您的位置:首頁>正文

中國汽車工程研究院股份有限公司副總經理周舟:節能汽車電動化技術發展策略

4月26日, 2018第十屆全球汽車產業峰會在北京舉辦, 本次論壇以“創新技術引領產業未來”為主題, 會議期間, 中國汽車工程研究院股份有限公司副總經理周舟發表了精彩演講, 演講內容如下:

尊敬的付理事長、尊敬的慶文院長、尊敬的各位專家、各位同仁:

大家上午好!

很高興今天能再一次來到由蓋世汽車主辦的汽車產業峰會, 跟大家分享一下關於節能與新能源汽車的一些情況。

大家也知道在過去的兩到三年裡, 中國汽車行業發展幾乎可以用風起雲湧來表示。 現在包括新能源汽車、智慧網聯汽車、新造車勢力、燃油車停售等等, 這些話題已經成為行業裡非常重要的話題。 可以說在當前的中國, 汽車產業正處於一個大變革的時代。

毫無疑問, 發展新能源汽車的在行業裡面是一個共識, 也是我們在汽車研發當中非常重要的一個方向。 但是在新能源進程當中,

同時還會帶來一些新的問題。 比如說, 傳統的燃油汽車在何時能完全消亡?新能源汽車什麼時候能從產業的角度完全來代替傳統燃油汽車?並且在這個過程當中技術是如何快速切換的?這些問題可能都值得每一個從業者思考。

今天結合我們的一些研究, 給各位帶來一些分享和思考。 今天我報告的題目是:節能汽車電動化技術發展策略問題。 主要講四個方面:

第一, 背景介紹。

第二, 國內外節能技術最新進展。

第三, 動力總成技術組合策略。

第四, 技術發展建設。

剛才開場的時候也講到, 現在我們處在一個變革的時代, 全新的新能源和環境面臨著巨大的挑戰。 汽車同時也作為油耗和碳排放的大戶, 轉型升級勢在必行。

現在低碳化、智慧化、資訊化技術趨勢促使傳統汽車產品朝電動化、智慧化、網聯往、共用化發展。 節能的問題、油量管理的問題和電動化的問題, 也是行業裡關心的問題, 是各個企業非常關心的部分, 這裡除了傳統的燃油汽車增加各種節能技術, 進一步降低油耗以外, 堅定不移的推動汽車電動華的進程, 發展新能源汽車也是一個行業共識。

首先, 我們來看一下國家的政策, 在中國製造2025十大研究方向裡邊, 明確的把節能與新能源汽車提出來。 同時在《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》當中, 明確提出大力發展新能源與節能環保產業, 促使國家朝一個可持續發展的戰略進行發展。 去年工信部出臺的《汽車產業中長期發展規劃》,

列出了汽車行業的八大重點發展工程, 其中包括了新能源汽車的研發和推廣應用工程, 以及先進節能環保汽車的技術提升工程。

從這個角度可以看出, 從國家的頂層設計層面和政策的設計層面、戰略的層面, 已經明確的把節能和新能源汽車作為國家汽車行業的重點戰略發展方向。

再看一下行業的其他方面, 面對日益嚴苛的法規, 現在傳統的汽車企業面對四階的油耗以及國內排放的壓力會越來越大。 在2020年要達到5升的油耗, 到2025年進一步降低到4升。 我們也做了測算, 如果現在把所有的傳統汽車上節能手段用盡, 基本上不可能達到4升水準。 所以說新能源是必由之路。

同時, 我們也做了一些測算。

如果要達到四階, 按照現在的產能和現在汽車行業裡邊的產品結構, 因為這個和汽車產品的結構是相關的, 我們新能源汽車的占比至少達到43%。 而去年新能源汽車只有77萬台, 這個比例還是遠遠不夠的。

面對這些問題, 中國汽研也做了一些工作, 包括參與了節能環保的提升工程, 還有在新能源戰略、新興產業發展報告中的新能源技術。 同時也在去年年底的時候, 在行業裡邊發佈了《中國節能汽車藍皮書(2017)》。 針對剛才提到的整個傳統動力到新能源的電動化和電氣化過程, 也做了一些闡述。

