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[新能源汽车用材] 推进混合动力汽车产业化掌控核心技术是关键

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发表于 2015-9-19 05:47:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  目前从全球范围来看,混合已处于大规模产业化的前夕,国际、国内的汽车企业在竞相研发混合动力汽车。但要真正实现自主混合动力车型的普及,还有诸多障碍需要克服,包括技术上的一些关键难题和成本增加太多、零部件配套资源体系不成熟等。
  面对交通与环境问题的巨大挑战,以能源多元化、排放洁净化、燃料节约化为主要特征的节能与新能源汽车迅速发展,相互竞争,并引发了汽车动力的电控化和电气化两大技术变革,促进了汽车能源及动力的快速转型。
  混合动力汽车可在不改变既有的汽车产业结构、能源(石油燃料)体系以及用户对车辆使用习惯的前提下,最大限度地发挥内燃机和纯电动汽车的双重优点,达到节能和环保的目的。因而被业界认为是目前最现实可行且长远有效的节能环保方案。
  混合动力汽车已处于产业化前夕
  目前从全球范围来看,混合动力汽车已处于大规模产业化的前夕,丰田公司的Prius、Estima、Crown、Coaster等混合动力汽车已成功上市,并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功,累计产销量已超过60万辆。随后本田、福特、通用、戴姆勒、大众、雪铁龙、雷诺、宝马、日产、现代、三菱等各大汽车公司也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。截至2008年底,混合动力汽车在全球的累计销售量已超过百万辆。
  近几年,在国家“863”计划的资助下,长安、一汽、东风、奇瑞、华晨、吉利等自主品牌汽车企业竞相开发出了相应的混合动力轿车,其中部分车型已申报了国家汽车产品公告,但上述汽车企业大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案,这两种方案的技术难度较小,生产成本也较低。同时我们必须清醒地认识到,要真正实现自主混合动力车型的普及,还有诸多障碍需要克服,包括技术上的一些关键难题和成本增加太多、零部件配套资源体系不成熟等。具体表现在:
  1.与国外一样,成本偏高其回收周期较长成为混合动力汽车普及初期最主要的障碍。一般中度混合动力轿车比同类内燃机轿车成本高出20%~30%。若按10万元家用轿车计算,在不赢利情况下成本增加2万元,以每年行驶3万公里计算,油价为6元时,回收期为6.9年;油价为5元时,回收期为8.3年。而根据市场调查,用户可接受的回收期为1~1.5年,也就是用户只接受价格增加5%以内,与实际相差比较大,严重削弱了用户对购买混合动力汽车的兴趣。
  2.关键技术产业化及其产业链的支撑存在较大差距。近年来民族汽车之所以崛起,主要就是得力于存在广阔的低端市场空间以及高速增长的市场容量形成强大的拉动力。民族轿车工业崛起主要靠的就是走的低端产品路线,技术含量低,可以通过自主创新或从国外设计公司直接购得。
  像长安、奇瑞等企业在混合动力技术研发及其产业化上,联合国内的高校、研究机构,甚至与国外的一些研发机构合作,每年投入上千万元资金进行技术研发,国家也有部分资金支持,但还有一些产业化的关键重大技术需要最后的冲刺突破,系统的可靠性还需要大量的试验验证,关键核心零部件的产业化还存在较大差距,标准体系还不完善。
  比如镍氢电池一直是个瓶颈,在推进混合动力汽车产业化时,有关部门考察了全国所有的镍氢电池供应商,完全满足产业化要求的厂家基本上没有。此外,还有像ISG、各种控制系统等关键技术零部件的产业化都与规模化生产存在差距。
  与乘用车相比,城市混合动力公交车的发展有所不同。据统计,我国城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车。在城市工况下,公交车频繁起步、加速、制动和停车,要额外消耗许多燃油。根据调查,将近1/2的燃油是被汽车频繁制动所消耗的,这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。
  基于以上考虑,目前我国至少有7~8家客车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。经过几年的开发,虽然已取得了一系列重大成果,但公交车的节油率并未达到预计的要求,主要原因包括:1.汽车的制动过程十分短暂,一般不超过10秒,在短短的几秒内,电机要求发出很大的电流,才能有效回收制动能量,但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半,因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有50%~60%的制动能量可回收,但实际回收的制动能量小于20%,最简单的改进办法是加大动力电池容量,例如至少加大容量一倍,回收的制动能量可由20%增加到40%。但这将大大增加整车成本和汽车自重,经济上可能是得不偿失;2.混合动力公交车若采用停车断油,甚至滑行即时断油,可节油10%左右(4L/100km),实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计,一般不允许频繁地停车断油,否则供油系统和废气增压器都可能损坏,严重影响柴油机寿命。而且,停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统,这又会大大增加整车成本和重量,两相权衡,不一定合算,所以近期大多未实现停车断油功能。
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