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四十年成就显著新时代开启新征程
文章来源 : 中国工业新闻网 编辑 : 谢雨欣 发布时间 :2018年09月14日 13:51分享到:

孙逢春:新能源车发展瓶颈与短板有待攻克

 

中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任、北京理工大学教授孙逢春

  经历了近25年的发展以后,中国新能源汽车取得了举世瞩目的成就。总体来讲,我国新能源汽车在全球销量第一,处于国际先进水平。全国的充电站和充电桩的数量已经超过60万个,其中公共充电桩约28万个,也是全球第一。新能源汽车是一个系统工程,是由三大子系统构成,第一个子系统是电动车辆,第二子系统是充换电基础设施,第三子系统是车联网大数据平台。整体的技术指标包括高效节能、安全舒适、全气候。未来新能源汽车应该是全气候汽车。

  动力电池未来的发展,体现了高能量、高能效、高安全、高寿命、全气候、低成本。国家在“十三五”已经具体制定发展目标和技术路线。我国也有像正负极材料、隔膜、电解液、制造工艺、高端制造装备等核心关键技术需要攻关和突破。

  电池实际上是由两部分组成,一种是电池,另外一个最重要的问题就是电池管理。当然最主要的还是安全管理,安全是国家新能源汽车可持续发展的重要底线,所以电池管理具有非常重要的意义,这也是目前国内外集中研究突破的重点和热点技术。

  在电机或传动方面,高效、高功率密度的电机加上高效传动系统,是下一步重点发展的方向。我们要使电动汽车能耗降下来,必须让电动汽车的电机工作在高效区,在高速高功率密度电机、电子芯片、三代半导体高端计算芯片、大规模高速轴承等核心关键基础元器件方面继续攻关和努力。

  同时,电动轮毂也将会成为下一个技术研究开发和突破的热点。其核心关键技术是高速高功率密度轮毂电机,以及高紧凑制动器技术、超高强减速技术、传统组件技术。

  现在,电动汽车很怕冷。日本相关机构做过一个试验,在常温下能行驶160公里的电动汽车,零下6度只能行驶60多公里,零下20度就开不动了,温度降低,电动汽车的续驶里程会大幅降低。

  所以标准续驶里程,实际是一个常温下不开空调的情况下一个理想的续驶里程,但这满足不了用户的需求。下一步,相关方面必须发展全气候的车辆和全气候下能运行的电池。全气候,是指在零下40度能正常运行。那么,我们目前在冬奥会的项目中正在研究开发全气候的电池,在零下20度的环境下自加热12.5秒,就能达到零上5度以上,在零下40度,不到一分钟可以提到零度以上,这样在常温下,电池的性能和安全性都是最棒的。

  关于充换电设施技术,应该说这是一条现在比较明确的能量补充技术路线,是将来能源互联网的一个智能储能的一个节点。那么,未来三种模式将会并存发展,首先是家用慢充3~5个小时以上。第二是自动更换,解决轿车或者是商用车,包括公交、卡车在内的电池的能量补充和更换。第三是快充或者是储能快充。自动更换能够在5~10分钟内解决部分问题,而快充也必须解决好对电网的冲击问题等,快充桩也有一个10%左右的能量消耗。第四个则是无线充电高安全无接触,可在行驶过程中充电,这些技术也将在冬奥会上得到全面的应用。

  关于充电和换电的优缺点比较,应该说目前在国内的大城市大概是60%~70%的家庭用户没有固定车位,所以慢充充电桩是存在一定的困难和盲区的。

  此外还有一个问题,就是续驶里程不是越长越好。只能说,续驶里程在一定条件下是越长越好,同时是不是电池装得越多越好,也并不尽然。

  电池的比重应占整车的15%~20%。这也是特斯拉ModelS在新加坡不仅没有领到补贴,反而受到惩罚的原因之一。有的电商发布了一个50吨的载重卡车的技术,充电30分钟行驶600公里。进行简单换算,行驶600公里需要1200度电,如果30分钟充满的话,应该是需要电力充电器的功率在2.4MW。这意味着充电电压在1000伏的电压下,会对电网的增容成本带来巨大的挑战和冲击。所以在这样的背景下,换电技术取得了突飞猛进的发展,换电站装备和可移动化已经实现。