第二, 國內外節能技術最新進展。

總體來看的話, 應該說在油耗法規的倒逼和行業形勢的總體引領下, 國內外企業在節能技術和電動化的進程上推動都非常快。 這裡邊包含兩個方面,一方面是傳統的動力上,大力發展節能技術,第二是推廣新能源技術。我們可以看到HEV、PHEV,包括48V等等電動化技術不斷的推廣,動力總成與電動化融合發展趨勢是非常明顯的。

可以看到,現在動力總成與多元化發展裡邊,傳統的發動機不斷地提升它的熱效率,現在很多企業已經朝著40%以上的目標在做,這裡邊包括很多國內的自主品牌的企業,這一點是非常可喜的。另外自動變速器也向多檔化、高效率發展。同時看得到無論是國內還是國外的,混合動力包括插電式混合產品已經走向了市場,同時以歐系車為代表的48V的量產化產品已經出現在市場上面。同時在一些小眾市場和一些特定市場上,一些替代燃料取得了不俗的進展。除了動力多元化以外,電子電器、低阻力、輕量化都能夠對節能技術帶來巨大的影響。

具體來看,首先是高效汽油機,仍是國內外節能汽車發展重點。國外呈現NA機型高壓縮比,增壓機型Rightsizing的發展趨勢。我國在自動變速器領域當中,可能技術的核心突破上面相對滯後,在國外,現在自動變速器主要是以多檔位、高效和輕量化為發展方向。可喜的是國內的企業應該逐漸的掌握核心技術。比如說,前年8AT獲得國家進步獎,很多技術取得突破。

應該說48V系統是微混系統,也是電氣化第一波進程。目前來說是歐洲企業和零部件企業非常推崇的系統,零部件推崇之後,後來在歐洲的企業當中也在大規模的應用。現在很多歐系車型上邊已經裝載了48V系統,同時日系和美系企業也在關注。但是國內來看,這一塊做的研究多一點,產品還是比較少的,主要還是由於現在的性價比和它的節油效率之間的差異而造成的,但是這個技術值得關注。

第四步,混合動力。混合動力是從燃油汽車到純電動很重要的過渡階段,混合動力也是全球乘用車節能技術的重要技術路徑。毫無疑問外資企業也正加速在這方面進行投入,同時國內的企業在前幾年也有一些突破。比如說在2016年底搭載的第一台科力遠自主的混合動力系統,在深圳也進行了發佈,推向了市場。應該說在這一塊在逐步的跟上。

再看一下關於插電式混合動力,應該說插電式混合動力對政策的適應性相比混合動力性要強。所以在這一領域是全球車企重點發展的領域,特別是在雙積分的政策要開始推廣以後,國內在這一塊的市場其實關注更大。同時向高端化在進行推進,這裡邊比較典型的是前兩天剛剛發佈的長城的VP8,這就是一個典型的高端插電式混合的代表。也就是在這一塊市場上國內和國外也發展到相當的水準。

除了前面講的動力系統以外,我們其實在很多節能和能量管理技術上面,還包括了很多智慧化的技術應用,有低阻力的應用,還有輕量化的應用。

簡單小結一下,剛剛講了國內外總體的情況,目前整體來看,汽車朝電動化和智慧化發展趨勢是非常的明顯,從國內外技術發展和產品推出可以很明顯的看到。可以看得出從傳統的燃油汽車到48V系統到混合式動力到插電式混合到電動化,這條電動化的路徑是非常的清晰。結合現在產業的政策和行業的應用,汽車整個電動化也是現在汽車企業首先要解決的問題。

針對這個問題,去年和長安汽車一起在研究當中也做了進一步的分析,下面再講一下。關於汽車動力總成電動化,我們把它簡單地分成了五個要素,這五個要素分別是:發動機、變速器、電機、電池和控制策略,同時從五個要素的應用來講,從低、中、高到應用。按照這種五個要素進行來組合的話,其實可以組合成六種產品體系。這裡邊就包括了傳統的燃油汽車,48V系統、混合動力,插電式混合和增程式汽車,以及到最後的純電動汽車,也就是整個的電動化過程,應該是電動化逐漸由淺到深的應用過程。

