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上汽做插电式混动的思考及其他 | 汽车商业评论


新能源汽车补贴政策没有了,我们还能跟传统汽车竞争吗?我们还能满足国家的可持续发展要求吗?

朱军(上汽集团技术中心副主任、捷能公司总经理)

2015

年12月16日,由《汽车商业评论》联合商务部投资促进事务局和常州市人民政府及汽车产业投资促进工作委员会共同举办的“智电未来——2015汽车产业国际投资论坛”在江苏常州市举行。


上汽集团技术中心副主任、捷能公司总经理朱军发表题为《上汽新能源汽车的绿芯战略》的主题演讲,他认为要有新技术才能使产品有竞争力,上汽的发展思想是在开放条件下,充分利用国际国内资源,但以我为主,在新能源汽车关键技术领域提高核心研发能力,并形成本土零部件供应链,为新能源汽车大规模产业化做好充分准备。


以下是朱军的演讲内容,《汽车商业评论》杂志记者杨锋磊根据录音整理,此处有删节。


1


“里程焦虑综合症”的尴尬


上汽最近在动力总成方面宣传蓝芯和绿芯战略,蓝芯就是传统的发动机、变速箱的技术,绿芯是新能源技术。


先说在新能源技术上的选择,这包括燃料电池汽车、纯电动汽车、插电强混汽车。燃料电池汽车,全世界真正往产业化做的也就是丰田。不过,如果想在中国发展燃料电池,基础设施这个问题不解决,做研究还可以,做产品很难。如果突破不了基础设施这个重要瓶颈,做燃料电池没有意义。


电动车方面,这两年电动车特别是中国的企业,每家车企都在做,有很多车型,但电动车还存在几个问题。


一是基础设施方面。这几年从力量的对比上看,新能源汽车确实在向电动方向走,主要的原因之一是在基础设施上,国家的重视现在甚至到了立法的程度,例如所有新的建筑物和停车位都要预留充电电源的接入口,这是解决了使用电动车的便利性问题。


二是电池的技术问题,随着技术的发展,这几年发生了比较明显的变化,使得电池的能量密度从100wh(瓦时)提高到200多wh(瓦时)。另外还有电池每瓦时的单价也在快速降低,电池管理系统的技术在不断成熟。在电池产业链,越来越多供应商、主机厂在介入。


对消费者来说,“里程焦虑综合症”一直是困扰电动车接受度的重要纬度。现在大家都在讲到2017年或2018年续驶里程就可以达到300公里、500公里,是不是意味着电动车就可以让消费者接受?实际上这里面还有很多深层次问题。


首先在国内销售的续驶里程比较长的像特斯拉、比亚迪E6,电池容量大概在60-90度的范围,即使所谓的快充也要一小时或者超过一小时,这跟加油几分钟就加满油箱有很大的差距。


我们在讲三纵四横,即在国内主要的七条高速公路上都要建快速充电站,那么快速充电究竟多快?如果每小时有很多车进去充电,要排几个小时才冲上电,我想你不会买这辆车。


如果要实现400公里、500公里的续驶里程,那么车上至少有50-60多度电的电池,1度电跑10公里的大车,现在的技术几乎还没有,我们正在往这个方面努力。


但是即使电池快充技术能够支持15分钟、20分钟完成,则意味着3C、4C的速度在充电,60度电就要有4倍的240千瓦的充电桩来支持,那么充电电源又成为一个问题,所以从电动车的便利性上来看,仍面临着一系列挑战。


从目前来说,插电式混合动力也是国家提倡的新能源技术,但是由于充电设施的不完善,就会导致大家用车充不上电或者每天行使里程超过了车上电池所能够满足的60公里、70公里范围,就得用油,但是用油会产生一些污染。




这个污染,我们要整体来看,国外是用碳排放来看这个问题。我们举个例子,现在长里程的电动车像特斯拉和比亚迪E6,百公里耗电是20度,甚至有一些会到30度,我们国家还是以火电为主,70%多是火电,30%是清洁电(核电、水电、风电、太阳能电,以水电为主)。


欧盟2021年汽车的碳排放要降到95克,如果百公里用20度电,70%是火电,我们的碳排放是多少?也是超过95克。所以说从整体上来看,巴黎气候峰会开了十几天,大家讨论的焦点就是有多少资格排放多少碳。


我们从碳排放角度和长远的政策或人类价值取向来看,大家就要多比较几款车。


丰田刚刚发布了新一代平台架构的普锐斯,他们宣传的是油耗达到百公里2.45升,这是在日本的工况下的数字,如果换成中国的工况,大概是3.3升左右,我们知道一升油燃烧产生的二氧化碳是2340毫克,乘以3.3是什么概念?每公里77克,比你很多电动车的碳排放还要低。


所以我们觉得新能源汽车要做,纯电动肯定是一个方向,但是我们电网的清洁度也要提高,这是漫长的过程。我们的核电比例不到1%,要涨到4%需要花十年甚至超过十年的时间,而且已经引起了世界上很多的争议。


