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移动换电或将促进电动汽车新发展

2018-09-30 18:38:34 作者: 0人读过 | 我要赞

移动换电或将促进电动汽车新发展

创新电动汽车运营模式就是把电动汽车用的电池分离出来,由新的运营公司进行管理。而移动换电车是自主创新取代电动汽车停站充电、适合各类电动汽车大量发展可行的供电新模式。

加快新能源汽车研发和市场开拓的步伐,是实现节能减排目标、保障国家能源安全的重大战略举措,国家相关部门也出台了一系列推动新能源汽车发展的政策措施。

2009年初,科技部等四部委联合启动的”十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”,与随之而来的一系列补贴政策,更是让我们看到了国家发展新能源汽车尤其是电动汽车的决心与信心。然而,电动汽车大量进入市场遇到了三大难点,一是电动汽车价格偏高;二是动力电池的性能和质量差距较大;三是使用(供电)不便。此三大难点互相制约,影响电动汽车大量进入市场。

目前,给电动汽车供电的方式有三种模式,一是自家充电,电源条件所限,诸多不便;二是充电站充电,停车时间太长;三是建换电站络,由于标准滞后,工程投入太大,短时间全面启动困难。笔者建议创新电动汽车发展模式,首先以移动换电模式加速发展电动出租车产业,从而带动我国电动汽车产业的发展。

抓住产业发展关键大胆创新

大功率动力电池是发展电动汽车的关键。现在,电动汽车所使用的电池品种繁多,性能、质量、安全性和可靠性差别较大。经过近几年的发展,动力锂离子电池和铅电池等产品显现出价格、性能、安全性和可靠性方面的较大优势。其中,单体大容量(500Ah/片)固态聚合物动力锂电池的生产对电动汽车的产业化具有更大的吸引力。

此外,还应该创新电动汽车运营模式、共赢发展。创新电动汽车运营模式就是把电动汽车用的电池分离出来,由新的运营公司进行管理,这种模式有三个方面的优势.此三大优势,可以缓解电动汽车大量进入市场的三大难点。一是车、电分开不捆绑销售,买车不买电池,车价可以大幅度降低。二是改买电池为租电池,随时可以更换充好电的电池,立即上路,不追求一次充电后太长的续行里程,解除对动力电池品质的过高要求。三是车主不买电、不充电,象加油站一样,不限时、不限次方便换电,不花钱更新电池,不负责处理废旧电池,永远用好电池,直到车辆报废。

移动换电车是自主创新取代电动汽车停站充电、适合各类电动汽车大量发展可行的供电新模式。主要是移动换电车择地设点为电动汽车服务,不征地、不建永久性站点工程,不配置供电充电系统、不需大面积站地停车、投资少,启动快,方便灵活。移动换电车可视用户群需求组织设点服务,也可在停车场、居民区、机场、车站、码头、体育场馆、旅游景点、公共活动场所以及电动专用车场等设点送电服务。移动换电车可根据信息系统动态指挥调度,及时向特定地点提供机动性、应急性送电服务。移动换电系统适用于电动出租车、电动社会乘用车、电动公交车以及各类电动专用车。

出租车具备移动换电天然优势

电动汽车大量进入市场的三大难点,使社会乘用车在一段时间内发展缓慢。城市出租车昼夜行驶,排污量大,发动机每烧一升燃油向大气层排放2.5公斤二氧化碳,如将燃油出租车替换成电动出租车,其减排二氧化碳量将是一个非常巨大的数字,能为城市节能减排作出重要贡献。出租车独有的这种天然优势和特性,使其具备了实施换电模式的基础,为大量进入市场替换燃油出租车创造了实用可行的条件,以电动出租车试行移动换电模式,可以使节能减排目标 ”立杆见影”。

首先,电动出租车实施移动换电模式的技术创新系统,具备了可以在任何城市推进电动出租车大量进入市场替换燃油出租车的条件,由此,电动出租车应该成为城市实施节能减排目标可靠的重点产业。

其次,遍及全市的移动换电车服务点,保证电动出租车就近、快捷、可靠换电并即刻上路,不会缺电停驶,不担误乘客赶路,不影响司机收入。移动换电车根据电动出租车客流状况设点换电,动力”电池包”集中总站充电、”低谷用电”,合理配用电资源,用送电车向移动换电车服务点运送充好电的”电池包”,保证及时、安全、高质量换电服务。机场、车站、码头、体育场馆、旅游景点等是电动出租车业务集中的地域,移动换电车可以根据需要或约定,专程设点送电服务。

再次,移动换电车不是永久性建设工程,可以根据技术创新和实用需求,改进更新和调整服务点,适应国家标准和市场动态,逐步推进和长期适应电动出租车发展新的需求。而移动换电车服务点具有推进电动汽车市场进一步拓展的示范作用,有可能从当前专为电动出租车服务,将来扩大为全社会乘用车换电服务。

电动出租车是独立的车辆产品,动力电池是其专用的配套部件,在电动汽车统一标准不配套的情况下,车、电企业可以自行商定,做到”八个统一”,即使用车型统一、使用电池统一、用电参数统一、电池包尺寸统一、电池包体结构统一、输电接口统一、车装电池包位置统一、装卸方法统一。按此”八个统一”卖车、租电、换电,并在购车和运营中协作实施,而通过实施”八个统一”,形成的电动出租车换电模式专有的技术系统,则会成为当前电动出租车有可能加速发展的重要基础。