首先來看一下節油效率的問題,針對常規的燃油汽車,包括怠速起停或者一些傳統汽車上應用的節能技術,在這個領域至少可以達到5%到10%的節油效率。

第二步,我們把整車的系統從12V提升到48V,變成微混系統。這個電氣效率就會更高,同時我們輔助於在不同工況下面的能量回收等等問題,這個可以達到10%到15%的節能效率。

第三步,進一步把電壓升到200V到300V,同時增加電機的功率,在多數工況下進行能量回收等等一系列的措施。也就是說,構建一個典型的混合動力系統,預計在這個領域可以達到25%到35%節油效率。

第四步,增大電池容量,可以進行長距離的電池行駛過程,同時進行全工況下面的能量回收等等。這一系列的措施提到插電式混合系統,這一部分大概可以節約到70%到80%的過程。

第五步,如果增加純電動工況的行駛,僅僅把發動機當做發電機來用,更多的是考慮純電動的工況,也就是考慮到增程的系統,這樣節油效率到90%。這兒說的節油效率是指傳統燃油的節省。

到最後大家就很清楚,把所有的發動機變速器這一部分全部拿掉,就是一個純電動汽車。所以從燃油效率上來說,技術路徑的節油效率也是這麼一個情況。

我們再來看一下,從產品的角度做分析。從左邊橫軸的部分到右邊,從傳統的燃油汽車到純電動汽車,這是電氣化的程度。從縱軸來看是綜合的成本,但是這裡邊沒有考慮任何的補貼,純從技術的角度來說。我們可以看得到把剛才列的六種情況再做一個梳理,來看一下有些組合的情況。

首先第一個組合的策略是以混合動力為主,這裡邊輔助插混和純電動的情況。這一類的產品現在是日本企業比較喜歡用的,同時它帶來的一個優勢就是可以實現在我們所有形式上的動力產品,可以覆蓋廣泛的用戶要求,同時兼顧政策市場和競爭市場。就是說有補貼和沒補貼這裡邊都會有考慮,因為它還有一些純電動在裡邊。這樣帶來的劣勢是技術路線相對比較分散,需要投入更多的資源。最重要的一點,由於混合動力的應用對控制系統和發動機、變速器的要求會非常高,這裡邊的門檻也就會非常高,帶來的技術要求也會非常高。

第二個策略就是以插電式和純電動為主,輔助48V系統。這是中國和歐洲企業比較喜歡用的產品策略,由於它的成本也比較高,目前確實需要政府的一些補貼和地方的補貼。它的優勢來說,電動化的水準確實比較高,因為都在上端,節油效果也是非常明顯的,同時也有一些劣勢,比如說插電式混合動力系統開發確實過於複雜。同時輔48V系統的話,雖然效果還是不錯,但是它的性價比確實相對不足,所以在市場的競爭力方面要差一些。

第三個關於混合動力、插電式和純電動三個都去做,目前來說在這個方面美系的車型和韓系車型,基本三個方面都會兼顧。同樣帶來的優勢是可以廣泛的去覆蓋不同的產品要求,同時在政策市場也有比較強的競爭力。同樣兩個問題,一方面是說技術比較分散,投入也比較大,同時也比較依賴於發動機和變速器的技術。

第四個是完全直接略過前面的所有過程,到純電動,當然為輔增程式。現在很多新造車勢力都是這樣的,這樣有個好處是對傳統的動力依賴度低,而且研發的速度會非常快。但是它的劣勢是受制於電池本身的技術問題,受制於基礎設施的問題,受制于成本的問題,受制於補貼政策的問題,所以這也是這麼一個過程。

簡單小結一下剛才講的這部分,從產品的角度來說的話,從左到右成本在不斷的增加,油耗在不斷的降低,電氣化的進程就是這樣。但是它也受制於市場形態、電池成本、基礎設施、能耗管理和政策法規五個方面的管理。同時也與企業自身的資源、戰略的目標和產品的儲備和戰略定位相關的,所以在選擇電動化過程當中要考慮種種因素,不僅是技術因素。