  下一步,我们还要对行业发展的瓶颈与短板进行不断地思考,命脉是芯片,包含处理芯片以及工艺芯片,还有高效高功率的电机、燃料电池系统、全固态电池及高端材料,以及新能源汽车的操作系统等,如果没有自主操作系统的开发与发展,实现电动化、智能化以后,不仅仅是新能源电池安全,系统安全也将会面临严峻挑战。

  

郑刚:越开放、融合企业才能越壮大

 

北京新能源汽车股份有限公司总经理郑刚

  北汽新能源公司是一家国有控股混合所有制企业。作为国有企业,我们从来没有怀疑中国政府在环境、能源、技术进步和产业转型诸多的压力之下,对于推动和发展新能源汽车的决心和信心。

  从产业界来看,近年来全球新能源汽车发展速度非常迅猛,已经开始度过了产业的幼稚期。全球的新能源汽车的销售情况,在整个汽车市场的渗透率增长已经超过了1.49%,首度突破了1%。那么在中国,它的增长率也已实现了年复合增长114%。因此,中国在全球新能源汽车产业格局中已经成为重要的一支力量,主要特点是纯电动汽车的整体应用技术水平与国际基本相当。关键技术有了很大的突破,续航里程超过了500公里。

  当然,电池在全球已经形成了先发优势,中国品牌在品牌排行榜中占据了优势地位。产业发展通常历经幼稚期、成长期、成熟期和衰退期。到目前为止,中国的新能源汽车开始进入了成长期,主要的特点是品种快速增加,技术渐趋成熟,企业进入的壁垒开始提高,而且开始由政府的政策主导变成了市场主导。

  业内通常把2018年认为是新能源汽车的2.0时代。2018年现售和在研的车型超过了166个,技术逐渐成熟,新能源企业的数量大量增加,而在2018年,新进入的车企则明显下降,政策主导开始转向市场主导,双积分是一个重要的标志。

  过去单靠某一产品或某一个技术来实现单一优势已经无法在行业中实现突破,过硬的综合实力才能够让激烈竞争中的参与者最后存活下来,而且汽车行业内的竞争也已经跨界,实现了生态圈的竞争、朋友圈的竞争和跨界的竞争。国内竞争也已经开始转向了全球竞争,全球几乎所有的企业在接下来的一到两年之内会在中国全面布局产品。所以,以电动化为突破,以全新的造车理念打造全新的平台开发、全新的研发流程、全新的制造工艺、全新的销售和服务网络等等,标志着新能源汽车走上了常规发展道路。

  9年前,北汽集团第一次在国内率先提出新能源化,成立了中国第一家独立运营的新能源汽车公司,并且开始提出三个“三”的发展战略,三年打基础,三年上水平,三年上规模,以及在产品上的大中小、高中低的布局战略,到今年我们完全按照九年前的战略在布局。

  现在,北汽新能源成为行业的领先企业,源于我们一直坚持使命驱动,围绕绿色出行,致力于新能源汽车的产业化。我们长期坚持创新驱动,围绕智慧出行,追求深耕电动、智能和网联化的技术自主掌握。同时我们还坚持服务驱动,旨在打造全方位的解决方案。如今,北汽新能源公司的资产规模已经翻了30倍,营业收入翻了38倍,人员也有了7倍之多,而产品的销量也达到了63倍。

  北汽新能源公司用了9年的时间从无到有,完成了产品升级、技术升级、服务升级和品牌升级这几个第一阶段的任务。开始正式的向高质量发展的阶段迈进,我们的目标就是从现在开始,再用10~15年的时间,为中国新能源汽车行业打造一个世界级的新能源汽车科创中心和世界级的新能源汽车企业。

