時間:2023-09-03 14:48:59
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換電作為新能源多元技術化路線的重要一端,一直備受行業關注,國內外不少企業對換電商業化均有探索。其中,國內商用車細分市場的運用要追溯到2008年的北京奧運會。從2009年起,北京、青島、天津等地的公交系統陸續開始嘗試換電模式,經測算其電池租賃運營成本與傳統燃料使用成本基本持平。
但另一方面,最初的換電模式也曾飽受爭議和質疑。受限于當時的電池及電動汽車技術水平,市場方向的選擇,產業鏈上各方的利益博弈,加上自身占地、投入產出比等問題,隨著一些重大項目運營效果不盡如人意,國內支持換電的聲音曾一度沉寂,換電模式商業化的可行性也被打上了大大的問號。
這一次,北汽新能源、奧動另辟蹊徑,選擇了營運車輛這個產品規格統一、標準化程度極高的領域。以營運車輛試水換電商業模式,被業內視為值得期待的突破口。除了市場策略選擇的變化,本輪換電模式的推廣還有哪些突破?是否解決了上一輪推廣中遇到的種種問題?幾年之后,換電模式應用的大環境發生了哪些主要變化?換電技術本身是否有突破?
帶著種種疑問,記者近日對奧動新能源汽車科技有限公司副總裁賀宏勝進行了獨家專訪。他耐心地對關于換電模式的各類問題和不少認識上的誤區進行回應和釋疑,讓我們看到了一個和從前不一樣的換電模式,更準確地說是揭開了換電之前不為外人知曉的一面,并為我們從行業角度重新審視換電對新能源汽車發展的意義和價值提供了另一個視角。
“換電是出租車電動化的最佳選擇”
《汽車縱橫》:近日,全球最大的出租車充換電站集群在北京正式投運。由北汽新能源聯手中石化、奧動新能源和上海電巴等機構打造的首批10座充換電站正式交付使用。換電模式目前的大規模推廣應用為何選中出租車和網約車領域為切入點?
賀宏勝:我們的電池組快換技術最早在國內應用于公交車領域,已有16年的技術積淀。公交系統是一個相對封閉的體系,實行定點運行,連加油都有特定的加油站,很難形成對外的商業環境。現在我們將在大巴上積累的技術進行適應性改造,移植到乘用車上。
在這一領域,出租車數量雖比私家車少,但油耗和排放比私家車多,作為公共服務車輛,其運營里程更長,如果能將國家有限的補貼用于推廣電動出租車,將使節能減排效果最大化,更能體現補貼的價值。目前國內的城市土地資源有限,充電樁普及難,制約了電動汽車的普及;充電時間相對較長又影響了運營類電動汽車的效率,而換電模式補電快、效率高,更適合公共服務車輛,尤其適合日行駛里程較高的出租車的電動化。因此我們認為,換電模式是出租車電動化的最佳選擇。
從商業角度算筆賬:出租車年平均續駛里程10萬-15萬公里,是私家車的10-20倍。從全生命周期看,出租車使用里程長(60萬公里),報廢年限短(4-6年),電池價值能得到充分利用;相比之下,私家車使用里程短(10萬-20萬公里),報廢年限長(15年),電池價值利用率反而更低。正因為出租車使用頻率高,補電需求穩定、量大,而大量的補電需求恰好是保證穩定運營收入的基本條件,容易分攤基礎建設的投資成本,能源使用體系更易實現商業化。
一個產業的發展僅靠補貼政策的推動是不可持續的,以出租車電動化為突破口最容易使新能源汽車產業發展由政府補貼模式轉為商業化自生發展,形成商業上的良性循環。
此次我們和北汽新能源將關于換電模式的戰略合作放在出租車和網約車領域,能夠比較好地讓業務體系自我生長。公共出行領域的換電體系形成一定規模以后,隨著電池水平技術的提升,成本的下降,隨著網點的完善,未來進入私人市場就是水到渠成。特斯拉推的換電也定位商用車領域,與我們不謀而合,也是考慮到商用車作為經營性車輛,運營頻次較高。
底盤換電對車輛影響較小
《汽車縱橫》:當日在投運現場,我們注意到博大路的充換電站給電動出租車采取底盤換電的方式。在國內其他換電站中,也有采用機械手從車輛側面抓取電池的進行換電的方式。這兩種換電技術路線的差別主要體現在哪里?對整車會產生哪些影響?為什么此次我們為電動出租車選擇了底盤換電方式?
賀宏勝:目前我們在這些充換電站集群中采用的是底盤換電方式,即多點分布式快速連接承載結構,為車輛從底盤處取下并換上電池。這種方式的主要好處首先是非常適合汽車特別是轎車的車身結構,不需要做太多車身結構特別是底盤結構的改變就可以把電池裝進去;其次,也不需要改變車輛的參數。相比之下,對乘用車而言,側面換電容易使車輛的離地間隙變小,從而影響通過性。但在公交車上,由于車輛本身的空間較大,側面換電方式通常不會使其離地間隙受太大影響。因此針對電動出租車,我們選擇了我們認為的對車輛改動最小、車輛參數變化也最小的底盤換電方式。
可靠、安全的技術底蘊
《汽車縱橫》:電池是電動汽車的核心零部件,特別是對于用作運營的電動汽車,頻繁取下換上電池是否會影響車輛結構甚至正常運行?如何保證這一方式的可靠性?