最後提一點發展建議。首先節能汽車這塊核心在兩個方面:

第一,加強發動機核心技術的攻關,我們一直在這方面做得不夠好,希望到下一步熱效率進一步提升到44%,柴油機提升到52%,這是我們的目標。還有混合動力方面開發專用的發動機和動力耦合技術,這次在科技部設置的重大專項裡邊,也專門設置了開發混合動力的混合發動機專案,也有很多企業在爭取開發,也就是說國家層面已經在重視這個問題。還有針對於混合動力的一些專用電池、電機和電控系統的開發。

第二,新能源汽車技術方面。包含了兩點,第一點是整車的技術層面,要研究純電動汽車的整車模組化平臺。現在很多的開發工作都是在傳統上進行改,當然有新的出現,尤其是純電動化平臺化技術的缺失。另外是提升專用的混合動力系統,還有基礎的關鍵化技術,包括輕量化和電機這些新能源技術同樣需要支撐。

最後一點是關於電池,大家知道電氣化進程當中很大一部分受制於電池的發展,肯定要建立健全的電池產業體系,同時促進鋰電池的綜合性能提升,同時還要鼓勵下一代的高密度鋰電池的開發。只要電池進行突破,電氣化之路就會走得更穩,新能源汽車、電動化汽車就會得到快速的發展。

最後總結一下今天講的內容。應該說在當前的形勢下,汽車電氣化的目標是清晰的,發展也是毋庸置疑的,但是在過程中可能還需要一段時間去進行過渡。所以在這過程當中,一方面加大燃油汽車和傳統汽車上面節能技術的應用,來促進節能技術的發展和節能汽車的應用。 第二方面就是堅定不移地快速發展新能源汽車,這裡邊要重點解決掉電池、成本以及政策這些制約新能源汽車發展的瓶頸問題,使整個電動汽車和新能源汽車的發展向著一個快速、平穩、健康的方向去發展。

謝謝大家!

敬請關注蓋世汽車“第十屆全球汽車產業峰會”直播專題:

提示:“本文根據發言整理,未經嘉賓審核!”如需轉載,請聯繫尤女士:15121021076

作者:蓋世汽車綜合

這裡邊包含兩個方面,一方面是傳統的動力上,大力發展節能技術,第二是推廣新能源技術。我們可以看到HEV、PHEV,包括48V等等電動化技術不斷的推廣,動力總成與電動化融合發展趨勢是非常明顯的。

可以看到,現在動力總成與多元化發展裡邊,傳統的發動機不斷地提升它的熱效率,現在很多企業已經朝著40%以上的目標在做,這裡邊包括很多國內的自主品牌的企業,這一點是非常可喜的。另外自動變速器也向多檔化、高效率發展。同時看得到無論是國內還是國外的,混合動力包括插電式混合產品已經走向了市場,同時以歐系車為代表的48V的量產化產品已經出現在市場上面。同時在一些小眾市場和一些特定市場上,一些替代燃料取得了不俗的進展。除了動力多元化以外,電子電器、低阻力、輕量化都能夠對節能技術帶來巨大的影響。

具體來看,首先是高效汽油機,仍是國內外節能汽車發展重點。國外呈現NA機型高壓縮比,增壓機型Rightsizing的發展趨勢。我國在自動變速器領域當中,可能技術的核心突破上面相對滯後,在國外,現在自動變速器主要是以多檔位、高效和輕量化為發展方向。可喜的是國內的企業應該逐漸的掌握核心技術。比如說,前年8AT獲得國家進步獎,很多技術取得突破。

應該說48V系統是微混系統,也是電氣化第一波進程。目前來說是歐洲企業和零部件企業非常推崇的系統,零部件推崇之後,後來在歐洲的企業當中也在大規模的應用。現在很多歐系車型上邊已經裝載了48V系統,同時日系和美系企業也在關注。但是國內來看,這一塊做的研究多一點,產品還是比較少的,主要還是由於現在的性價比和它的節油效率之間的差異而造成的,但是這個技術值得關注。

