編者:告別2014,告別新能源汽車元年。第一電動網(wǎng)編輯部的作者編輯、第一電動的專欄作家,以及第一電動特約車主作者,將從各個角度為您撰寫系列稿件,以回顧、紀(jì)念風(fēng)起云涌的2014。本文為第三篇。
第一篇:回顧2014 | 新能源車企:誰在吃肉?誰在聞香?
第二篇:國際車市:全產(chǎn)業(yè)鏈下反思電動車
年末都是盤點總結(jié)的時候,2014年末已到,我們也應(yīng)該盤點一下2014年新能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)趨勢。繼去年的特斯拉熱之后,2014年的新能源汽車有點開花結(jié)果的味道。
國際上各大汽車廠商紛紛推出新車型。與以往不同的是,現(xiàn)在的新車不再是概念車,而是扎扎實實的準(zhǔn)備推向市場銷售。豐田的氫動力,寶馬,奧迪的插電混動都是實實在在上市的產(chǎn)品。
國內(nèi),在政府的大力推動和補貼之下,新能源汽車終于開始了普及,比亞迪秦11月的月銷量達(dá)到了1753輛,甚至超過了奇瑞的A級新車艾瑞澤7。
在技術(shù)上,市場上,2014年的新能源汽車都頗有靚點。
一、電池路線的爭奪
(一)特斯拉路線的疑問
2013年,特斯拉的松下NCA18650很是火了一把,電動車選用高容量高危險性電池,通過電池管理系統(tǒng)來解決充放電的一致性問題。通過硬防護來解決穿刺和擠壓引發(fā)的安全問題,特斯拉的技術(shù)路線頗為熱鬧了一陣。
2014年,特斯拉流年不利,多起碰撞起火事故給人們敲起了警鐘。
特斯拉加速快,底盤穩(wěn),續(xù)航長的這些優(yōu)點都離不開它底盤的NCA18650電池。特斯拉的電池管理系統(tǒng)再先進,也只能解決充放電過熱起火爆炸的問題,解決不了碰撞。
而底盤本身是一個容易被碰撞的位置,正面特斯拉已經(jīng)做了很強的防護(在安全測試中成績爆表)但是來自側(cè)面、底部的碰撞特斯拉并沒有防范到位,引發(fā)了一系列起火事故。
雖然,特斯拉增加了防護措施,也在繼續(xù)銷售,但是我們還是提出疑問,特斯拉的高風(fēng)險、高防護、高性能的電池技術(shù)路線真的正確嗎?
(二)氫電池的元年
12月15日,豐田在日本發(fā)售FCV(燃料電池車)“MIRAI”。價格為723.6萬日元(含稅),享受國家補貼后,消費者實際負(fù)擔(dān)的金額在520萬日元左右,折合人民幣不到30萬。
豐田MIRAI氫燃料電池車
氫燃料電池汽車在概念了很多年之后,終于上市看到了產(chǎn)品,成為消費者花錢就可以買到的汽車。
氫燃料電池在技術(shù)上其實比較成熟,問題在于氫制造、儲存、傳輸?shù)漠a(chǎn)業(yè)鏈,以及高昂的成本。
豐田“MIRAI”背后,是日本東麗碳纖維技術(shù)的進步,材料成本下降讓高壓儲氫的成本下降,消費者最終可能買得起。
但是,這只是第一步。氫燃料電池要用起來,整條產(chǎn)業(yè)鏈如何搭建,成本如何控制才是關(guān)鍵。
不過,有了開始總是好的,氫電池可以讓人們依賴核能、風(fēng)能、太陽能來產(chǎn)生氫氣,擺脫對石化燃料的依賴,也能避免空氣污染,只是目前的成本還太高,還需要幾年來一步步成長。
(三)看上去很美石墨烯電池
現(xiàn)在電動車替代燃油車最大的問題在于里程焦慮,其實里程焦慮是個偽命題。汽油車也有里程問題,不過加油站可以迅速補充燃油,恢復(fù)續(xù)航罷了。
理論上電動車充電站同樣可以解決問題,但是電動車充電時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于燃油車加油,這才有了里程焦慮。
氫燃料電池,其實就是用加氫替代充電,達(dá)到快速補充續(xù)航的目的。這個思路的解決辦法還有石墨烯電池和液流電池。
石墨烯這個東西被炒得很熱,但是目前還沒有地方能做出工業(yè)化的應(yīng)用來。比較靠譜的一個是相機的CMOS,一個是電池的負(fù)極材料。
石墨烯有很大的比表面積,可以攜帶更多的鋰離子,得到和失去鋰離子的速度都很快,這種特性給鋰電池增加容量,加快充放電速度提供了物理基礎(chǔ)。
但是在試驗中,石墨烯做負(fù)極的鋰電池循環(huán)壽命很差,充放電快,但是兩次就失效了,顯然是不能用的。
于是,人們就開始研發(fā)各種各樣的復(fù)合材料來做負(fù)極,試圖找到一種材料,能把充放電速度快、長循環(huán)壽命、高能量密度,低成本結(jié)合起來。
各個實驗室搞得論文很多,但是能實用化的東西還沒有,近期,西班牙世界報發(fā)新聞?wù)f西班牙一個大學(xué)搞出來一種石墨烯電池,在高充放電速度的同時,還有更長的循環(huán)壽命、更高的能量密度和比目前鋰電池稍低的成本。德國汽車企業(yè)將開始試驗。
如果報道屬實的話,那么這種電池很有前途,也許將改變電動車的命運,如果加油時間和充電時間一樣,那么充電站就可以替代加油站,電動車也就能真的替代燃油車。
(四)研發(fā)中的液流電池
快速充電還有一個路線是換電解液,這就是液流電池的路線。正極負(fù)極都是液體材料,充電就是抽舊換新,這樣也能達(dá)到快速充電的目的。