賀宏勝:電池快換在車上要解決其緊固、定位等問題,要對這些機械結構的可靠性進行驗證。可靠性設計是機械設計中很重要的一點,是一項專業工程,無論是選材,還是機械結構原理如何滿足上萬次快換等,都需要力學計算和工程驗證。我們公司每臺用于換電的設備發貨前要經過千次以上的試驗,實際上這種機械結構在實驗室已經經過上萬次快換。對車輛而言,用于換電的工程樣車除了需完成電池系統的振動實驗,還要按照完整的整車開發流程、公告認證流程完成相應實驗,比如完成各類道路試驗、氣侯試驗等。
公司成熟的商用車換電技術得到傳統技術強國德國的關注和認可,今年六月份,德國INFRAWIND與電巴新能源簽訂戰略合作協議,力圖打造雙邊合作創新成果。電巴新能源憑借先進的電池快換技術和高效的運營經驗成功參與到了德國經濟部、教研部等多個聯邦樣本項目中,項目合作機構包括弗勞恩霍夫研究院(FraunhoferIPK,世界著名的工程應用研發機構)、柏林工業大學(TUBERIN)、INFRAMobility公司等,中德伙伴一起創造電動汽車與智慧交通能源系統的未來。目前我們在換電技術核心領域的專利有70余項,參與了6個國內外和地方換電標準的編制。我們還在做設備升級,開發新技術,提高各站點的效率和服務能力,真正實現90秒換電。
《汽車縱橫》:有y計數據表明,2011年以來,我國發生電動汽車事故31起,其中,2015年發生9起,今年上半年則發生了8起。其中有多起事故是在充電環節發生的。換電站采取給所有動力電池集中充電的方式,如何確保充電及運營過程中的安全性?
賀宏勝:事實上,動力電池的充電過程比換電更危險,更容易出現熱失控。我們通過對電池檢測、及時維護、充電環境保證、充電曲線優化等措施,為人員和電池提供安全保障。具體而言,在我們換電站的充電系統中設有三級控制,從整個電池PACK到每一節電芯都有監控,發現異常馬上報警并斷電。另外,我們對整個電池組的充電環境,包括溫度、煙感甚至電極溫度都有嚴格監控,比如我們對電池電極設定了安全溫度,達到溫度上限馬上停電。通過控制及檢測最佳充電曲線,讓換電站可保持最優的充電環境,從而保證電池充電過程的安全及性能,避免充電過程的安全事故。
另外,在換電過程中電池是可拆卸的,每次充電我們都要進行檢測,及時維護,避免電池帶病工作引發的安全事故。電池在換電站內自動進行充換,駕駛員無接觸高壓電機會,這就保證了人員的安全。
換電、充電并不沖突
《汽車縱橫》:電動汽車自在國內開始示范推廣以來,關于其能源補給模式,業內一直有關于充電好還是換電好的爭論,兩種路線各有實踐探索,比如充電目前已經發展出慢充、快充、無線充電等方式,換電也有側面換電、底盤換電等不同技術在公交車、出租車領域應用。您如何看待這種由來已久的“充換之爭”?
賀宏勝:我個人理解,換電和充電本身并不處于同一個層面。雖然二者都是給車提供能源的模式,但在換電模式下也要把電池充滿。所以我認為,換電與充電是包涵與被包涵的關系,本身并不像業界認為的是矛盾體,相互沖突。相反,電池快充技術的進步對換電站的運營更為有利。在不影響電池壽命的情況下,電池充電速率越快,換電的成本將越來越低。現在我們采用0.5C的速率充電,如果能實現1C充電而電池壽命不受影響,我們配備的電池可以減少一半,降低投入成本。
如果要進行對比,可以將快換和快充模式在運營效率上進行比較。假設電動出租車采用3分鐘換電模式,每日工作10小時,每日需要換電2次,每次3分鐘,每日運營9.9小時。如果采用1小時快充模式,同等每日工作10小時,每日需要快充2次,每次1小時,每日運營8小時(快充單次充滿80%)。換電出租車可用于運營的時間是直充出租車的1.25倍以上。
《汽車縱橫》:也有業內人士提出,早期人們在購買手機時通常會配一塊備用電池,隨時更換使用。但現在,人們不再選擇為手機換電池,大多接受了手機加充電寶的模式。您對此怎么看?未來電動汽車的能源補給模式會不會做出和目前手機一樣的選擇?
賀宏勝:手機不換電池最早是蘋果采取的做法,蘋果用其品牌影響力使更多消費者接受了充電寶充電的模式。其實我認為,充電寶和一塊備用電池哪個重?蘋果手機的電池不好換,反而增加了不便利性。由于市場以及消費者更看重智能手機的其他功能,能源補充模式的選擇不再是重點考慮因素,而攜帶充電寶帶來的不便利性在消費者可接受的范圍之內。因此,是蘋果手機的品牌魅力導致目前這種狀況。
“我們一直在換電”
《汽車縱橫》:目前已經有首批的10座充換電站正式交付使用,據了解年內還將交付40座。如此大規模推廣換電模式引起了各方的關注,我們注意到,很多媒體甚至用“換電卷土重來”、“重啟”等字眼進行報道。您對這種說法是否認同?為什么選擇在這一時機啟動大規模的推廣應用?為這一模式的再度大規模推廣,近幾年來我們都做了哪些努力?
賀宏勝:事實上,換電模式這些年來一直在國內外運營,從未停滯。我們一直在堅持換電之路,廣州、上海、青島、北京等地一直有我們的換電站在使用。從廣州拿來的數據看,廣州新能源公交車有直充和換電兩類車型,采用換電模式的公交車的運營里程可以達到直充車的兩倍,5分鐘即可完成換電,效率上非常直觀。我們通過與其他車企的合作,換電技術也輸出到歐洲市場。
同時在這段時間,我們一直在潛心研究乘用車換電,提升技術,精益求精。并與北汽新能源一起推進用于換電的工程樣車的研發、實驗和生產。
項目失敗不代表模式不可行
《汽車縱橫》:從國際上的實踐經驗來看,2013年5月,以色列創業公司、電動車“換電模式”倡導者Better Place宣布申請破產。這一標志性事件當初在業內被很多人解讀為換電模式失敗的象征。您是否認同這種看法?您認為問題出在哪里?是Better Place失敗了?還是換電模式失敗了?
