混合動力在汽車領域并非是個新鮮詞。早在“十五”期間,我國就確定了新能源汽車“三縱三橫”的基本技術體系,其中,“三縱”即指燃料電池汽車、混合動力汽車和純電動汽車。但彼時,我國傳統汽車技術基礎尚不牢固,對于車企來說,同時布局三大技術路線確實顯得比較為難。
如今,經過十幾年的發展,我國汽車企業終于在傳統核心技術領域取得了突破性進展,令人欣慰的是,在純電動汽車技術方面,也擁有了與國際先進水平一較高下的底氣,更值得一提的是,“三縱三橫”的技術路線始終在穩步推進和扎實布局中。因此,在中國汽車行業發展進入高質量發展新時期的當下,強調發展多元化技術路線不僅是自主品牌汽車企業提升自身市場競爭力的重要舉措,更是建設汽車強國的必由之路。
雖然目前我國新能源乘用車市場中,混合動力汽車份額較小,但多元化的新能源汽車發展路線勢在必行,無論是燃料電池汽車,還是混合動力汽車,都已經因其獨有的優勢和特點,被視為和純電動汽車同等重要。基于此,《中國汽車報》將就我國混合動力汽車的發展現狀、面臨的技術瓶頸和挑戰,以及我國相關政府部門和行業機構該起到怎樣的推動作用等問題展開系列報道,為我國新能源汽車產業尋求多種技術路線發展提供參考。
“內燃機與電動化相結合是車用動力技術發展的新方向。”這是科技部部長萬鋼在2018中國電動汽車百人會論壇(以下簡稱“百人會”)上的新論斷。在萬鋼看來,除了內燃機本身的技術創新之外,需更注重內燃機與電動化融合發展方面的技術創新,可基于各類油-電混合動力構型體系,探索諸如均質壓縮點燃(HCCI)、內燃機增程器、轉子發動機等過去難以獨立應用的新技術的研發和應用,針對新型動力系統混合驅動需求,進行高效率增程式機電混合系統研發和系統優化。
國家新能源汽車技術創新工程專家組組長王秉剛在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,就目前行業發展現狀來看,傳統燃油汽車仍將在較長的一段時間里占據汽車消費市場的主導地位,為應對日益嚴苛的油耗和排放法規,走內燃機與電動化融合發展的道路不僅是科學的,而且是合理現實的。
■傳統燃油汽車仍有較強生命力
正如萬鋼在百人會論壇上所說:“我們應當實事求是地看到,內燃機在相當長的一段時間中,特別是在我國大客運、大貨運、大船運和大農業等應用領域,內燃機將會以獨立驅動或以混合動力的形式,具有廣泛的市場需求。”
雖然“禁售燃油車”的討論曾經在我國汽車行業內掀起了一陣不小的風波,但最終大多數行業專家仍就此達成了與萬鋼一致的認識:在未來的10~20年,甚至更長的時間里,傳統燃油汽車仍將保持市場的主導地位,并不會在極短的時間內被電動汽車輕而易舉地取代。
“傳統燃油汽車具有廣泛的適應性。”清華大學汽車工程系黨委書記帥石金告訴記者,“但其缺點也較為明顯,主要體現在尾氣排放物導致空氣污染和溫室效應,傳統燃料的消耗造成我國對石油依賴度日漸提升。”
因此,在萬鋼看來,一方面,內燃機技術將以提升燃油效率、降低排放為主線,逐漸在關鍵技術上發力,在多項領域中組織科研攻關,以期在交通領域節能減排、應對氣候變化當中發揮重要的作用;另一方面,內燃機與電動的相結合,將成為車用動力技術發展的新方向,我們應更注重內燃機與電動化融合發展方面的技術革新。
成都威特電噴有限責任公司總經理朱元憲指出,從傳統燃油汽車轉型至新能源汽車技術路線,起碼需要十幾年的時間,對于目前的傳統燃油汽車來說,通過發展混動技術完全可以實現節能減排的目標。
■5年內電池技術難有革命性突破
“混合動力技術不僅是傳統燃油汽車的出路,也是當下純電動汽車的完美解決方案。”帥石金認為,推進混合動力汽車的發展,也將起到彌補我國純電動汽車面臨短板的作用。
眾所周知,純電動汽車的續駛里程和充電時間已經成為制約其大規模推廣和應用的重要因素,王秉剛的觀點是,在5年內甚至可預見的更長時間里,電池技術的進步都將呈現循序漸進式的發展態勢,很難取得革命性突破。帥石金則坦言,雖然當前純電動汽車可采取快充模式,從一定程度上有效解決純電動汽車充電時間較長的難題,但研究表明,目前尚未完全成熟的快充模式,對電池的使用壽命可能造成不可逆轉的損傷,從而降低產品的使用壽命,影響了消費者在使用方面的體驗。