第四步,混合動力。混合動力是從燃油汽車到純電動很重要的過渡階段,混合動力也是全球乘用車節能技術的重要技術路徑。毫無疑問外資企業也正加速在這方面進行投入,同時國內的企業在前幾年也有一些突破。比如說在2016年底搭載的第一台科力遠自主的混合動力系統,在深圳也進行了發佈,推向了市場。應該說在這一塊在逐步的跟上。

再看一下關於插電式混合動力,應該說插電式混合動力對政策的適應性相比混合動力性要強。所以在這一領域是全球車企重點發展的領域,特別是在雙積分的政策要開始推廣以後,國內在這一塊的市場其實關注更大。同時向高端化在進行推進,這裡邊比較典型的是前兩天剛剛發佈的長城的VP8,這就是一個典型的高端插電式混合的代表。也就是在這一塊市場上國內和國外也發展到相當的水準。

除了前面講的動力系統以外,我們其實在很多節能和能量管理技術上面,還包括了很多智慧化的技術應用,有低阻力的應用,還有輕量化的應用。

簡單小結一下,剛剛講了國內外總體的情況,目前整體來看,汽車朝電動化和智慧化發展趨勢是非常的明顯,從國內外技術發展和產品推出可以很明顯的看到。可以看得出從傳統的燃油汽車到48V系統到混合式動力到插電式混合到電動化,這條電動化的路徑是非常的清晰。結合現在產業的政策和行業的應用,汽車整個電動化也是現在汽車企業首先要解決的問題。

針對這個問題,去年和長安汽車一起在研究當中也做了進一步的分析,下面再講一下。關於汽車動力總成電動化,我們把它簡單地分成了五個要素,這五個要素分別是:發動機、變速器、電機、電池和控制策略,同時從五個要素的應用來講,從低、中、高到應用。按照這種五個要素進行來組合的話,其實可以組合成六種產品體系。這裡邊就包括了傳統的燃油汽車,48V系統、混合動力,插電式混合和增程式汽車,以及到最後的純電動汽車,也就是整個的電動化過程,應該是電動化逐漸由淺到深的應用過程。

首先來看一下節油效率的問題,針對常規的燃油汽車,包括怠速起停或者一些傳統汽車上應用的節能技術,在這個領域至少可以達到5%到10%的節油效率。

第二步,我們把整車的系統從12V提升到48V,變成微混系統。這個電氣效率就會更高,同時我們輔助於在不同工況下面的能量回收等等問題,這個可以達到10%到15%的節能效率。

第三步,進一步把電壓升到200V到300V,同時增加電機的功率,在多數工況下進行能量回收等等一系列的措施。也就是說,構建一個典型的混合動力系統,預計在這個領域可以達到25%到35%節油效率。

第四步,增大電池容量,可以進行長距離的電池行駛過程,同時進行全工況下面的能量回收等等。這一系列的措施提到插電式混合系統,這一部分大概可以節約到70%到80%的過程。

第五步,如果增加純電動工況的行駛,僅僅把發動機當做發電機來用,更多的是考慮純電動的工況,也就是考慮到增程的系統,這樣節油效率到90%。這兒說的節油效率是指傳統燃油的節省。

到最後大家就很清楚,把所有的發動機變速器這一部分全部拿掉,就是一個純電動汽車。所以從燃油效率上來說,技術路徑的節油效率也是這麼一個情況。

我們再來看一下,從產品的角度做分析。從左邊橫軸的部分到右邊,從傳統的燃油汽車到純電動汽車,這是電氣化的程度。從縱軸來看是綜合的成本,但是這裡邊沒有考慮任何的補貼,純從技術的角度來說。我們可以看得到把剛才列的六種情況再做一個梳理,來看一下有些組合的情況。

首先第一個組合的策略是以混合動力為主,這裡邊輔助插混和純電動的情況。這一類的產品現在是日本企業比較喜歡用的,同時它帶來的一個優勢就是可以實現在我們所有形式上的動力產品,可以覆蓋廣泛的用戶要求,同時兼顧政策市場和競爭市場。就是說有補貼和沒補貼這裡邊都會有考慮,因為它還有一些純電動在裡邊。這樣帶來的劣勢是技術路線相對比較分散,需要投入更多的資源。最重要的一點,由於混合動力的應用對控制系統和發動機、變速器的要求會非常高,這裡邊的門檻也就會非常高,帶來的技術要求也會非常高。