賀宏勝:任何一種模式從誕生到落地再到大范圍推廣,都不可能是一帆風順的。Better Place作為換電模式的積極推動者和踐行者,給后來者提供了諸多可借鑒和參考的經驗。比如,作為創新模式,要抓牢樣本市場做出模式并加以推廣,其在日本與經濟產業省及東京最大的出租車運營商nihonkotsu合作,論證了換電模式由公共出行領域開始商業化進程是最佳選擇,并已基本形成共識。又如,出租車運行時間約是普通私家車的10倍,出租車只占東京全部乘用車的2%,排放卻占到20%,讓這部分車輛率先實現新能源化,節能減排事半功倍。總的來說,我們認為,Better Place的企業歷程為換電模式提供了方向性的借鑒和引導,恰恰是換電模式再次迸發生機的又一個新起點。
《汽車縱橫》:從國內來看,經過北京奧運會、上海世博會等重大活動期間的換電模式的應用,國家電網在2010年左右基本確定了以換電為主、充電為輔的運營思路,投資建設了不少換電站,有數據表明,截至2013年底,國網已建成的充換電站400座,交流充電樁1.9萬個。但不少換電站的實際運營效果不盡如人意。在此后的幾年時間里,國內關于支持換電的聲音一也度沉寂。您如何看待上一輪以國家電網為首的換電模式的推廣?導致當時運營效果不好的主要原因有哪些?
賀宏勝:當初國家電網力推換電模式,聲勢很大,也投入了很多,建了不少換電站。但它也遇到了一些當時無法解決的瓶頸:一是當時的電池壽命不長,成本高;二是當時在汽車電動化的方向上,整車企業的理解和現在是不一樣的,還有很多選擇和爭論;三是在整個產業鏈上的利益博弈中,車企、電池企業、能源供應方等各個參與方沒有達成共識,沒有也沒有形成有效的利益分配和協同機制。比如整車企業認為,電池是車的核心零部件,也是成本最高的,要考慮整車責任和質保。多數車企并不支持換電。國家電網則把充換電站視為電力專有設施,并未向市場放開。我認為,這些是當時沒有取得成功的主要原因。
我們公司始終認為,換電是汽車電動化的必然選擇,前期的不成功只是在策略的選擇上出了問題,需要進行調整,這種調整更多是讓全社會更多資源加入進來,建立開放協同、利益共享的合作機制,打通換電產業價值鏈。
讓電池回歸使用屬性
《汽車縱橫》:從過去國內外的推廣經驗來看,您剛才也提到換電模式遇到的一個重大問題就是參與各方在產業鏈上的利益博弈。本次在出租車領域大規模推廣換電,關于各方的利益問題是否已有解決方案?對這一問題的認識發生了哪些轉變?上海電巴、奧動新能源為什么能與北汽新能源在這一模式上達成合作?
賀宏勝:為了完善新能源產業鏈、促進新能源產業的進一步發展,北汽集團高瞻遠矚,在汽車行業第一家提出建設“新能源汽車生態圈”的概念。兩年來,針對電動車在商業運營中存在的續航里程短、充電樁少、充電等候、有效運營時間減少等問題,北汽新能源聯合上海電巴、奧動新能源我們這些社會資源進行技術突破和商業模式突破,最終找到了以換電運營作為電動汽車在商業運營中最佳的商業模式。并重點在運營類車輛中進行推廣。對電動汽車而言,電池本身是電動汽車的核心零部件之一,在電池開發過程中與整車控制策略、電氣化、工程化等進行同步。北汽新能源和我們都認為,電池就是一個能源載體,就像油箱一樣。差別在于,油箱適用于石油工業,是流體類能源的載體。而電池是電化學載體,由于電能的特殊形態,我們采用了換電池的方式,讓電池回歸它的使用屬性。對車輛而言,只需關注能源是如何獲得的。至于能源本身的特性是什么,這是能源供商和能源服務商應該關注的。電池的運營不是簡單地制造電池,而是在安全可控的情況下將電能安全地注入電池里,通過快換技術更換到車輛上,將原來沒有電的電池拿下來放在特定地方補充能量。這樣非常類似于現在車用汽油和柴油的獲得。奧動提供的不是電池,我們提供的是換電服務,包括對電池在運營過程中全生命周期的管理,包括將電這種能源注入電池,包括電池退出以后的回收工作等。汽車工業和能源工業天生具有非常好的互補與協同關系。在傳統汽車行業中,我們很少聽到汽車行業與石油行業有此類利益博弈。
感謝北汽新能源對我們技術創新和模式創新能力的認可,并且在推廣換電模式方面選擇與我們合作,我們的目標是一致的,不存在利益博弈和沖突,都希望全國更多的城市接受和推行這種新商業模式。
換個角度算占地面積
《汽車縱橫》:一直以來,業內對換電模式有不少質疑。有報告曾指出,換電站占地面積較大,目前國內各大城市特別是市中心一帶的用地都很緊張,推廣困難。您對此怎么看?現在這些問題都得到解決或有所改進嗎?
