漢還誕生了國 產(chǎn)公交車車。截止1980年左右,僅武漢硚口地區(qū),汽車生產(chǎn)規(guī)?;拘纬?,有貨車廠、有公交車廠、有吉普車廠;到1984年武漢就有3家客車廠,既生產(chǎn)有長途客車、又生產(chǎn)公交車、還生產(chǎn)軍用客車的,有生產(chǎn)特種汽車的、還有生產(chǎn)掛車廠家。其他城市,如湖北十堰(二汽車)、北京、南京等地汽車產(chǎn)業(yè)鏈已具規(guī)模,尤其是二汽車生產(chǎn)東風牌裝配部隊,在戰(zhàn)場上表現(xiàn)出色,贏得世人稱贊。2003年清華大學(xué)的校園里已經(jīng)純電動中巴車在運營了(注:陳全世老師研發(fā)系的系統(tǒng))。

以上列出的是一部分案例而已,實際情況是,中國加入“世貿(mào)”以前,中國汽車業(yè)已成體系,也已經(jīng)是中國支柱性產(chǎn)業(yè)了。但是中國的汽車技術(shù),一是向蘇聯(lián)、歐洲學(xué)習來的,二是自力更生來的、三是進步很快,但是汽車強國相比,距離比較大。

加入“世貿(mào)”以后,中國汽車發(fā)展更快,用很短的時間,實現(xiàn)年產(chǎn)百萬輛向千萬輛的突破。遺憾的是沒有實現(xiàn)“市場換技術(shù)”初衷。

圖1 第一輛“紅旗牌”轎車

二、什么是彎道超車(或者說換道超車)?

彎道超車(或者說換道超車),在這里是比喻而言。一些專家在文字層面,占牛角尖,是在誤導(dǎo)大眾。中國的文字解釋是有多樣的特點。筆者理解,中國在加入“世貿(mào)”時,承諾要開發(fā)國內(nèi)汽車市場,于是全球的汽車品牌廠都來到中國合資建廠。中國原有汽車體系,受到?jīng)_擊是必然的。如今中國,連續(xù)多年是世界上第一生產(chǎn)大國,也是第一消費大國。初衷”市場換技術(shù)”沒有實現(xiàn)?如何辦呢?必須要換思路,于是提出“彎道超車”的口號。

如何響應(yīng)““彎道超車”號召,主要途徑是:一是繼續(xù)向汽車強國學(xué)習,把傳統(tǒng)汽車的先進技術(shù)學(xué)過來,二是開辟新路,實現(xiàn)趕超先進的目標。筆者認為,“彎道超車”口號的實質(zhì)是”開辟新路,實現(xiàn)趕超”。汽車行業(yè)要把精力放在如何”開辟“新路”上來?言下之意,老路上,一是強手如林,沒有機會了,困難重重,同時事競爭對手,已經(jīng)設(shè)置重重堡壘,處處布下了陷阱;二是開辟新路,盡管是困難重重,但是競爭對手少,前行的路上沒有人為的陷阱?!眱珊ο鄼?quán),取其輕“,于是決定發(fā)展新能源汽車,而且是”純電驅(qū)動“的新能源汽車的技術(shù)路線。

三、純電驅(qū)動技術(shù)路線是新的嗎?

當下驅(qū)動的主流技術(shù)是發(fā)動機驅(qū)動,而電機驅(qū)動汽車的技術(shù)路線,長期一直起不來。這個意思是,純電驅(qū)動技術(shù)路線不是新的,為什么說成新的呢?其理由是,許多新的技術(shù)可以紛紛用于純電驅(qū)動上了來。中國文字里“新”含義多樣,如重新來,也是”新“的;老技術(shù)重新用,也是”新“的;新含義還有在原有基礎(chǔ)上提升,也是”新“的。有些專家鉆牛尖,說純電驅(qū)動技術(shù)路線是不新的,原來就有的,還拿出案例說,電動汽車比燃油汽車還早10多年,進而否定”純電驅(qū)動技術(shù)路線是新的“。

純電驅(qū)動技術(shù)路線是新的,當然是要用的新技術(shù),來提升的。比如說,當下純電動汽車,是不能用鉛酸電池的,必須用鋰離子電池;驅(qū)動電機要提倡用永磁同步電機等新材料、新技術(shù)、新產(chǎn)品。

