日前,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年)》。對(duì)于發(fā)展愿景,里面提到,到2025年,我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增強(qiáng),動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車(chē)用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破,安全水平全面提升。純電動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)平均電耗降至12.0kWh/100km,新能源汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售總量的20%左右,高度自動(dòng)駕駛汽車(chē)實(shí)現(xiàn)限定區(qū)域和特定場(chǎng)景商業(yè)化應(yīng)用,充換電服務(wù)便利性顯著提高。
對(duì)于燃油車(chē)來(lái)說(shuō),除了關(guān)注車(chē)輛的售價(jià)和車(chē)身質(zhì)量問(wèn)題之外,消費(fèi)者關(guān)心最多的莫過(guò)于油耗。同樣,對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)講,電耗也是繞不過(guò)去的一個(gè)話題。記者了解到,在純電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)和使用過(guò)程中,整車(chē)設(shè)計(jì)水平、輕量化、動(dòng)力總成與傳動(dòng)效率,標(biāo)定策略的區(qū)別等都會(huì)造成明顯的電耗差異。對(duì)于未來(lái)5年內(nèi)電耗降至12.0kWh/100km,在核心技術(shù)攻關(guān)方面,還有很長(zhǎng)的路需走。甚至有行業(yè)人士表示,未來(lái)電耗將成為純電動(dòng)汽車(chē)的又一技術(shù)難題。
■百公里電耗體現(xiàn)純電動(dòng)車(chē)使用經(jīng)濟(jì)性
和傳統(tǒng)燃油車(chē)的油耗一樣,純電動(dòng)汽車(chē)電耗和駕駛方式、路況、車(chē)身自重等因素有著密不可分的關(guān)系。在剛剛上市的新車(chē)中,根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù),寶馬iX3的續(xù)駛里程為500km,百公里電耗是16.7kWh,相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油車(chē)百公里油耗1.3升。根據(jù)領(lǐng)克DC1E的新車(chē)環(huán)保評(píng)估數(shù)據(jù),其綜合電耗為13.8至15.7kWh/100km,續(xù)駛里程為637至725km左右。根據(jù)車(chē)主的真實(shí)反饋,小鵬G3實(shí)際用車(chē)耗電量綜合起來(lái)平均值為15.01kWh/100km。
有行業(yè)人士表示,電動(dòng)汽車(chē)百公里能耗與燃油汽車(chē)百公里能耗本質(zhì)上相同,但實(shí)際上兩類(lèi)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不同又決定了這一指標(biāo)的實(shí)際用戶感知差異很大。由于傳統(tǒng)燃油車(chē)在90km/h情況下接近經(jīng)濟(jì)車(chē)速,因此大多數(shù)對(duì)外公布的理論油耗通常為90km/h的百公里油耗。
對(duì)當(dāng)前純電動(dòng)汽車(chē)百公里能耗的測(cè)試方法,新能源汽車(chē)獨(dú)立研究者曹廣平表示:“這個(gè)指標(biāo)是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中一系列測(cè)試條件、測(cè)試方法、測(cè)試工況等規(guī)定下得到的,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和之前相比有了較大進(jìn)步。這樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了電參數(shù)測(cè)量精度、測(cè)試環(huán)境溫度、電池充放電循環(huán)后靜置時(shí)間范圍、輪胎氣壓、試驗(yàn)質(zhì)量、剎車(chē)能量是否回收等非常復(fù)雜規(guī)范的測(cè)試條件及方法。”因此,曹廣平認(rèn)為,百公里電耗的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于車(chē)企及用戶來(lái)講,基本上是合理的。