賀宏勝:關于占地面積,其實換電模式的用地更小,而直充模式的用地更大。以往認識上的誤區是由于計算面積時只關注了基礎設施(充電樁)的占地。比如我們現在投運的換電站(以博大路站為例),占地面積約200平米,按我們目前收集的數據來估算,北京市的出租車一天跑350公里左右,一天換1.6-1.7次電池,我們這樣一個站可以支持250-260輛出租車換電池。對于直充模式的占地,如果目光只落在充電樁上,當然認為一個樁占地面積也就兩個巴掌大小。但別忘了直充時,車必須停在充電位上,充電站必須要考慮停車位的面積,200平米的換電站可以支持250輛電動車不間斷運行,假如未來私家車也能用換電模式,按私家車的平均行程里程算,同樣的換電站可以為700輛電動車的提供換電服務。而一個充電站要支持這么多電動出租車,至少要60-80個停車位,這其中還要考慮各停車位過道的面積,北京的私家電動車如果都要用直充模式,一樁一車,需要多少占地面積?如果按滿足300車次/天的能源補給算,換電站的占地面積是同等規模快充站的1/30。因此,只把換電站和充電樁的面積對比是不合適的,應當把車輛的占地面積一同考慮進去。
換電綜合成本更低、技術適應性更強
《汽車縱橫》:另一個常見的質疑是,電池組快換模式建設和運營成本比較高,資金投入回報率低,相比充電模式不具有可行性。
賀宏勝:關于投資,首先正如剛才所說,換電站本身與充電不矛盾,換電站里面就是充電機。一個換電站的投資和相同規模快充站的投資相當。快充站內要滿足一小時將車輛電池充滿,需要建設快充樁,加上計費和監控裝置的投資,還考慮到停車場的成本。
而且,這些投資還沒將技術發展對電力設施的沖擊算進去。比如現在很多城市都有采用快充模式的電動大巴,對充電設施的要求很高,電網壓力很大。以北京市為例,假如6.7萬輛出租車全部使用換電模式,同時系數0.6(有60%的車輛在同一時間需要能源補給)單日最大總充電功率為12萬kW。但如果6.7萬輛出租車全部使用快充模式,同時系數僅為0.2的情況下,總充電功率就需要53.6萬kW。服務同樣數量的車,快充模式的功率是換電模式的2-4倍,快充對電網沖擊遠大于換電。有專家認為,如果電池技術越來越好,充電速率越來越高,很難再支持快充模式,因為對現有配網資源的沖擊太大,如果不大幅改動,容易造成電纜爆炸。
電池技術的進步也會促進車輛及充電設施的更新換代,而換電模式可大大減少車輛和充電設施的重復投資。電力設備的壽命大約5-7年,隨著電池技術的進步,每過一定時期,企業或社會需要將舊充電樁進行更新,這還不包括電網配網資源的更新。但在換電站內,只要把充電模塊更新即可,支持電池更新的成本更低。這些加起來,不僅僅是企業的成本,而是整個社會的成本。
對電池而言,換電站采用0.5C充電,電池壽命可達4000次循環,公共快充電樁一般采用1C充電,電池壽命在1600次左右。換電站采用慢充方式,電池壽命是快充模式壽命的2~3倍。
換電模式更大程度上避免了社會資源的浪費,讓電池和電力設備多為社會貢獻價值,提高效率,因此從土地利用、技術更新適應性等方面看,換電模式的社會綜合成本更低。
換電更利于實現全程監控
《汽車縱橫》:除了前面提到的老問題,有人認為“換電模式”中“車電分離、電池租賃”這種特殊車輛采購方式,容易導致一些車輛被認定為有車無電,加上在運營過程中的一些監管難題,有業內人士甚至提出,換電模式為騙補提供了天然空間。您如何看待這種說法?換電這種模式在運營中如何實現有效監管?
賀宏勝:換電模式本身通過車電分離、電池租賃的方式可降低車輛及電池的購置成本,讓電池回歸其使用屬性,這是換電模式的核心目的。事實上,換電模式才真正有利于對電池進行全生命周期管理,實現電池梯度利用,降低運營成本。
騙補事件之所以發生,實際上沒有通過信息技術實現對車輛和電池的跟蹤和追溯,而換電模式恰恰完美地解決了這一問題。作為電池運營企業,電池是我們的核心資產,我們比任何人都關注電池在車、站之間的周轉和車電匹配的記錄。任何一塊我們運營的電池,在我們的系統中都能查到在何處,處于什么狀態,我們有大數據庫,某種意義上,政府監管需要的數據我們可以提供。我們的所有換電站是聯網的,這是運營本身的需要,內生天然的需求。我們作為電池運營企業,賣的是換電服務,電池的充電、服務、保養、更換等所有數據都要跟蹤記錄。通過大量數據跟蹤積累,判斷電池是否健康與否,到什么程度必須更換。
具體而言,我們的整個換電體系可以真正解決電池的溯源、追蹤問題。電池從研發、制造、銷售、運營到最后退出,包括運營期間的維修保養都要實現全程監控。對于電池的研發、制造、銷售,整車廠可以做到監控。在運營期間,通過監管平臺也可以實現監控。
在換電體系下我們對電池有完整的監控,因為電池在流轉過程中,運營方需要了解電池流轉至何處,運營狀況、健康程度如何。這個監控本身可以作為政府監管電池是否運營的數據基礎。現在的監控都采用信息化聯網技術,無論電池在車上還是換電站內,都可以通過車載網j或站內網絡把電池信息回傳。
如果電池出現問題,運營方通過換電設備三分鐘將其取下,不會再讓其流入使用環節。目前我們在北京已經建立起維護中心,普通的電池維修保養在站內即可完成,更換電芯也會有記錄,這樣,維修運營環節的跟蹤就做到了。換電模式之下,車主不需關心電池的健康度,如果我們發現電池達到衰減的技術指標了,我們會將電池收回,補充上一塊新電池,這是一個很完整的閉環。但現在很多電池是固定在車輛上,是開環狀態,再收集會有難度。事實上有些專家已經意識到,換電模式才能完整地配合電池溯源系統。
我個人認為,關于這種誤解,在推廣換電模式時,既要做好對換電技術和電池溯源系統的研究,也要加強與社會各界的溝通交流,希望社會能重新認識換電運營的業務模式以及配套的信息管理系統。
換電站集裝箱化
《汽車縱橫》:目前上海電巴在國內外推廣換電模式的技術和市場成果如何?下一步有哪些規劃?具體到北京市場,未來的推進節奏是怎樣的?