第二個策略就是以插電式和純電動為主,輔助48V系統。這是中國和歐洲企業比較喜歡用的產品策略,由於它的成本也比較高,目前確實需要政府的一些補貼和地方的補貼。它的優勢來說,電動化的水準確實比較高,因為都在上端,節油效果也是非常明顯的,同時也有一些劣勢,比如說插電式混合動力系統開發確實過於複雜。同時輔48V系統的話,雖然效果還是不錯,但是它的性價比確實相對不足,所以在市場的競爭力方面要差一些。

第三個關於混合動力、插電式和純電動三個都去做,目前來說在這個方面美系的車型和韓系車型,基本三個方面都會兼顧。同樣帶來的優勢是可以廣泛的去覆蓋不同的產品要求,同時在政策市場也有比較強的競爭力。同樣兩個問題,一方面是說技術比較分散,投入也比較大,同時也比較依賴於發動機和變速器的技術。

第四個是完全直接略過前面的所有過程,到純電動,當然為輔增程式。現在很多新造車勢力都是這樣的,這樣有個好處是對傳統的動力依賴度低,而且研發的速度會非常快。但是它的劣勢是受制於電池本身的技術問題,受制於基礎設施的問題,受制于成本的問題,受制於補貼政策的問題,所以這也是這麼一個過程。

簡單小結一下剛才講的這部分,從產品的角度來說的話,從左到右成本在不斷的增加,油耗在不斷的降低,電氣化的進程就是這樣。但是它也受制於市場形態、電池成本、基礎設施、能耗管理和政策法規五個方面的管理。同時也與企業自身的資源、戰略的目標和產品的儲備和戰略定位相關的,所以在選擇電動化過程當中要考慮種種因素,不僅是技術因素。

最後提一點發展建議。首先節能汽車這塊核心在兩個方面:

第一,加強發動機核心技術的攻關,我們一直在這方面做得不夠好,希望到下一步熱效率進一步提升到44%,柴油機提升到52%,這是我們的目標。還有混合動力方面開發專用的發動機和動力耦合技術,這次在科技部設置的重大專項裡邊,也專門設置了開發混合動力的混合發動機專案,也有很多企業在爭取開發,也就是說國家層面已經在重視這個問題。還有針對於混合動力的一些專用電池、電機和電控系統的開發。

第二,新能源汽車技術方面。包含了兩點,第一點是整車的技術層面,要研究純電動汽車的整車模組化平臺。現在很多的開發工作都是在傳統上進行改,當然有新的出現,尤其是純電動化平臺化技術的缺失。另外是提升專用的混合動力系統,還有基礎的關鍵化技術,包括輕量化和電機這些新能源技術同樣需要支撐。

最後一點是關於電池,大家知道電氣化進程當中很大一部分受制於電池的發展,肯定要建立健全的電池產業體系,同時促進鋰電池的綜合性能提升,同時還要鼓勵下一代的高密度鋰電池的開發。只要電池進行突破,電氣化之路就會走得更穩,新能源汽車、電動化汽車就會得到快速的發展。

最後總結一下今天講的內容。應該說在當前的形勢下,汽車電氣化的目標是清晰的,發展也是毋庸置疑的,但是在過程中可能還需要一段時間去進行過渡。所以在這過程當中,一方面加大燃油汽車和傳統汽車上面節能技術的應用,來促進節能技術的發展和節能汽車的應用。 第二方面就是堅定不移地快速發展新能源汽車,這裡邊要重點解決掉電池、成本以及政策這些制約新能源汽車發展的瓶頸問題,使整個電動汽車和新能源汽車的發展向著一個快速、平穩、健康的方向去發展。

謝謝大家!

敬請關注蓋世汽車“第十屆全球汽車產業峰會”直播專題:

提示:“本文根據發言整理,未經嘉賓審核!”如需轉載,請聯繫尤女士:15121021076

作者:蓋世汽車綜合

同類文章
Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示