  综合起来,我们认为要想实现国家制定的新能源汽车成为由大变强的产业发展的必由之路,实现高质量的发展是整个产业发展最重要的一个前提和保证。那么,实现高质量发展的根本途径就是改革与创新,因此作为一个国有企业的新能源汽车,我们更加看重体制机制的创新、自主创新以及产品创新。

  

黄世霖:汽车动力电池产业面临机遇和挑战

 

宁德时代新能源科技股份有限公司副董事长黄世霖

  近年来,我国在新能源汽车发展方面出台了一系列政策支持,从宏观的综合政策到行业管理,到推广应用,再到税收的优惠,以及到科技创新、基础设施等等,政府相关部门出台了这么多政策鼓励新能源产业发展,应该是全世界力度最大的国家。

  在产业政策扶持下,这几年我国新能源汽车产业实现了非常快速的发展。到2017年生产了将近80万辆电动汽车,2018年超过100万辆是肯定没问题。在这样一个快速发展情况下,国内新能源汽车产业出现了一片欣欣向荣的景象,同时在整车制造水平方面,如果拉开时间距离来看,消费者认可的程度逐渐在大幅提升,续航里程早期150公里,而现在主流的都已超过400公里。与传统车比较,新能源汽车比例在上升,随着产业不断发展,也会不断出现产业龙头。

  此外,动力电池技术水平也在快速发展,未来将会过渡到高镍和硅合晶的体系,成本也会大幅下降,从早期的2元/瓦时,现在到1.1/瓦时,将来会降到1元以下。能量密度也在快速提升,成本也在明显的下降,这些因素最终会推动电动汽车在性能以及性价比上,具有很大竞争力。

  从出货量来看,我国新能源汽车的产业规模不断增大,同时头部效应会非常明显,出货和产能逐渐向头部企业集中。整体电池出货量,中国现在是全球第一,超过了一半左右。内部动力电池企业来看,这几年出货量增加非常快,2018年出货量比这个增加速度还会更快。国际社会对于我们中国的电池发展评价非常高,同时各国政府也都在向中国学习借鉴,不少国家出台了燃油车的禁售时间表。

  中国现在面临什么样的机遇和挑战呢?“蓝天保卫战”的行动计划出台以后,货车的电动化带来了很大的机遇,整体来讲,公交、环卫、邮政等物流的配送车辆,大部分都将会使用新能源汽车,所以蓝天保卫战中间有很大一部分就是推广新能源汽车快速的应用。

  “蓝天保卫战”为先进产品和技术保障提供了一个契机,但是竞争也会逐渐激烈,随着补贴退坡和关税进一步下降,企业如何占据领先的位置存在很大的挑战。

  第一是跨国汽车巨头开始发力,陆续推出全新的设计车型,这个完全是根据电动汽车要求,按照平台化方向设计的,这对于国内新能源汽车企业将会形成很大竞争。

  第二就是补贴政策快速退坡,全产业链面临比较大增效的压力。同时,风险预测不足,也导致我们有很多的非理性的投资,造成很大结构性的产能过剩。从动力电池到新能源汽车都能看到这样的现象。最大问题是随着新能源汽车数量的增加,基础设施建设的矛盾逐渐凸现出来,尤其是充电便利性方面是压力比较大的。

  根据在手定单的情况,我们明显感受到2021年以后,国外的大型主机厂推出的新能源汽车,会对国内新能源汽车企业形成巨大的冲击,所以国内企业需要有一个清醒的认识。

  我们现在最突出的矛盾问题,是不能满足客户的需求,产能严重不足,但整个行业来看产能过剩又比较厉害。在动力电池的投资方面,2016年动力电池投资就超过1000亿元,到2017年的时候,全年国家生产动力电池有37.6Gwh,但是我们消耗只有20多Gwh,这就是大量的产能过剩。落后的产能就很难得到消化,同时生存空间会有比较大的压力。