賀宏勝:目前我們具有從快換電池箱到一體化換電站最完整的產品鏈,產品技術廣泛應用于公交車、出租車、物流車、環衛車等公共服務領域。從國內來看,我們的換電技術廣泛應用于江西、寧夏、江蘇、遼寧、河北、云南、四川、安徽、浙江、山西、廣東、重慶、北京、上海、天津等省市。累計建成運營公交車換電站20個,乘用車換電站15個,服務公交車輛超過500輛。未來五年內計劃在全國建成3000座換電站,服務車輛達到50萬輛以上。從國外來看,在波蘭、泰國、德國、西班牙等國,我們的技術也有應用。
目前北汽新能源與奧動電巴已經達成戰略合作,從2016年-2018年,我們計劃實現5萬輛換電出租車和500座配套換電站投運。
就北京市而言,明年我們準備建300個站點,但三環以內土地資源更加緊張,北京北部山多,沒有多少平地可供建站使用。這就需要我們通過技術提升縮小建站面積。在外觀上,我們也會對換電站重新設計,讓其變成城市一道靚麗的風景線。并開發很多商業模塊,進行商業價值延伸,比如可以考慮與汽車后市場業務相結合。在運營監控系統上,我們將通過更加智能化的手段使運行更安全可靠。
推動政策與標準體系完善
《汽車縱橫》:要進一步推廣換電模式,至少前期離不開政策的支持,您對當前的新能源汽車產業政策有哪些建議和期待?還有哪些標準體系有待完善的?
賀宏勝:目前國內對換電模式的相關政策還沒有落地,我們希望一是在換電站的規劃建設上,能像加油站一樣納入政府的民生規劃。隨著汽車保有量的增長,國家對加油站的建設有前期規劃,每年有相應指標。但換電站包括充電站都沒有這種待遇。
二是關于站點選址,由于換電也是新生事物,是汽車電動化過程中必須經歷的,我們正在做讓電動車像車的事情,因為車是可以自由移動的,換電就是讓電動車隨時馬上跑起來,因此我們的站點要有一定的密度和廣度,才能讓車跑得更遠。希望政府不僅在未來的城市規劃中納入充換電站,還能調動起政府控制的資源,如機關、事業單位、公共停車場等支持建設換電站。目前我們建站選址采用商業化租賃方式,非常麻煩。雖然中石化、中石油等大企業也與我們達成合作提供了一些用地,但并非所有加油站附近都適合建站。
三是在項目審批方面,目前我們在北京的這批站點的建設得到了北京市政府、各區縣及相關部門給的很多幫助,目前按充電設施項目給我們審批流程等方面的支持。
當中國汽車工業即將膨脹到年產銷2000萬輛的時刻,我們卻還不得不面對核心零部件缺失這樣的尷尬。普遍的輿論認為,新能源汽車將是中國汽車工業未來能夠比肩世界的一次歷史性機遇。
那么,面對著傳統車上的技術差距,彎道超車能否變為現實?當新能源汽車已經成為了中國汽車廠家趨之若鶩追趕的時髦方向,冷靜下來思考,我們到底要造怎樣的新能源汽車?現在的產品又是否如我們自己所描述的那樣,能夠“超越世界”?
2011年3月26日,第三屆中國汽車藍皮書論壇的一大議題就是《破除彎道超車的迷霧和新能源汽車的未來》。《汽車商業評論》常務副主編劉楊主持該議題的討論。
業內專家中國汽車工業協會專家委員會委員榮惠康、吉利集團副總裁、吉利汽車研究院副院長趙福全、麥格納中國區執行副總裁孫星原、上海交通大學汽車工程研究院院長許敏、上海交通大學汽車工程研究院副院長殷承良對此進行了激辯。
世博會上的新能源車
劉楊:時間先被拉回到2010年。上海世博會繼2008年北京奧運會后又給新能源汽車提供了一次大規模嘗試的舞臺,相比奧運會,這一次的新能源汽車示范規模更大、時間更長。那么,這一次,新能源汽車的大規模示范取得了怎樣的成果,又給中國和世界帶來了怎樣的意義?
殷承良:2010年世博會對新能源汽陣的發展和推廣起到了積極的正面作用。首先,它是全世界規模最大的新能源汽車示范區,有1052輛新能源汽車投入使。在長達半年的時間內,經受住了高強度的使用。
其次,世博會上新能源汽車的承載人數也達到世界第一,共有8000萬人次;第三,這些新能源汽車經過了包括上海最冷、最炎熱、最潮濕等各種嚴酷氣候的考險。雖然在示范中也出現了一些小問題,但是結果還是相當令人滿意的,車輛的出勤率達到了98%以上,可以說是非常成功。
但是,之所以有這樣的成績,不僅是由于世博會時新能源汽車本身比奧運會時在技術上取得了進步,還有大量人力成本來作為新能源汽車的服務支持:任何車輛運行完畢,只要發現有異常立即進行調試。
劉楊:很多人不知道,在這次新能源汽車示范的背后,麥格納公司還為這些車輛進行了認證,這個認證的結果到底如何?
孫星原:我非常高興地告訴大家,對世博會的新能源汽車進行驗證,我們主要完成了兩個方面的工作。一方面是圍繞高壓安全進行試驗。大家知道,電動車的電壓在350V-400V。在各種天氣情況下都要保證車輛在高壓狀態下的安全。這項工作在全世界也是第一次進行。
第二個工作是保證氫的安全。如果大規模使用燃料電池,就要使用氫氣。氫氣原子是所有原子中最小的,怎樣保證氫氣不泄漏和加氫的安全,使其能夠在一個大規模的示范應用上保證6個月的安全運營。可以說,這兩方面在世博會上都得到了很好的體現。
吉利的新能源汽車觀
劉楊:吉利汽車在過去一兩年里做了很多工作,無論是從零部件的收購還是整車品牌的收購,趙總在吉利的這幾年,最顯著的一項工作就是把吉利的產品品牌和產品研發系列排得非常清楚,那么在這樣一個系列中,新能源汽車是怎樣的方向?