如果清洁电达不到一半对一半的比例,我觉得之前混合动力也好,插电式混合动力也好,都是能够快速实现相对传统汽车而言的碳排放的降低,从技术的角度来考虑,我认为都是一个方向。


2


上汽打造的“三电”


产品怎样才有竞争力?我认为还是要有新技术。上汽的发展思想是在开放条件下,充分利用国际国内资源,但以我为主,在新能源汽车关键技术领域提高核心研发能力,并形成本土零部件供应链,为新能源汽车大规模产业化做好充分准备。


从政策的趋势来看,到2020年我国新能源车将达到500万辆的规模。但是500万辆的规模,国家要按照退坡补贴政策也补贴不起。这时候,我们所有的技术都要基于:补贴没有了,我们还能跟传统汽车竞争吗?我们还能满足国家的可持续发展要求吗?所以,从这个角度我们要持续进行工作。


燃料电池我们也在做,技术路线还是在把燃料电池当前沿技术来做,重点是加快推进混合动力和纯电动汽车产业化。


就上汽来讲,我们分成了三块:整车产品、核心技术和能力形成。从这三者的关系来看,如果等核心技术建设好了再去开发产品是不行的,二是也不知道形成什么样的能力是真正的能力,这是一个三者之间不断循环的过程。




 “三电”(电驱、电池和电控)是新能源汽车的核心技术,三者相辅相成,缺一不可。上汽是把这“三电”的核心往上游延伸到前沿的研究,责任都在我们这里,由我们来协调,方向我们来掌控,其他部门配合,下游的产品也是我们的工程团队在做,我们是作为一个承上启下的一方在协调“三电”稳定发展。




从2009年捷能公司成立到现在的6、7年时间,共投入了60多亿元,但我们没在生产线上花很多钱,而是在零部件产业链上投入很多,例如成立了捷新电子公司,在上海汽车成立了新能源电驱动的制造投入,另外在合资企业联合电子投入了裂变器等电机的研发制造。


应该说到现在我们基本成型了,前面的几年都是打基础的过程。


3


开发荣威550插混的启示


荣威550Plug-in插电式混合动力轿车,是很老的宝马5系的底盘,这个车很重,但动力系统是全新的。它的硬件全部由上汽掌控生产,特别是EDU技术,我们花了7、8年的时间来进行研发,是全新理念的开发。




我当初的设想是把它作为混合动力驱动技术平台来应用,但是现在发现我们这是双电机、双逆变器的做法,在没有补贴的情况下用于混合动力成本是很高的。所以我们进行了第二步的工作,已经开展了两三年了。


可以说,荣威550Plug-in插电式混合动力轿车是一款高度集成了电机驱动单元、变速单元、智能控制单元等于一体的智能变速驱动单元,类似一体式的电驱系统,在全球范围内仅丰田的THS、通用的Voltec技术能够实现。


当然我们的对标还是丰田混动的油耗,我们目标是在这个基础上做出跟丰田一样好的低油耗产品,另外是希望在驱动效率方面比它有更好的动力性。在这个上面,到目前为止我们申请了150多项发明专利,30多项已获得授权,国际专利申请了6项。


另外重要的是电池,如果要想让这个产业健康发展,我觉得同行们必须要有一个清醒的认识,电池卖出去之后晚上要睡得着觉。




电池的高安全性,这个问题比较容易解决。耐久、低温性能,这些方面的成本我们一直在做权衡。究竟第一代产品是什么样的电池?我跟领导说,哪怕晚一两年,电池不行就不投产。我们最先选择的电池商的破产曾经影响了我们的进展。


现在上汽定了一个原则,在我们内部测试过程中,如果20万公里的时候电池衰减超过20%,这个电池就宣布废掉了。第二个我所有的电池都会送去做UL2580验证,通不过就不投产。


基于这两条,在成本上面可能增加了很多的负担,但是保证了我们很稳定的发展。我们的电池系统成本制约了新能源的发展,在这个领域,我们正在做很多似乎不该属于整车企业做的工作,比如花了五年多的时间做BMS。


现在我们所有的电池管理系统从底层软件、应用仓软件、硬件以及每一个电容和电阻都是自己开发的,由像海拉、伟世通这样的国际电子供应商为我们做代工,只有这样才能保证我们的质量和成本,虽然投入很大,但我们的性能会好很多,成本也降低下来,这是核心技术掌控给我们带来的竞争优势。


还有一个是电控,电控是我们在新能源资源领域投入最多的地方,做了很多硬件开发,而且在电控领域的工程师最多,曾经有一段时间有超过60%的工程师在做这个领域的工作。




我们自主100%负责整车电控系统开发,涵盖系统集成、电气设计、控制策略、软件集成、系统测试和标定试验;整车能耗和效率达到业界先进水平,开发了包括混动控制、变速箱控制,诊断和扭矩安全等完整的控制策略。