由于受到動(dòng)力電池成本較高、電池壽命有限、充電設(shè)施受限等因素影響,電動(dòng)汽車(chē)百公里電耗指標(biāo)更多是在消費(fèi)者使用純電動(dòng)汽車(chē)比較理想的狀態(tài)下。和燃油車(chē)百公里油耗相似,電動(dòng)汽車(chē)百公里電耗較低,首先意味著車(chē)輛使用的經(jīng)濟(jì)性。不過(guò),耗電量也反映了造車(chē)成本和車(chē)型大小,并非越低越好。不可否認(rèn)的是,在同級(jí)別中,“百公里耗電量”更低的車(chē)型在電池管理技術(shù)、動(dòng)能回收機(jī)制、驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率甚至車(chē)身的輕量化等某一方面肯定有自己的優(yōu)勢(shì)。
清華大學(xué)汽車(chē)研究所所長(zhǎng)、汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任陳全世表示,純電動(dòng)汽車(chē)現(xiàn)在有兩種產(chǎn)品是可用的:第一種是像特斯拉那樣高大上的產(chǎn)品,整車(chē)價(jià)格較高,電池的價(jià)格也就不是問(wèn)題了;另一種是小微型純電動(dòng)汽車(chē),電池功率與容量都比較小,整備質(zhì)量輕,電耗比較低,更容易實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
■減輕車(chē)身質(zhì)量是途徑之一
一直以來(lái),純電動(dòng)汽車(chē)的“里程焦慮”是消費(fèi)者關(guān)注的熱門(mén)話題。如何解決“里程焦慮”?追求高能量密度的電池成為各大汽車(chē)廠家的解決途徑之一。不過(guò),根據(jù)行業(yè)內(nèi)相關(guān)研究,新能源車(chē)的電耗和整車(chē)質(zhì)量相關(guān)性很高。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,整車(chē)質(zhì)量和電耗的關(guān)系大概是車(chē)每重170kg,跑100km,需要多耗1kWh的電量。
對(duì)于我國(guó)2035年汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展路線的展望,中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司副總經(jīng)理吳志新曾經(jīng)說(shuō)過(guò),純電動(dòng)汽車(chē)的電耗將持續(xù)降低,各類(lèi)車(chē)型續(xù)駛里程將由應(yīng)用場(chǎng)景定義,入門(mén)車(chē)型不再過(guò)分強(qiáng)調(diào)過(guò)長(zhǎng)的續(xù)駛里程。
同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院教授、國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉認(rèn)為,汽車(chē)的能量消耗(燃油汽車(chē)的油耗、天然氣汽車(chē)的氣耗、電動(dòng)汽車(chē)的電耗等)與汽車(chē)的整備質(zhì)量基本成線性比例關(guān)系。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)而言,無(wú)法根據(jù)碳排放或者耗油量來(lái)評(píng)估其能耗,但車(chē)重可以直接反映其能耗高低。
與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比,純電動(dòng)車(chē)在取消發(fā)動(dòng)機(jī)及部分附件的同時(shí),增加了“三電系統(tǒng)”。按照行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),其質(zhì)量較傳統(tǒng)車(chē)增加一般為15%至40%。質(zhì)量明顯增加,對(duì)車(chē)輛電耗會(huì)帶來(lái)不利影響,而輕量化是消除這些影響的重要應(yīng)對(duì)手段。根據(jù)中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)有限公司材料與輕量化研究院鄭虹等人的相關(guān)分析,對(duì)于市場(chǎng)上某純電動(dòng)四驅(qū)車(chē)型,車(chē)輛降重10%,保持原車(chē)型續(xù)駛里程不變,電耗則降低了1.1kWh/100km,動(dòng)力性顯著提升。曹廣平也表示,要在2025年實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車(chē)的電耗目標(biāo),可以從整車(chē)降能耗的技術(shù)方面著手。比如輕量化降低車(chē)重、優(yōu)化車(chē)身設(shè)計(jì)降低風(fēng)阻、采用更節(jié)能的空調(diào)等。
考慮到續(xù)駛里程和電池能量密度、純電動(dòng)汽車(chē)車(chē)身質(zhì)量之間的關(guān)系,電耗成為純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量的衡量因素。2020年6月15日工信部等五部門(mén)印發(fā)《積分辦法》(修訂案)進(jìn)一步明確了2021年及以后的“雙積分”管理要求,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