趙福全:為應對未來汽車動力源的變化,吉利汽車對動力和能源的戰略是“立足傳統,儲備未來”,新能源汽車發展要多元化。
傳統車上,我們現在既有小渦輪增壓、直噴汽油發動機,也有滿足歐V排放的高壓共軌柴油發動機。變速器上也已經有全系列產品,吉利汽車4AT變速器作為第一個產業化的項目已經獲得了汽車行業的認可。同時,我們通過收購澳大利亞的DSI變速器廠,擁有了全系列變速器,吉利汽車和DSI共同開發的產品已經完成樣機生產,預計在2013年投放市場。可以說,我們在動力總成和節能減排的傳統技術上已經為未來二十年做好了足夠的儲備。
大家比較關注的是新能源方面。吉利汽車在新能源方面還是做得比較務實的。在2010年的北京車展上,我們進行了第一次大規模的新能源汽車揭幕儀式。當時既有怠速啟停的汽車產品,也有兩款純電動汽車。一款是低成本的,一款是高性能的。低成本,是指電池的檔次不夠,成本有優勢;高性能,是指電池成本高,但是車輛的性能較好。
同時,我們還有兩款插電式的混合動力汽車,一款是串聯的,一款是并聯的。為了展示吉利汽車的未來,我們還打造了一個全新平臺,吉利IG。這款車在2009年上海車展作為概念車,2010年北京車展作為工程化的第一輛電動車,為真正解決未來電動車安全、碰撞、空間布置、包括后懸架如何布置電池等都做了相應的開發。
對于新能源汽車,我們第一步強調是快速、實用的產業化,不依靠政府的設施。這也就是我們常說的怠速啟停汽車產品,它可以馬上投放市場,在吉利所有的車型上普及,第一款車應用的是吉利的EC718。在成本增加不太大的情況下,達到很好的節能效果。我認為這是最快也是最實用的方法,消費者很容易接受,也不會給社會帶來任何負擔。企業做新能源車,最終要消費者來買單。
第二個戰略,吉利汽車內部對電動車和插電式混合動力車進行了調整,決定將低成本電動車暫時告一段落,開發已經結束,但沒有做產業化的準備。高性能電動車和插電式混合動力車都將在明年年底投產。
純電動車基于吉利的小轎車平臺,也就是吉利的熊貓,3.6米長,5人座,我們在此基礎上開發了純電動版。插電式混合動力,我們是基于A級車的平臺,正常情況下用1.8升發動機,我們用了1.0升發動機,同時用了能跑50公里續航里程的電池,這樣解決了短途純電動用發動機續航里程受限的問題。這款車我們也將在2012年底投放市場。
按照國家的定義,吉利汽車在2010年已經擁有了三個純電動車的公告,是可以銷售的。但是對于企業來說,必須要把握的是誰來為產品買單,要么是政府,要么是消費者,這是電動車所面臨的一個不爭的現狀。
我們的戰略是2012年底、2013年初,爭取能夠提供給市場兩款具有一定競爭力、而且很務實的新能源汽車。一款是基于熊貓平臺的純電動,一款是基于帝豪E77平臺的插電式混合動力。這是吉利整個新能源戰略的規劃。
未來,吉利汽車還有吉利IG這款車,在保證能夠使用傳統發動機的基礎上,更多地在整個平臺的設計是基于純電動車情況下,考慮如何解決電池的布置、電機的布置、碰撞和人機工程等問題。
大家都在說我們在傳統汽車方面的基礎不好。現在,給你一個自由的空間,從零開始讓你重新畫一張圖的時候,你到底希望現在的車應該如何滿足未來新能源汽車的需要呢?我覺得能夠真正回答出來的人寥寥無幾,或者回答了東,回答不了
西。電動車的發展就處在作秀容易、產業化難、消費者買單更難的階段。但是如果我們不把讓消費者買單作為一個目標,那我們將永遠在低層次徘徊。
至于新能源汽車,普通用戶是否消費得起,還是要市場說話,要看油價,要看國家的產業政策。作為企業來說,一定要保證汽車有足夠的續航里程,保證安全性、動力性。大家關注電動車,都說電動車的電池成本太高、可靠性不高、布置空間不夠,但是我認為這只是大家看到電動車核心的一部分問題。但是,如果電動車真正產業化,它的空調怎么解決?制動怎么解決?轉向怎么解決?太多作為一般汽車開發過程中的共性問題,在電動車上都沒有被認認真真地解決。
比如說混合動力汽車,它在很大程度上需要能量回收才能節能,在能量回收過程中對整個制動系統都會產生影響,ABS已經不按照你過去的要求去工作了,還有ESP,所有相關的主動懸架、主動控制技術,如何在新的能量回收的情況下滿足消費者所有的主動安全需求,這些也都沒有解決。太多的車都是開一開容易,性能也僅僅在幾個點上有體現,但是如果沒有能量回收,很難實現產業化。
我現在天天都在做車,每天都和這3000多個零部件打交道,我很清楚,這些問題解決不了,最后是經不起市場考驗的。至于成本,也不是主機廠能夠控制的,還要看中國電池廠有多大的能力、能否滿足整車廠的需求,同時也要通過自己研發和合作來克服。
新能源汽車的復雜局面
榮惠康:現在,尤其是電動車,是非常熱門的話題,已經形成一種輿論。現在,中國所有的企業,包括合資企業,都在開發新能源車,都在把電動車當做主導開發項目。
至于說哪個企業要怎么搞,這個問題很復雜。我這里有兩份資料。第一份資料是工信部做的十年能源發展規劃,叫做《節能與新能源汽車發展規劃》(2011-2020年版本)。我是2010年9月拿到這個版本的,2011年5月1日之前可能出臺。在討論中,大家分歧很多。這個規劃中把新能源汽車畫了一個框,提到“新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車、燃料電池汽車等”。
