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每日讯息!燃料动力锂电池汽车开发的定位、方向及路线研究分析

2022-11-07 14:40:19 来源:

经过10多年的努力,我国电动汽车在2016年产销量超过50万辆,2017年电动汽车销量将超过70-80万辆,对汽车产业影响是巨大的。《我国制造2025》公布明确支持氢能汽车的发展,2016年十月份我国汽车工程学会公布了燃料动力锂电池汽车技术路线图,氢能汽车也在其中。纯电动汽车产业布局之后,接下来是燃料动力锂电池汽车发展了。下面是对燃料动力锂电池汽车开发定位、方向及路线的研究,与大家分享。

一、燃料动力锂电池汽车开发背景

电动汽车产业布局基本完成,全面应用推广态势基本形成,这是政府强力政策的结果。但是目前电动汽车与燃油车比较,产品质量和技术指标性、性价比、使用环境等方面,还是相当大的距离,必须继续努力。但是燃料动力锂电池汽车应用已拉开序幕。


(资料图片)

1、汽车强国禁售汽(柴)油汽车时间表,表明替代燃油汽车是必然的。

①荷兰宣布:从2025年开始禁止在本国销售传统的汽油和柴油汽车,或许将成为第一个全面禁止汽油和柴油汽车的国家;

②英国宣布:2040年起全面禁售汽油和柴油汽车,届时市场上只允许电动汽车等新能源环保车辆销售;

③法国宣布:到2050年前使法国成为碳零排放国家,其中最激进的措施是到2040年时全面禁止销售汽油和柴油汽车;

④丰田汽车宣布:将在2050年停售纯汽油车,未来丰田会逐渐推广混动车、燃料动力锂电池车和纯电动汽车。

2、我国政府启动了燃油车退出时间表的研究,拉开了燃料动力锂电池汽车应用序幕

①2017年六月二十五日,科技部长万钢在吉林长春发表演讲时表示,氢具有来源广泛、大规模稳定储存、持续供应、远距离运输、快速补充等特点,在未来车用能源中,氢燃料与电力将并存互补,共同支撑新能源汽车产业发展;

②经过多年发展,我国电动汽车产业布局基本完成,动力锂离子电池总产量超过1000亿瓦时,远超市场需求,已出现产量过剩风险。整体来看,我国电动汽车产业已出现公司基本饱和、产量局部过剩、投资过度涌入的情况;

③我国初步掌握了氢能燃料动力锂电池汽车和氢能基础设施的核心技术,基本建立了自主燃料动力锂电池汽车动力系统技术平台,氢能燃料动力锂电池在寿命、可靠性、使用性能方面基本达到车辆使用要求;

④2017年九月九日,工信部副部长辛国斌在泰达论坛上表示,工信部已经启动了燃油车退出时间表的研究。

二、燃料动力锂电池汽车整车开发情况

①国外:日本丰田、本田,以及韩国现代等公司已推出市场化的燃料动力锂电池乘用车产品,奔驰、丰田、日野等公司已在燃料动力锂电池客车方面取得优势,并且美国还出现了燃料动力锂电池重卡、燃料动力锂电池叉车等新产品、新公司;

②国内:燃料动力锂电池乘用车公司重要有上汽集团,燃料动力锂电池客车公司重要有宇通客车、北汽福田、扬子江汽车、卡威汽车等,具备小批量生产量力。

三、燃料动力锂电池汽车整车开发方向

燃料动力锂电池汽车整车开发的基础是电动汽车技术,燃料动力锂电池车辆驱动必须是电机。燃料动力锂电池不是储能电池,而是车载发电机技术。车载发电机(燃料动力锂电池)功率比较小,必须要与车载储能电池配套使用。

开发燃料动力锂电池汽车的重要方向,是提高电动汽车持续里程。换一句话,燃料动力锂电池汽车必须比纯电动汽车的里程长1-2倍,才有实际积极价值。电动汽车目前离前城市公交车、出租车要求的运营里程,还有一定距离的,但动力锂离子电池进步比较快,满足纯电汽车在城市公交车和出租车一天运营里程不久就会实现。依靠纯电汽车满足长途运输,从目前,技术可能性来看不大,或者说,短时间内纯电动汽车要求担任长途运输重担,不太现实;

氢能汽车是最终的混合动力汽车,燃料动力锂电池是发动机系统,是给车在储能电池持续充电,压缩在储能罐子氢气,其比能量远远高于动力锂离子电池的比能量,于是可以说,我国氢能汽车的基本定位:长途运输车辆(大货车),其持续里程必须大于800公里以上是能实现的。

四、燃料动力锂电池汽车研发技术来源

①引进技术为主,自主研发为辅的技术。去理由是,我们和国外先进技术的差距是客观的,目前要以利用政府补贴的优势尽快缩小。我国燃料动力锂电池公司不应回避来自全球同行的竞争,充分的竞争才能将落后者淘汰。如何做到引进技术和自主创新不冲突是必须要思考的。