吳志新提到,除加速新能源汽車(chē)規(guī)模提升外,《積分辦法》(修訂案)還堅(jiān)持促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新導(dǎo)向,尤其是對(duì)純電動(dòng)汽車(chē),更加注重對(duì)車(chē)輛整車(chē)集成水平進(jìn)行考量,通過(guò)引入電耗調(diào)整系數(shù)鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)發(fā)低能耗車(chē)型,在一定程度上避免企業(yè)為拿高分而隨意堆加電池等情況。此外,修訂案對(duì)新能源車(chē)型的給分標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)化電耗要求、弱化里程影響,有利于企業(yè)根據(jù)不同細(xì)分市場(chǎng)的需求投放適用的產(chǎn)品,從而為消費(fèi)者帶來(lái)更豐富的產(chǎn)品選擇。
■對(duì)三電核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)
能耗不只是由質(zhì)量所決定的,諸如動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)效率、車(chē)身的迎風(fēng)面積等也會(huì)造成不同車(chē)型的能耗不同。除了車(chē)身輕量化之外,曹廣平也提到,車(chē)企及零部件企業(yè)需攻克的技術(shù)還有很多。比如,提高電池能量密度,即降低電池重量;發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施,增加充電樁密度使得車(chē)輛適當(dāng)少裝電池,從而降低車(chē)重而降耗;提高智能化駕駛水平從而降低無(wú)謂的剎車(chē)耗能等。
值得注意的是,電耗數(shù)值更多考驗(yàn)的是新能源車(chē)企的電控技術(shù)水平,比如驅(qū)動(dòng)方面可以采用開(kāi)關(guān)損耗更低的功率器件、電機(jī)等部位采用更低阻力的軸承等。記者了解到,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是決定百公里電耗的主要條件,包含電機(jī)、逆變器和減速器,整套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率是整車(chē)加速特性、高速性能和電能轉(zhuǎn)化行駛里程的重要部分。在同等的電壓等級(jí)條件下,各個(gè)車(chē)企都會(huì)充分挖掘電機(jī)效率、電控效率。當(dāng)前,電控系統(tǒng)已經(jīng)成為很多新能源車(chē)企一項(xiàng)重要的技術(shù)壁壘。
國(guó)家新能源汽車(chē)創(chuàng)新工程項(xiàng)目專(zhuān)家組組長(zhǎng)王秉剛呼吁,要吸取內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的教訓(xùn),加大電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,要重視關(guān)鍵材料、核心零部件/元器件與主控芯片(MCU)及軟件架構(gòu)的研發(fā),形成自主、可控的產(chǎn)業(yè)鏈。
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》,到2035年,純電動(dòng)乘用車(chē)的整車(chē)輕量化系數(shù)降低35%。未來(lái)還將以純電驅(qū)動(dòng)總成、插電式基電耦合總成、商用車(chē)動(dòng)力總成、輪轂/輪邊電機(jī)總成為重點(diǎn),以基礎(chǔ)核心零部件/元器件國(guó)產(chǎn)化為支撐,提升我國(guó)電驅(qū)動(dòng)總成集成度與性能水平。預(yù)計(jì)2035年,我國(guó)新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中,乘用車(chē)電機(jī)比功率達(dá)到7.0kW/kg,乘用車(chē)電機(jī)控制器功率達(dá)到70kW/L;純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比功率達(dá)到3.0kW/kg,綜合使用效率90%。
有行業(yè)人士表示,《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年)》的展望與《路線圖2.0》的技術(shù)要求相得益彰,共同推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)電耗計(jì)劃落實(shí)。
編輯:姚福太
來(lái)源:中國(guó)汽車(chē)報(bào)網(wǎng)
作者:趙瓊
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