我覺得電動車的發展沒有錯,這是全球的發展方向。但是,我們不能忽略替代能源。
能源問題是全球三大問題之一,中國一直把節能減排作為第一要務。中國政府了節能減排目標,政府部門要更加重視能源問題,引導能源產業的健康發展。中國要加大力度發展十大能源,混合動力、甲醇、天然氣、充電電池汽車、二甲醚、燃料電池、氫能源、生物柴油、乙醇、煤制油。而且,中國的十大能源產業要分幾類發展,最急需的,能夠見效的,馬上能夠解決節能減排問題的,要在政策上給予最優先的考慮。有些要強化開發,在政策方面加強科研,其次就是抓緊開發的長遠目標,最后還有一些要限制發展。
我認為應該分四類。第一是要鼓勵開發混合動力汽車、甲醇燃料汽車、天然氣汽車;第二是要強化充電電池的科研力度;第三,積極支持燃料電池汽車、生物柴油的使用;第四,限制開發乙醇、煤質油。
孫星原:對于新能源,全世界各個國家都有各自的想法。以電動車為例,炒得非常熱的國家是以色列。以色列這個國家的國土面積就那么寬、那么長。人們說的續時里程等問題在這里都不存在,在新加坡也是如此。這與他們的環境和人文結構非常符合。我們國家對石油的依賴是一個戰略問題,就像榮老所說的那樣,如果我們盡可能在發展交通的過程中減少對油的依賴,不失為一個好辦法。例如,伊朗的天然氣汽車是全世界最多的。我們要吸收全世界的各家之長,看看我們的能源戰略是什么?我認為,中國的新能源開發無非就是要解決對傳統能源的依賴。
榮惠康:我們的電動車成熟的程度如何?2003年、2004年的時候,我去了深圳7次,支持比亞迪上新能源車。比亞迪為了搞新能源,投資了3個億建設電池廠。他們現在在深圳有一個新能源車的出租車隊,一共30輛車,每臺車的成本是29.8萬元。國家補助6萬元,深圳市再補助6萬元,剩下的車價也在17.8萬元。而一輛普通的比亞迪F6轎車售價也不到10萬元。電動車成熟的程度決定于電池。它的體積、重量、價格、充電時間、續航里程、電池報廢的處理,這些問題都面臨挑戰。
替代能源方面,2006年奇瑞汽車開發了第一輛甲醇車,上海華普、長安奔奔也有類似的產品。工信部從2010年第三季度開始,用華普汽車、奇瑞汽車和一汽的甲醇車在天津理工大學進行了實驗,并開始在陜西省、山西省、上海市進行推廣。
“863”計劃走了彎路
劉楊:我們研發新能源汽車的時間并不算短,政府的投入力度也很大,但是為什么現在我們的新能源汽車和國際上還有一定的差距,原因在哪里?
殷承良:應該說,我們的“863”計劃走了彎路。從根本上說,我們從“十五”時期大力推廣電動車,這個決策很正確。現在國內電動車的熱情也是和“十五”期間的推廣密不可分的。但是當時我們并沒有考慮周全。人們認為經過“八五”時期和“九五”時期的兩個五年計劃,我們在電機等方面有了一定進展,提倡可以以整車牽頭為主大力發展電動車。
但是在那時,在零部件、關鍵總成和基礎元器件的布局先后上存在一些問題。我們當時設計的電動車版圖就是整車、電池、電機、電控。現在來看,這個設計不太合理。
以電控為例,電控是整車企業的命脈所在,人人都想擁有屬于自己的核心技術。因此當時我們很多高校花費了大量心血研發出的成品,不被企業認可,不能配在整車上。巨大的投入之后,結局就是白忙一場。
電機和電池方面我們也忽略了兩件事,可以稱作“上不著天,下不著地。”
“上不著天”是說,我們做電機和電池,缺少功率電子研究,核心零部件都在國外。我們買不到最好的,買回來的都是工業級的電機,而不是汽車級的,價格也極度高昂。我們對此毫無設計和制造經驗。
“下不著地”是說,我們做的電機都不是專門為汽車而生產的。我們現在看國外都是發動機和電機耦合在一起,或者把變速器和電機耦合在一起。我們當時沒有這些概念。我們的電機根本沒有總成的概念,就強加在汽車上。電池的成組技術和電池管理系統我們都沒有做。這不是電池廠可以做的,而是要依靠整車廠結合過去傳統汽車大量的數據經驗,和整車一起開發。
我們現在缺少的一是上游產業的核心零部件支持和基礎元器件的生產,少了一個產業基礎的布點,二是少了系統級的概念,我們的整車廠缺少自己集成系統的能力。最后結果往往是,我們的企業把工業電機和發動機放在車后,傻大笨粗,就號稱混合動力,這是很低端的水平。現在我們慢慢知道有系統級的概念,大家也認識到這個問題。快要接近市場的時候,就必須要去調整。
不可能實現的彎道超車
劉楊:那么從我們的產業基礎來講,
我們現在是否存在彎道超車的可能?
殷承良:我是在汽車企業工作了15年以后才進入到高校的。我們今天的主題是破除新能源彎道超車的迷霧。從我個人的觀點來看,混合動力汽車方面我們不存在彎道超車。我最早是學力學的,從力學來看,彎道超車是非常危險的,法規也不允許。
從產業化上看,全世界已經推出的商業化混合動力汽車,分為兩大類,一種是以日本本田為代表,對發動機進行改進;一款是以豐田、福特為代表,對變速箱進行改進。但是這些車的上市并不是簡單的發動機加電機那么簡單,這些技術都是在原有的發動機控制基礎上或在變速箱上進行改進,這些新技術和新設備都是耦合在其中,才能夠實現好的性能。
我提醒大家注意,2009年財政部和科技部的“十城千輛”中對混合動力汽車的最高補貼是6萬元,2010年5月,國家又推出了私人購車的試點城市,混合動力的補貼額只有3000元。這說明了什么問題?