一句話,特別強調(diào),純電驅(qū)動技術(shù)必須是新的。

四、純電動汽車在中國洽逢其時

純電動汽車能不能成功,關(guān)鍵是動力電池最新發(fā)展成果,即其比能量有沒有可能替代(或者接近)汽油、柴油的可能性。下面回顧電池發(fā)展進程。

1)鉛酸電池

比汽車還早10年電動汽車,用的就是鉛酸電池。鉛及其氧化物制成作為電極材料,硫酸溶液作為電解液。140多年過去了,這個電池生命力依然在,現(xiàn)在大部分電動自行車用的是鉛酸電池,其技術(shù)和工藝也在進步。但是鉛酸電池的能量密度低,無法滿足汽車每年超過1萬公里行程的使用壽命的要求,最終被汽車廠商放棄。

2)鎳氫電池

鎳氫電池正極為鎳氫的化合物,負極為金屬氫化物,其能量密度、充放電次數(shù)相比鉛酸電池有不小的提升,并且電解液不可燃、安全性有保障,制造工藝成熟。許多廠家將其混合動力汽車,進行了嘗試,但其充電有記憶效應(yīng)、工作電壓較低(無法使用高壓快充),混合動力汽車可以有用這個電池,豐田的混合動力系統(tǒng),采用阿特金森發(fā)動機+鎳氫電池組,而鎳氫電池正好能夠解決汽車起步動力不足的問題。但是能量密度還是過低,無法用到純電動汽車上。這說明發(fā)展混合動力汽車,主要技術(shù)有鎳氫電池的支撐。換一句話,混合動汽車使用電池,其技術(shù)不是最新的電池。這個也說明,混合動力是比較節(jié)油,但是純電動汽車,卻把油省了。

3)磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池

其能量密度、充放電次數(shù),基本滿足出電動汽車的要求,其優(yōu)勢在于能量密度高、體積小、重量輕、充電效率高。目前其系統(tǒng)比能量已經(jīng)實現(xiàn)140kw/kg。配備磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池的純電動汽車,一次持續(xù)里程接近一天運營里程。這個說明,發(fā)展純動力汽車,主要技術(shù)有磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池在支撐 。

4)三元電池

三元電池也是鋰離子電池,目前其比能量密度已經(jīng)超過磷酸鐵鋰(錳酸鋰)電池 ,配備到純電動乘用車已經(jīng)是主流電池。單體電池比能量已經(jīng)實現(xiàn)300kw/kg,系統(tǒng)比能量可以實現(xiàn)260kw/kg,一次持續(xù)里程實現(xiàn)400公里,已經(jīng)不是問題。三元電池用到客車指日可待。

5)新型電池在實驗室也已經(jīng)成功,有待工程化

三元電池規(guī)?;a(chǎn),被乘用車批量配置。接下來全固態(tài)電池研發(fā)在穩(wěn)步推進。這個說明動力電池瓶頸已經(jīng)被突破,后續(xù)提升有望。這個說明純電動汽車在在中國洽逢其時,而且可以持續(xù)提升的,彎道超車成功是遲早之事,是有依據(jù)的。

五、彎道超車成功最遲不會超過2025年

中國汽車對外放,盡管沒有實現(xiàn)”市場換技術(shù)“的初衷,但還是學(xué)到許多先進理念和技術(shù)的。全世界的汽車強國,都到中國來辦公司,合作生產(chǎn),不能說中國汽車業(yè)沒有一定收益。

彎道超車就是中國汽車業(yè)向汽車強國學(xué)習后的體會。中國發(fā)展新能源汽車已經(jīng)取得長足的進步。中國新能源汽車年銷售規(guī)模2017年已經(jīng)接近80萬輛,2018年將實現(xiàn)100萬輛。2012年開始示范推廣新能源汽車,不到10年,中國新能源汽車將要實現(xiàn)200萬年銷售規(guī)模。無論怎樣評說,中國沒有掌握核心技術(shù)是說不通的。

一句話,彎道超車成功最遲不會超過2025年,趕超的路上是辛苦的。

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