纯电里程或已经过剩 新能源汽车政策面临调整

来源:车迷福音 2018-09-10 14:42:05

500km纯电续航似乎已经成为了18年新上市纯电动汽车的标准配置,好像续航里程越大越好已经成为了一种共识。但是事实可能并非如此,无限度的增加续航里程已经在很大程度上背离了我们大力发展新能源汽车的初衷:节能减排。

文章的开始我们首先要明确:全力推进节能减排不会变,大力推广新能源汽车也不会变,而如何实现这一目标的方式、方法则是我们要不断调整改善的。近一段时间,随着对于近年来新能源汽车发展成果的总结与反思在不断深入,业界与决策层对于新能源汽车到底该如何发展也提出了很多的新思路、新建议。

一、电动汽车≠纯电池驱动

首先,新能源汽车战略的重要发起人、全国政协副主席、前中国科技部部长万钢在今年4月举行的“2018中国汽车论坛”上发表演讲,特别提到了“研发高效率机电混合的系统是我们现在新能源汽车的方向”。同样的观点,他在今年另两次会议上也曾提出。随后不久的7月,国家发改委发布了《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》,明确将“增程式电动汽车”划归纯电动车投资项目。虽然仅是征求意见稿,具体执行尚可能调整,但意见稿的发布对于新能源汽车的定义与发展有着标志性的意义。

这意味着我们对于新能源汽车的定义,从非此即彼的技术路线为纲(有没有搭载内燃机)向着更加务实的以效率为准进行了转变。这是一个非常实事求是的变化,与之前有些人认为的“烧油就等于不环保”的思路形成了鲜明对比。

内燃机不环保的印象是有其历史局限性的。在我们刚开始进行新能源转型战略时,普通乘用车的内燃机能效水平基本也就是30%左右,而现在国内主流主机厂的内燃机已经具备或储备了做到40%以上能效水平的能力。

而电驱(三电)技术的发展也为提高混合动力效率提供了助力,发展电动汽车过程中得到的效率、性能、小型化、轻量化、可靠性、寿命等等多方面的提升,都同样适用于混合动力模式。

国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬在刚刚结束的“新能源汽车产量及关键元器件大会”上说到,对于电动汽车的定义应当是电驱动汽车,而不仅仅是纯靠电池驱动的汽车。

虽然如今的国内电池总成能量密度已经可以达到160Wh/kg,这在业界已经是一个相当优秀的成绩了。但我们回头看看,汽油的能量密度是12222Wh/kg,在汽车上应用所转化出的“等效能量密度”也在3000Wh/kg以上。据不少专家认为,如果电池总成的能量密度不达到500Wh/kg以上,从市场角度来讲是不具备完全替代内燃机的可能性的。要实现这个指标,在电池领域将需要一次翻天覆地的全方位的技术跨越,难度极大。而这个跨越的较为长期过程中,新能源汽车需要一个适应性更好的过渡措施。

正如万钢先生在“2018中国电动汽车百人会论坛”所讲:“我们更加要注重内燃机与电动化融合发展方面的技术革新。过去,我们在均质充量压缩点燃(HCCI)、新型的循环、内燃机增程器、转子发动机方面曾投入大量研发力量,但是它们难以独立地覆盖汽车发展的整个动态需求。现在,针对新型动力、混合动力系统方面,完全可以找到用武之地。因此,高效率增程式机电混合系统,将是今后的重点研发内容之一。”

在未来很长一段时间内,基于近年来在先进内燃机技术与电驱动技术方面的积累,将电驱动系统与内燃机结合起来,发挥各自的优势,研发高效率机电混合的系统,使得整体社会上的车辆可以把能耗和排放降下来,将是一定时期内新能源汽车发展的重要方向。

二、过度追求纯电续航里程不可行

增程式电动汽车可以通过专门设计的高功效发动机与高燃效发动机进行匹配,使得本就高效的发动机运行在其最高效的工况状态下为电池总成充电或直接输入驱动电机驱动车辆。这样既解决了“里程焦虑”问题,同时又最大限度的实现了新能源汽车节能减排的目的。

而目前的纯电动汽车解决里程焦虑的办法无外是更快的充电速度与更大的装机电池容量。而这两种方式都存在着很大的问题。

快充,一对现有电网存在巨大的压力,二是大电流是对充电安全性有巨大的考验。而大电池组也有着严重的节能减排效率低下的问题。为了实现大续航里程,如今的电动汽车往往要配备80甚至100kWh的电池包,这样的电池包质量往往会超过500kg。一辆乘用车携带着如此巨大的附加质量,可想而知其能耗会多么巨大。