②我国公司要掌握核心技术,技术引进并不能保证长久,不能依赖思想。可以与国外的材料、工艺以及零部件厂家合作,实现共赢,从引进的边缘技术,追踪其核心技术,以尽量少的投入实现掌握核心技术。

五、燃料动力锂电池汽车研发上的障碍

①氢安全必须要可控和可保障。生产、储运和使用氢气(如:氢气瓶、氢气储罐、氢气场站等安全管理等)安全法规及技术标准建设必须加快步伐。

②有关氢的零部件安全质量,还没得到有第三方检测认证,给整车公司的产品研发有一定安全隐患。安全件,必须要有3C认证。

③目前氢燃料动力锂电池发动机与当前锂离子电池相比,燃料动力锂电池产业链的成本依然高昂。比如,12米大客车目前每台氢燃料动力锂电池发动机国外的在100万元以上,国内也在80万元以上。整车公司积极研发的燃料动力锂电池的动力基本没有。政府补贴后,缺口依然比较大。

六、比较实用的燃料动力锂电池汽车研发技术路线

①做样车。燃料动力锂电池汽车研发总必须面对一个“鸡生蛋、蛋生鸡”的悖论;当初CNG、电动公交车同样面对过这个问题,整车公司必须挑起这个担子;

②公交样车由政府买单,培育新的产业是政府责任。样车研发开始,选10、12米的公交车。政府出的钱,交给燃料动力锂电池公交车生产公司运作,同时考核整车生产公司;

③样车开发,在政府的指导下,由整车生产公司主导燃料动力锂电池公交车研发,燃料动力锂电池系统生产公司配合,整车生产公司与零部件生产公司之间实现上市场交易,接受政府监督。这样一来,整车公司可以有产值,零部件生产公司销售收入,对GDP有贡献;

④在政府的指导下,小批量的燃料动力锂电池汽车的采购,由公交公司运作,接受政府监督;燃料动力锂电池公交车生产公司与公交公司实行市场交易、燃料动力锂电池公交车生产公司与零部件生产公司实行市场交易,接受政府监督。这样一来,氢能汽车产业链上有产值、有收入。

七、由燃料动力锂电池公交车推广应用成功后,向其他商业车延伸

①纯电动公交车是公交市场的主力。不宜提倡用燃料动力锂电池公交车替代纯电动公交车;

②燃料动力锂电池公交车推广对一个城市而言必须有一个上限,对1万辆公交车规模的城市,控制在1000辆以内即可;

③研发燃料动力锂电池公交车是在培育这个市场和配套环境,到1000辆以后,燃料动力锂电池汽车必须转向轻型货车和中型、大型卡车。

八、燃料动力锂电池汽车整车公司布局不宜普遍开花

①我国电力资源十分丰富,纯电动汽车门槛相比较较低。纯电动汽车重要用途是持续里程在350公里以内;

②在自然界不存在氢气。这一点不像CNG、汽油、柴油,其加工是物理提炼工艺的过程;即使而氢来源是比较广泛,但是转换都是化学过程,成本高,运输要必须压缩。氢本身危险性不高,但是经过高比压缩后,却是高度的危险品;

③燃料动力锂电池汽车整车厂选点基本原则;

a)选点应是工业副氢比较丰厚的省份,工业副氢来源集中在300公里的半径以内;

b)纯电动汽车生产技术成熟,生产电动汽车有10年以上;

c)燃料动力锂电池汽车技术难度比较高,不宜建新的燃料动力锂电池汽车生产厂家。

九、产品级开发要遵循,从从内到外,技术难度从低到高的原则

目前燃料动力锂电池汽车研发,2016年假如是元年,2017年开始预热。站在整车公司的产品开发角度而言,面对困难是相当多的,如何克服,还没有可以说服自己的有效办法,好在已经有了10多年电动汽车开发积累。

笔者认为:遵循从内到外的原则、技术难度从低到高的原则,是不会错的。具体地说:

①公交车研发最容易获得政府支持。车型选纯电公交车做基础,目前不宜选货车,假如选货车没有人买单;

②纯电公交车选10、12米,理由是空间比较大,宜布置;

③车载甲醇制氢技术的公交车,目前可以不依赖社会加氢设施,甲醇是液体,化工商店有卖的;

④公交车车辆不加工车辆,客运车辆,最终还是要直接用车载氢气发电,车载甲醇制氢技术运用到运输车辆上是一个过渡;

④车载甲醇制氢技术最后可以用作业车辆和工程车上,就基本可行的;

⑤长途客车或者长途货车是氢能技术应用最佳情景。

十、燃料动力锂电池汽车与纯电动汽车是一个并存关系

①纯电动汽车对燃油汽车是一个替代关系;

②氢燃料汽车定位长途运输车辆,是混合动力车;

③纯电动汽车定位短途客运或城市配送市场;

④燃料动力锂电池是一个车载发电系统,发电必须要储存起来,在供驱动电机做功,储存电池是燃料动力锂电池车不可缺的系统部件。

总结,纯电动汽车是氢能汽车的基础,氢能汽车是充电动汽车的延伸。

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