需要強調的是,在我國目前的能源結構基礎上,發展純電動汽車是否能夠真正起到節能減排的效果有待考證。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德直言,從全生命周期來看,純電動汽車的二氧化碳排放量并不低于傳統燃油車。五名清華大學科學家發表在《應用能源》的“中國電動汽車和內燃機車的溫室氣體排放”一文就明確指出,研究表明,電動汽車生產過程中所產生的能源消耗和溫室氣體排放比內燃機車高50%左右,原因主要在于動力電池的生產環節。此外,電動汽車所用的重金屬等材料也會對環境產生較大影響。
■技術路線絕不是非此即彼
曾有研究表明,從全生命周期來看,混動版豐田普銳斯的二氧化碳排放量為每公里107克,純電動汽車日產聆風為111克,而汽油版的大眾高爾夫為121克。單純從碳排放的角度來看,混合動力汽車的推廣價值要比單純走其他兩條技術路線要高。
事實上,我國一直以來都高度關注和重視節能汽車的技術發展,在《中國制造2025》戰略中,節能與新能源汽車被列為重點發展的十大領域之一,節能汽車是我國汽車產業發展的重要突破口之一。而在2016年發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》中,就更為明確地提出了“以混合動力為重點,以動力總成優化升級、降摩擦和先進電氣技術為支撐,全面提升傳統燃油汽車節能技術和燃油經濟性水平”的總體思路。
“我們不應將純電動技術和傳統內燃機技術人為對立,將兩者視為不可并存的矛盾雙方,”帥石金表示,“汽車技術路線從來都不是非此即彼的關系,混合動力技術實現了上述兩者的優勢互補,既充分考慮當下消費者對新能源汽車的接受程度,又能滿足企業應對不斷趨嚴的油耗和排放法規的緊迫需求。此外,對基礎設施建設的要求也較低,更利于推廣和普及。”
據統計,我國2017年共銷售57.9萬輛新能源乘用車,其中,純電動汽車銷售46.8萬輛,同比增長為82.1%;插電式混合動力乘用車的銷量也達到了11.1萬輛,同比增速為39.4%。雖然目前我國混合動力汽車的銷量占比較低,但王秉剛相信,在“雙積分”政策的鼓勵和引導之下,會有越來越多的汽車企業加大混合動力汽車的布局,在未來我國汽車消費市場中,混合動力汽車前景可期。
如今,經過十幾年的發展,我國汽車企業終于在傳統核心技術領域取得了突破性進展,令人欣慰的是,在純電動汽車技術方面,也擁有了與國際先進水平一較高下的底氣,更值得一提的是,“三縱三橫”的技術路線始終在穩步推進和扎實布局中。因此,在中國汽車行業發展進入高質量發展新時期的當下,強調發展多元化技術路線不僅是自主品牌汽車企業提升自身市場競爭力的重要舉措,更是建設汽車強國的必由之路。
雖然目前我國新能源乘用車市場中,混合動力汽車份額較小,但多元化的新能源汽車發展路線勢在必行,無論是燃料電池汽車,還是混合動力汽車,都已經因其獨有的優勢和特點,被視為和純電動汽車同等重要。基于此,《中國汽車報》將就我國混合動力汽車的發展現狀、面臨的技術瓶頸和挑戰,以及我國相關政府部門和行業機構該起到怎樣的推動作用等問題展開系列報道,為我國新能源汽車產業尋求多種技術路線發展提供參考。
“內燃機與電動化相結合是車用動力技術發展的新方向。”這是科技部部長萬鋼在2018中國電動汽車百人會論壇(以下簡稱“百人會”)上的新論斷。在萬鋼看來,除了內燃機本身的技術創新之外,需更注重內燃機與電動化融合發展方面的技術創新,可基于各類油-電混合動力構型體系,探索諸如均質壓縮點燃(HCCI)、內燃機增程器、轉子發動機等過去難以獨立應用的新技術的研發和應用,針對新型動力系統混合驅動需求,進行高效率增程式機電混合系統研發和系統優化。
國家新能源汽車技術創新工程專家組組長王秉剛在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,就目前行業發展現狀來看,傳統燃油汽車仍將在較長的一段時間里占據汽車消費市場的主導地位,為應對日益嚴苛的油耗和排放法規,走內燃機與電動化融合發展的道路不僅是科學的,而且是合理現實的。
■傳統燃油汽車仍有較強生命力