  所以我们预计,到2023年之前,都会出现结构性产能过剩的情况,相关部门要多想一些办法,尽量消除这些情况。

  目前,竞争形势依然非常严峻,我们建议应该继续保持战略的定力,坚定方向不动摇,坚持政策,持之以恒实现汽车强国的梦。同时,建立比较优势,就是在专注自己内部的建设,尤其是电动汽车使用的环节。电动汽车多了,其实在使用和监督环节来讲还是比较弱的,为此,相关部门需要加快充电基础设施建设,完善管理体系,使得电动汽车使用起来更加放心,更加安全。

  

汪涛:未来绿色概念不可逆转

 

国家生态环境部大气环境管理司副处长汪涛

  近半年以来,对于汽车行业环保部门来讲,是产业政策一个密集发布期。从中共中央、国务院下发的《加强生态文明,改善生态环境,打赢污染治理攻坚战的意见》,到国务院下发的《打赢蓝天保卫战的三年行动计划》,未来一段时间,有关部门还将出台新的《柴油货车污染治理的行动计划》,这三个文件构成了对于机动车管理的最核心的政策要求。

  对于新能源汽车概念的理解,首先是绿色的,这是符合现在大气污染管理总体目标方式的,大势不可逆。新能源汽车的技术发展有目共睹,国家中央财政、各个地方财政投入了巨资推动产业发展,所以很多人讨论传统燃油车和内燃机之间的竞争,但需要明确,这是一个大势,绿色概念已不可逆转。

  其次,新能源汽车的发展机遇和挑战并存。当前,在政策、资金的推动下,行业发展迎来难得的机遇期,但是对于行业来说,也应该重视一个问题,就是目前整个产业链是不是一个绿色的问题。

  在总体绿色概念之下,有些专家分析,新能源汽车的驱动力是电,但电从哪里来,电池是怎么制造的?包括汽车里面相当多的零部件,其生产过程是不是绿色的。个人觉得,整个产业链中任何一个环境达不到生态环境保护的要求,都会影响到行业的发展,不能只追求一个简单的绿色概念或者绿色目标。我们应该感受到这种挑战,绿色的概念、绿色的行业,一定要把这个行业从头到尾全部用在绿色上。

  今年上半年,有国家领导人到我们那里视察工作。我们的办公室一共有7个瓶子,里面放着收集的柴油货车排放颗粒物,从国一到国五都有了,后面有一个空的,当时领导人问为什么是空的,我说这个是新能源汽车,领导人说不应该是空的,电的排放、生产的排放都应该算进去。

  从去年下半年到今年上半年,环保部门开展了散乱污的清理、清废行动持续不断高压态势,期间发现很多企业存在严重的问题,这里不乏新能源汽车企业,还有就是为新能源汽车提供产品服务的有色冶炼企业、电池加工企业、钢铁企业、化工企业、电子零配件企业等等。

  对于一个企业来讲,生产过程是不是绿色的,要看是否满足环境保护的要求,能否真正符合环境保护的合规,这些是一个全面的评价标准。此外,还要看是不是具备准入的条件,是否符合环境法的要求,生产的过程当中,是不是能够满足达标排放的要求,能否真正能够完成每年节能减排目标和任务等等,所以对于每个企业而言,什么是真正的绿色,值得深入考虑。

  我们在北京周边进行调研时发现,每天凌晨大货车排队持续不断绕过北京城。路过北京的车辆所运载的是什么东西呢?主要是煤碳。通过唐山港、天津港、黄骅港,我们的燃油变成了一个非常长的供应链,而用高级的能源产品运送最低级的煤碳,这在世界上其他国家都是没有的。