液流電池是成熟的工業(yè)化技術(shù),但是能量密度太低,用在電站上比較多。2014年,有一家叫NanoFlowcell AG公司推出液流電池汽車,從其給出的技術(shù)指標(biāo)看,似乎是做到了很高的能量密度,可以實用化,目前車輛已經(jīng)開始測試。
此外,麻省理工的華裔臺灣科學(xué)家蔣業(yè)明(也是著名的A123磷酸鐵鋰電池公司的創(chuàng)始人之一)研制出來了半固態(tài)鋰液流電池,通過半固態(tài)材料來提升液流電池的能量密度,實驗室已經(jīng)驗證,商用正在研究。
這條路線看起來也不錯,也是充電換液替代加油的思路,成熟度還有待考證,畢竟還沒有一臺液流電池汽車上市。
2014年,傳統(tǒng)的鋰電池沒有太大進步,但是一系列能替代燃油的電池技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)并且進入測試階段,也許未來幾年,就會有一種或者幾種技術(shù)成熟,進入小規(guī)模商用,電動車的時代也會真正開啟。
二、插電混合動力的興起
雖然2013年,特斯拉熱的是純電動,但是2014年各個廠商研發(fā)上市的卻是插電混合動力。
我個人認(rèn)為這是對目前基礎(chǔ)設(shè)施妥協(xié)的結(jié)果,畢竟汽柴油的生產(chǎn)、加工、運輸、儲藏、加油已經(jīng)是完整的產(chǎn)業(yè)鏈,電動車充電樁還遠(yuǎn)沒有普及。有充電焦慮的純電動車更像是玩具,而非實用的生活工具。
所以寶馬的i8、奧迪的A3-etron都是插電混合動力,i3是增程式,比亞迪熱賣的秦,即將上市的唐,規(guī)劃中的商、宋、元都是插電混合動力。
(一)傳統(tǒng)汽車的插電化
從技術(shù)路線看,奧迪A3-etron是奧迪長期技術(shù)儲備的結(jié)果,奧迪R8 etron的電池控制技術(shù),奧迪A6、Q5混動版的電機、發(fā)動機技術(shù),組合起來就是奧迪A3-etron。
奧迪A3 etron
從傳統(tǒng)的燃油車,到混動車,再到新能源的插電混動。傳統(tǒng)汽車廠商在技術(shù)儲備充分的情況下可以很輕松的過渡過來?;靹影鏌o非加個電機,插電混動版無非是稍微改改,增加百十公斤電池罷了。
這意味著,未來很多車型都可以改出來一個插電混動的版本,在充電條件俱備的情況下,市內(nèi)短途純電驅(qū)動拒絕污染將成為潮流。
(二)新能源的營銷噱頭
寶馬i8則是新概念跑車,i8雖然是插電混動,但是定位在不差油錢的高端市場,插電新能源只是個營銷噱頭。寶馬i8還是一部駕駛者之車,從重心分布到動力響應(yīng)的特殊設(shè)計(寶馬i8的發(fā)動機專門串聯(lián)了一個小電動機提升動力切換的平順性)處處考慮駕駛品質(zhì)。
寶馬i8的出現(xiàn),說明奢華跑車也在掛新能源的概念,新能源已經(jīng)可以當(dāng)作一個噱頭迎來營銷。
(三)實用化的新能源
雖然比亞迪不是大牌,但是秦是2014年中國賣得最好的插電混動汽車。
秦的特點是實用化,在國家補貼、限牌、免購置稅的三大補貼政策下,插電混合動力汽車終于有了性價比。秦的混動結(jié)構(gòu)是強調(diào)性能的,在純電下,秦還有很好的駕駛品質(zhì)。
用電動機技術(shù)彌補發(fā)動機的短板,提升用戶體驗,是中國新能源汽車突破點。高成本的缺點被三大補貼政策解決,秦就真正熱了起來。
如果,國家支持的方向不變,未來會有更多的插電車型走進中國家庭。
三、電控技術(shù)的進步
在2013年,除了保時捷918這種超級跑車,電動車大多只是前輪或者后輪由電機驅(qū)動,前后輪同時驅(qū)動需要協(xié)調(diào)動力,難度較大,大多數(shù)廠商都不采用。
2014年,特斯拉發(fā)布了D系列,采用了前后雙電機的模式,這樣加速和啟動可以更快,而且兩個電機可以平衡出比較寬的高扭矩區(qū)間,在不使用變速箱單極變速的情況下,可以保持很好的平順性。
特斯拉雙電機四驅(qū)版Model S
無獨有偶,比亞迪的唐也采用前后雙電機,而且唐還有一個發(fā)動機參與驅(qū)動,控制更為復(fù)雜一些。
此外,寶馬i8、沃爾沃的前電機后發(fā)動機,也都需要很好的協(xié)調(diào)。
在前幾年,只有極少數(shù)車輛采用這種模式,2014年則到處開花,這說明了電控技術(shù)的進步。
理論上,電動車最佳的驅(qū)動方式應(yīng)該是四個輪邊電機直接驅(qū)動車輪,這樣效率最高,但是控制最復(fù)雜,2014,我們向最佳模式又邁進了一步。
2014年,新能源汽車已經(jīng)站在新時代的門檻?,F(xiàn)有技術(shù)下,插電混合動力成功已經(jīng)進入各級市場,未來會有穩(wěn)定的增長;在新技術(shù)領(lǐng)域,多種有前途的電池正在研發(fā)之中,而這些電池只要有一種成功,就可以替代燃油車,迎來電動車的時代。
未來,觸手可及。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:天驕·新能源汽車
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