正如萬鋼在百人會論壇上所說:“我們應當實事求是地看到,內燃機在相當長的一段時間中,特別是在我國大客運、大貨運、大船運和大農業等應用領域,內燃機將會以獨立驅動或以混合動力的形式,具有廣泛的市場需求。”
雖然“禁售燃油車”的討論曾經在我國汽車行業內掀起了一陣不小的風波,但最終大多數行業專家仍就此達成了與萬鋼一致的認識:在未來的10~20年,甚至更長的時間里,傳統燃油汽車仍將保持市場的主導地位,并不會在極短的時間內被電動汽車輕而易舉地取代。
“傳統燃油汽車具有廣泛的適應性。”清華大學汽車工程系黨委書記帥石金告訴記者,“但其缺點也較為明顯,主要體現在尾氣排放物導致空氣污染和溫室效應,傳統燃料的消耗造成我國對石油依賴度日漸提升。”
因此,在萬鋼看來,一方面,內燃機技術將以提升燃油效率、降低排放為主線,逐漸在關鍵技術上發力,在多項領域中組織科研攻關,以期在交通領域節能減排、應對氣候變化當中發揮重要的作用;另一方面,內燃機與電動的相結合,將成為車用動力技術發展的新方向,我們應更注重內燃機與電動化融合發展方面的技術革新。
成都威特電噴有限責任公司總經理朱元憲指出,從傳統燃油汽車轉型至新能源汽車技術路線,起碼需要十幾年的時間,對于目前的傳統燃油汽車來說,通過發展混動技術完全可以實現節能減排的目標。
■5年內電池技術難有革命性突破
“混合動力技術不僅是傳統燃油汽車的出路,也是當下純電動汽車的完美解決方案。”帥石金認為,推進混合動力汽車的發展,也將起到彌補我國純電動汽車面臨短板的作用。
眾所周知,純電動汽車的續駛里程和充電時間已經成為制約其大規模推廣和應用的重要因素,王秉剛的觀點是,在5年內甚至可預見的更長時間里,電池技術的進步都將呈現循序漸進式的發展態勢,很難取得革命性突破。帥石金則坦言,雖然當前純電動汽車可采取快充模式,從一定程度上有效解決純電動汽車充電時間較長的難題,但研究表明,目前尚未完全成熟的快充模式,對電池的使用壽命可能造成不可逆轉的損傷,從而降低產品的使用壽命,影響了消費者在使用方面的體驗。
需要強調的是,在我國目前的能源結構基礎上,發展純電動汽車是否能夠真正起到節能減排的效果有待考證。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德直言,從全生命周期來看,純電動汽車的二氧化碳排放量并不低于傳統燃油車。五名清華大學科學家發表在《應用能源》的“中國電動汽車和內燃機車的溫室氣體排放”一文就明確指出,研究表明,電動汽車生產過程中所產生的能源消耗和溫室氣體排放比內燃機車高50%左右,原因主要在于動力電池的生產環節。此外,電動汽車所用的重金屬等材料也會對環境產生較大影響。
■技術路線絕不是非此即彼
曾有研究表明,從全生命周期來看,混動版豐田普銳斯的二氧化碳排放量為每公里107克,純電動汽車日產聆風為111克,而汽油版的大眾高爾夫為121克。單純從碳排放的角度來看,混合動力汽車的推廣價值要比單純走其他兩條技術路線要高。
事實上,我國一直以來都高度關注和重視節能汽車的技術發展,在《中國制造2025》戰略中,節能與新能源汽車被列為重點發展的十大領域之一,節能汽車是我國汽車產業發展的重要突破口之一。而在2016年發布的《節能與新能源汽車技術路線圖》中,就更為明確地提出了“以混合動力為重點,以動力總成優化升級、降摩擦和先進電氣技術為支撐,全面提升傳統燃油汽車節能技術和燃油經濟性水平”的總體思路。
“我們不應將純電動技術和傳統內燃機技術人為對立,將兩者視為不可并存的矛盾雙方,”帥石金表示,“汽車技術路線從來都不是非此即彼的關系,混合動力技術實現了上述兩者的優勢互補,既充分考慮當下消費者對新能源汽車的接受程度,又能滿足企業應對不斷趨嚴的油耗和排放法規的緊迫需求。此外,對基礎設施建設的要求也較低,更利于推廣和普及。”
據統計,我國2017年共銷售57.9萬輛新能源乘用車,其中,純電動汽車銷售46.8萬輛,同比增長為82.1%;插電式混合動力乘用車的銷量也達到了11.1萬輛,同比增速為39.4%。雖然目前我國混合動力汽車的銷量占比較低,但王秉剛相信,在“雙積分”政策的鼓勵和引導之下,會有越來越多的汽車企業加大混合動力汽車的布局,在未來我國汽車消費市場中,混合動力汽車前景可期。