这方面,我们具有63项发明专利,其中国际专利3项,已建立了符合国际汽车行业软件标准(A-SPICE-2级)的开发体系。


4


补贴没有了怎么办


2020年以后,假设国家没有补贴了怎么办?我们现在研究的很多工作都是针对这个问题的,我们会在“三电”领域持续深化。




总体来说,我们有信心等到2020年产品出来的时候,大家会从全生命周期来看待你的购置成本和使用成本,消费者会发现我们会在很多领域里具有优势,买这个车是合算的。


技术进化方面,荣威E50刚上市,续驶里程120公里;荣威E50 MCE未来将达到170公里,并会逐渐升级到250公里、350公里、500公里。


插电混合技术的第一代技术会继续延伸到其他的平台,同时我们设想还是在第二代技术会在2020年之前进入大家的视野,而且EDU可以做到插电和混动兼容。


关于产品规模,上汽新能源汽车总的规模到2020年是60万辆,但是我们有上汽通用,上汽大众,各家至少要做到20万辆,上汽自主品牌乘用车新能源汽车要达到20万辆。


这里面还包含了比较多的HEV,从趋势来看,2020年前的短期内,我们认为PHEV更符合市场的情况,也许再往后EV会越来越多。如果固态电池能够成熟,可以做到400wh-500wh,也许电动车会有更多的市场。


陈虹董事长前几天还在盯着我问一个问题,“你说电池究竟多便宜的时候,我就只做电动车?”我说,最乐观的估计,在2025年我们电芯可以做到每瓦时0.5元人民币。加上系统的话,大概0.7元,50度电,3.5万元。


现在传统汽车,一个发电机、变速箱、动力总成全部加起来也不到3.5万元。现在,我们很多中低端新能源车的物料成本就是4万-5万元,但动力成本很贵,这就很难和传统车进行竞争,因此,一定要思考国家不再对新能源补贴的未来如何发展。


上次碰到汽车安全与节能国家重点实验室主任欧阳明高教授时,他在呼吁电动车百公里耗电如果超过15度的话就不要做了,我们上汽的标准的电动车是12度到10度。


最后还有一个很重要的问题,就是呼吁同行关注碳排放,因为电动车也有碳排放的问题。 


Q
A
&


朱军问答录


现在要做的事情是分析究竟哪个技术能够从根本上获得政府、消费者和整个国际社会的认同


贾可(《汽车商业评论》总编辑):你刚才提到要做能够跟丰田强混相媲美的汽车,我不知道未来上汽会不会专注于强混的汽车,而不是说插电式强混。或者说,丰田现在的强混价格已经很便宜了,上汽会走这条路吗?还是专注于插电式强混,另外再加上电动车。


朱军:我们是卖车的,又是一个国企,就决定了第一我们要跟着市场走,跟着消费者意愿走,第二跟着政府政策引导方向走。


我们国家到2030年承诺碳排放达到顶点,这个事情吵了30年,整个国际在吵这件事。我们两年前看的是空气质量不好,污染很厉害,国家关心的是战略安全、能源石油,我们承诺从十年前的30%到现在的60%,更长远来看这个问题还是碳排放的问题。


我的观点还是,如果强混油耗能做到3升左右,电动车、插电式混合动力和混合动力都是一样的。当然从成本上来看,电的成本还是要低。


比如说我们以后如果国家大规模实施清洁电网计划,能够在20年内实现(清洁电和脏电)一半对一半,也许我们坐车的人,不是追求500公里、600公里续驶里程,那时候行驶过程中充电技术都能够实现的话,也不需要装50度、60度、70度,30度电就够了,从这个角度来说电动车也是一个选择。


我们没有办法知道10年、20年之后的事情。我们现在要做的事情是分析究竟哪个技术能够从根本上获得政府、消费者和整个国际社会的认同。


我不同意贾总刚才的观点,说未来三五年就是自主品牌新能源汽车的时间窗口期。三五年以后就不开车了?三五年以后做好了,我照样在市场上卖。当然现在这三五年是国家高度补贴的三五年,这三五年如果抓到机会,能够把团队壮大,把产业链壮大,会站在更好的角度去竞争。


贾可:未来在强混上下功夫?


朱军:强混是比较难做的,插电式混合动力也是比较难做的,纯电动相对来说好做一点,不过利润最大化永远是我们追求的目标。


强混不光是混动的控制和混动驱动系统,还有匹配循环发动机,丰田花了十七八年的时间,发动机的热效率做到了40%,这是非常高的高度,这需要我们的传统动力部门来配合。  


第二就是整车风阻,第四代普锐斯的风阻是0.24,类似于豪车的风阻,我们在家用车方面形状做出来需要方方面面的努力。我们要往这个方向做。


我们做三电的是往这个方向努力,我们也在呼吁我们的同行,我们的供应商一起跟我们往这个方向走。


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