特斯拉曾经在新加坡因为碳排放超标被处巨额罚款的新闻,大家恐怕还记忆犹新。我们就以奔驰刚刚发布的EQC来看,2425kg的整备质量与650kg的80kWh电池包质量,官方公布的百公里电耗高达22.2kWh。假设该电耗近似于工信部的电耗值,那按照本年度咱们国家的新能源补贴标准来看,在电耗水平上只能拿到0.5的系数,濒临不达标。这么说可能不大直观,简单的说要生产22.2度电,按我国目前比较先进的电厂能耗计算,大体相当于需要7L汽油的燃料。要知道这还是我们没有考虑电厂到电池组过程中发电、输电、充电损耗的情况下。

而根据一些统计来看,大多数情况下我们平时90%单次出行里程都在120km以内,即便是作为营运车辆的出租车每天累计里程91%的样本也是在360km以内、中值位于280km。也就是说,200km左右的续航里程已经可以应对大多数人的绝大多数使用。当然由于目前电池容量受温度影响较大,这个数字可能还要略放大一些。至于对远程出行的需求,完全可以交给增程器来解决。

而我们的现状却是仅仅为了一年内可能只会出现的几次使用需求,更多的只是为了解决大家的“里程焦虑”,就要汽车背着多了一倍多质量的电池跑完它的整个寿命期。这无论是从经济上、还是环保上,都是得不偿失的行为。所以在电池技术取得突破性进展之前,电动汽车无限度的追求过大续航里程是不可行的。

三、新能源汽车要更注重安全

过大的电池装载量同时也会带来对于安全性能的巨大挑战,无论是事故概率还是事故后果都会被迅速放大。今年以来由于补贴政策调整,各主机厂纷纷推出了电池总成能量密度140kWh/kg以上、续航里程400km以上的车型,而与此同时今年关于电动汽车起火、自燃事故的报道也大量出现。虽然这关键还是与电动汽车保有量的大幅增加有关,但也应该引发业界对于超大电池包安全性的思考。

在9月1日举办的“中国汽车产业发展泰达国际论坛”上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高纯讲到:“电动车面临的最大风险,就是电池的安全性。”

动力电池在充放电过程中,特别是充电时是事故多发阶段。目前发生的大部分着火事故是在充电过程中,或者刚刚结束充电后。保障动力电池充电安全性是一个非常复杂的系统工程,如何保障安全需要考虑到方方面面的环节,否则任何瑕疵都会在实际使用过程中被放大,而上面的表格中仅仅是列出了其中的一部分。

要想得到更完善的设计,就需要极大的研发投入。以国内最大的两家电池供应商为例,宁德时代的电池研发团队规模达3500人,比亚迪电池则在2000人以上。如此庞大的研发队伍,单说人员的工资支出一年就是好几个亿。

即便我们在预设条件下的安全预防已经做的非常好,但面对车辆实际使用中的极端辅助情况,各种小概率事件的发生也是不可避免的。而随着车载电池容量的增大,一旦发生了事故,如何保障乘客安全、如何保证环境安全都是需要各相关行业研究的问题。

况且,电池安全并不只是车辆寿命期内的事情,电池生产、回收再利用、废品处理等全寿命期的安全都是需要考虑的环节。而在这些方面,业界并没有非常完善、完整以及充足的经验。近年来,电池生产厂、回收厂乃至运输环节发生的事故也是屡见不鲜。

四、绿色环保需要整个产业链的配合

新能源汽车的环保属性一定是要基于其全寿命期、全产业链的大环保属性,否则很可能成为变相的污染转移。以前面提到的电池自然事故为例,电池火灾救援后,其残液对于土地的污染就尚无明确的治理方案。随着新能源汽车保有量的激增,电池装机容量越发庞大,这种情况下如何应对此类问题已经不可回避。

同样在“中国汽车产业发展泰达国际论坛”上,生态环境部大气环境管理司副处长汪涛就谈到:“我们应当重视整个产业链是不是一个绿色的问题。从去年下半年到今年上半年,环保部门都在开展散乱污的清理,发现很多企业存在严重的问题,这个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、电子零配件企业相当多。”

正是由于新能源汽车、特别是电池产业的复杂性与高投入特性,国家制定了新能源补贴政策。五年的连续补贴是为了给大家提供一个研发的缓冲期,让大家有时间提升技术、改善工艺、完善产品,为了能够在补贴没有的时候能拿得出在市场上站得住脚的产品。但遗憾的是相当多企业无一例外只是奔着补贴而去,把它当成了企业利润增长点,却没有在产品开发上下真功夫。这完全违反了国家支持新能源汽车产业的初衷。

财政部经济建设司副司长宋秋玲在“泰达论坛”上就直接批评道:“当前很多车企依然卡着新版补贴标准的底线,缺乏向上发展的动力。未来财政部对于新能源汽车补贴的整体思路,将依然秉承扶优扶强的核心思路,此外还会建立动态调整机制并继续提高技术门槛。”

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