  为了减轻过境车辆对于北京空气质量的影响,我们提出要改变京津冀区域的总体交通运输结构,主要的推动就是通过大宗产品、货物运输,要由公路转铁路。从去年开始到现在,我们一直持续跟踪北京市过境车辆的数量。基本的统计数据是,现在每天过境车辆减少4000辆,这意味着每天排放的氮氧化物减少50多吨,折合每年PM2.5年均浓度能够降低2毫克以上,这就是过境车辆对于北京的影响。

  下一步,我们开展生态环境机动车工作,核心是改善环境质量,关键是要推动整体上的改革,推动交通运输结构的调整,尤其是大宗产品、长距离运输一定要大力推进公路转铁路,工作重点永远是高排放的车辆。车、路、油统筹,区域之间协调联动,推动标准的升级,利用大数据的支撑实施更加严格的监管。

  大数据对于机动车管理促进作用非常之强,可以实现天、地、车、人一体化管理。通过大数据的分析,机动车实现三级联网以后,所有数据都可以统一汇总。海量的数据分析十分有价值,相关部门可以通过数据分析,判定哪个企业生产车辆超标率最高,哪个品牌超标率最高,进而可以分析到这个车辆用的哪家企业生产的发动机,哪些企业负责后处理,处理系统又是哪里生产的,这些生态圈一旦有了交集,就会对执法监管树立了方向,对于以后监管提供支持帮助。

  

罗思东:后补贴时代制造成本将左右新能源车发展

 

上汽技术中心新能源项目管理部总监罗思东

  在2020年之前,无论传统车还是新势力都在围绕补贴过日子。10年以后,预计至少有20%的新车是新能源车,那时销量一年有800万辆,市场非常大。但值得注意的是,到2021年或2025年,这期间是没有补贴的,届时还有路权问题,所以2021年的新能源车产销量可能比2020年还要低,并持续三到五年,那时有很多企业生存就会比较困难。

  其实,现在新能源车还需要大幅度降低成本,新能源车的成本比传统车高出很多,而且性价比目前还没有在全工况下达到和超过传统车,这都需要在后补贴时代逐步实现。我国的新能源车技术积累还相当有限,我国是汽车大国,但绝对不是新能源汽车的强国,为此需要继续努力。

  现阶段,内燃机车还有25%的能力提升,这也是新能源汽车竞争面对的挑战。我们今天所讲的新能源汽车还是纯电动或是插电式混动,燃料电池在乘用车上的应用,十年内可能还看不到真正的产业化。

  结合上汽在新能源产业链上的布局,我们认为整车厂要全面掌握“电驱、电池、电控”包含的硬件、软件开发,让整车厂供应商专心做专业的工作。整车厂要做技术引领,一起攻克技术难关。

  电驱部分,针对插电混动的电驱变速箱,我们有EDU一代新能源汽车,拥有自主知识产权系统,接下来我们还需要跟传统车性能比肩的,是在混合动力上能够支持的EDU二代产品,同时进一步降低成本。到2021年的时候,我们将推出跟传统车性能相当的一个系统。做这个变速箱是不容易的,只有整车厂才能知道需要怎么样的系统,怎样优化降低成本,所以我们要做高效的系统,有了这个核心才能发展电机控制器。还有电器的纯电动,现在都是朝着电机加减速器方式来发展,减少了高压线等等,会大幅度降低成本。

  接下来我们要讲电池。电机模组是一个非常专业的领域,我们主要是由CTL供应。另外电池管理系统,电池包都是我们自己来做的,上汽不仅仅做BMS电池管理系统的硬件、软件,还可以把硬件代工生产,怎样达到整车要求和更高的安全等级,电池安全不仅体现在电芯也在电池包的工艺上。

  后补贴时代,新能源汽车还远没有定型,不能按照传统思维进行产业链建设,因为传统车的变速箱、发动机已经定型了,供应商专心做好发动机就行了。

  在新能源方面,整车OEM必须加大投入,实现技术引领。与有能力的零部件供应商进行深度合作,靠先进技术取得新能源汽车性能和成本优势,专业的零部件公司要与整车企业密切合作,降低增效业务实现共赢。

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