我們的基礎工業太差。我屬于國內自主搞電動和混合動力最早的一批人,我們不缺干勁、思路和投入,但是我們差在基礎上。
混合動力汽車如果離開發動機和變速器,都不能真正做好。而這兩個核心零部件,我們現在基本上沒有很好的國產產品。我們在新能源汽車的開發上也不乏好的想法和思路,我們設計了很多東西,但是我們的機器加工能力太差。在老外看來很容易的事情,國內卻沒人能做。高校有很好的理論,但是工藝需要生產經驗的積累。我們很無奈,也選擇和很多企業合作,甚至開發很多東西要自己開發模具,這在國外根本不可想象。
汽車企業里的基礎生產不行,所有的核心部件都不在自己手中,我們可以買生產設備,但是核心控制還是一個空心。我們現在越研究,就越覺得我們很難在這方面突破別人的封鎖。
未來,微混,也就是怠速啟停技術可以成為企業的標配,但是發展到中混或者強混時,混合動力汽車需要太多的汽車基礎積累。我們也都很清楚我們在這方面和國外的企業差距有多大。現在我們都說和國外的發展差五年,我認為,不要說五年,我們在混合動力上的差距應該是在傳統車上的30年時間再加上現在研發混合動力上進行發動機和變速器修改的5年的總和。因此在強混上我們根本不存在彎道超車的可能。
劉楊:那么我們在替代能源上是否可以實現超越?
許敏:甲醇發動機對材料和油泵都有很高的要求,這些方面都有解決方案。甲醇、乙醇肯定是非常好的替代燃料。上海交大做的主要研究是甲醇、乙醇的噴霧燃燒,以及發動機的應用,而且是美國通用汽車公司研發中心資助的,他們非常看好這一領域。
但是,我們也沒有超越之路,也需要一步一步走。甲醇發動機因為燃燒系統不一樣、噴霧不一樣、蒸發又不一樣,基礎方面我們都需要積累經驗。又比如甲醇汽車很難的一個問題是電控,我們汽油和柴油發動機的電控,自己還都搞不好,甲醇又帶來了新的電控問題,怎么能解決得好?這些都是最基礎的,影響汽車行業的難點,很多人想繞開它,我覺得這有點誤國誤民。實際是沒有辦法繞開的。我們要面對這些事實和技術挑戰。
趙福全:能源從過去的石油能源的單一化,向未來的多元化發展,這是必由之路,這不是中國的問題,而是整個世界的問題。新能源時代一定會到來。至于說什么時候到來?本身就沒有固定的規模來量化。5%算是規模到來,還是100%的時候才算到來呢?我想100%的市場規模是遙遙無期的。
我們現在要根據中國的國情,根據現狀來解決問題,冷靜下來思考。剛才大家都在討論甲醇汽車。我認為甲醇是兩個問題交織在一起。第一,如果我們是解決中國能源短缺,未來面臨的能源危機,甲醇就是一個很好的選擇。但是,通過開發甲醇,想要技術領先,進行彎道超車,那是另外一個問題。換句話說,應對變化,解決現有的能源危機,和讓我們在技術上領先,甚至在技術上達到壟斷,這是兩個問題。
如果國家認為甲醇是我們解決能源危機的重大戰略選擇之一,我絕對相信外國企業已經準備好和中國企業競爭。如果我們認為有了甲醇就可以做到技術壟斷,我認為這是不太現實的說法。不能否認的是甲醇就是未來能源多元化的重大戰略選擇之一,這一點誰都不會去否定,這需要國家的支持。因為有了這種選擇,我們就會成為彎道超車的領頭羊嗎?這又是不大現實的想法。
事實上美國在這方面做的工作已經是巨大的,而且投入也很大,技術也是領先的。為什么他們沒有進行市場普及?那是由美國的能源戰略決定的。巴西在乙醇燃料上是絕對的領先,但并不意味著它的技術領先。在巴西銷售的汽車還是通用、豐田的產品。
我覺得大家要抱著積極樂觀的態度看待新能源,作為產業化,又需要謹慎務實的過程,不是某一個技術解決了,我們就領先了,它是整個產業鏈能力提升的體現,它是終端。沒有企業方方面面能力的提升,我認為銷量的提高是很難的。中國的領軍企業已經看得比較清楚了。
今天我們能做自主了,絕對是改革開放三十年,也是市場換技術、形成全方位產業能力的初步體現,我覺得新能源也是同樣的道理。大家不能自己誤導自己,演小品和現實生活是兩回事。
機遇究竟在哪里
劉楊:那么我們在哪些方面有更好的優勢和市場機遇?
殷承良:我認為我們在純電動汽車上還是有超越的機會的,畢竟它不再需要傳統汽車的發動機,變速器結構也相對簡單。如果我們能夠通過國外技術人員歸國創業,把先進的電機理念拿來,在國內實現汽車電子的突破,在純電動動力系統上就不一定比別人差,可能也就五年的差距。電池成組技術,踏實下來,也會有突破的一天。電化學的進展,如均勻性和一致性都可以靠錢和先進設備的投入去突破,最終大家就是拼電池配方的水平。這方面,國外也不比我們領先多少,我們追上去還是有可能。
發展電動車,我們有自己的先天優勢。可以有政府的強力政策和補貼來推動,中國人對車的續時里程和性能相比國外沒有太多傳統車的比較,我們的接受程度會更高,最后,我們人口規模大,也更容易形成一個較大的使用人群。現在世界上也有一個共識,純電動車最有可能大規模推廣在中國。
孫星原:世博會上,我看了這么多新能源汽車,發現我們有非常好的做法和主意。其中一個主意是在公交車里面,做超級電容大巴來取代我們過去的無軌電車。無軌電車本來就是零排放的車輛,產品也已經很成熟。超級電容就是把過去無軌電車的兩根辮子給取消了,完全在公交站內充電。
現在,美國人注意到了超級電容公交車這個產品,請我們中國的一家公司在華盛頓進行超級電容大巴的演示。這說明我們在有些地方已經做出了突出的成就。如果我給今天在座的領導和客戶提建議,我覺得未來是這樣,特別是在北京,發展電動車一定在是公交、市政、郵政等系統內。