出租车试行移动换电的条件都具备了,那么真正推行起来效益如何?笔者以20000辆电动出租车规模、运营一年举例,全城设置40个电动出租车换电服务点为例进行测算。以此为例测算得出的技术经济数据如下表。根据测算结果可见,电动出租车试行移动换电模式,无论是直接经济效益,还是在节能减排、带动就业等社会效益方面都是非常可观的。

出租车移动充换电运行效益测算简表

投入 效益预测

1.总公司、电池租赁换电公司、研发中心及充电总站等直接投资约1亿元;

2.总公司、电池租赁及换电公司、总站全部年支出约亿元。 1.电池租赁及换电公司年营业收入约10亿元;

2.本项目预测全部年毛利约亿元;

3.减排二氧化碳112万吨/年;

4.带动八个相关工厂、单位共同发展,创造GDP 约 亿元/年;

5.新设运营企业直接创造就业岗位约5000人(不含加盟伙伴企业);

6.为国家贡献税收5000万元/年以上;

7.电动出租车司机收入增加50%以上/月。

电动汽车用的动力电池固然重要,但是驱动系统应该是动力核心和技术核心,”电动汽车产业化的成功与否取决于电池”的论点带有一定的片面性。

电池,产业化瓶颈NO.1?

在新能源汽车”大行其道”的今天,国内少有整车企业根据电动汽车的特点研发出一款全新的产品,大多还停留在由内燃机车型改装的”产品”阶段,却宣称”批量销售”,并依靠政府买单来实现所谓”产业化”。

究其原因,笔者认为一方面是技术本身的突破还不够,另一方面是当今即得利益价值观带来的浮躁的经济秩序所致。在关键技术上,有不少观点认为,电池技术的突破是电动汽车能否产业化的最大瓶颈,笔者对此并不完全认同,电池技术的重要性无容置疑,但即使突破了电池瓶颈,产业化也未必就是柳暗花明。产业化是一个复杂的过程,与政策环境、技术标准、商业模式以及对产业的认识等密切相关,如果不进行深入市场研究和技术开发,产业化就无从谈起。

别拿短板去叫板

电动汽车有其自身的优势,同时目前也具有很多”短板”————成本高、续驶里程短、性能不够成熟、可靠性还较差、零部件产业化配套基础还很薄弱、社会环境服务体系还很欠缺等。

目前国内外电动汽车产品有小型电动汽车、B级以上的中高档电动轿车、电动SUV多功能车、电动公交客车及双层电动客车等。提供这些车型的厂家大多数都是传统汽车生产厂家,大都结合其工厂的产品型号进行一些简单的改造形成的”产品”,且不说技术成熟度和核心技术有多少,连产品的市场基数甚至都不去考虑。试想一辆造价30万元左右的中级电动轿车又有多少优势和同级别的传统车相比呢?一辆售价近200万元甚至更高的电动公交客车又有几个运营公司能买得起用得起呢?在明知现代电池技术还难有重大突破的今天,非要拿电动汽车的”短板”去和传统车来”叫板”,这种不理智的市场行为是一个企业对待产品的轻率,同时又不负地去”忽悠”政府和国家拿更多的社会资源去填这个黑洞,最终有可能导致这个行业的败落。

那么,目前电动汽车有市场吗?答案是有,而且很大。从市场调研来看,3000多份有效问卷中得出67%的岁消费者期待市内小型电动汽车代步(A0级车,轴距小于2300mm)。

试想如果一款全新设计、造型独特时尚、内饰工艺谨细、基本达到同级别燃油车之性能和配置的电动车型出现,价格约万元,那么,有多少公务员、教师、医生和时尚年轻人会选择它作为市内代步工具呢?而在这群未来消费者中仅有9.2%的人会用它来跑长途。此外,只要有家用普通电源的地方就可以充电。那么这个产品国内市场有多大?市场调研的结果是约297万辆/年。这个数字远远超过了国家定位在5年内超过50万辆的基数(这还不算国际市场),足以支撑一个产业的未来。

产业方向要把握

目前大部分主流电动汽车技术主线依然采取扩大电机转矩优良的特性降低对变速系统的依赖直接调速,采用更多的专用系统零部件提高产品的科技含量和专业性的路线做产品;而部分非主流企业过于强调技术基础的薄弱和低端市场的需求,走传统电瓶车的技术产品路线,认为低速电动车应纳入电动汽车的范畴。

这些技术路线产品不能说完全不对,但其或过于强调产品专业技术的前瞻性,或过于强调产品的市场含量,都或多或少地偏离了真正意义上的电动汽车产业化进程。过于强调技术基础的薄弱和低端市场的需求偏离了国家实施电动汽车技术突破赶超国际汽车技术的”弯道超车”政策战略方针,过于强调产品专业技术的前瞻性和科技含量又降低了市场进入和产业化速度。因此,整合市场和技术贯通成为电动汽车技术路线和产业化方案的核心。

在电动汽车大发展的背景下,大部分主流研发企业和整车企业崇尚运用DC/DC、电动汽车专用空调等专业技术产品,实际上就其可靠性和成本而言,大规模应用此类电动汽车专业零部件的时机还未到来。这些专业零部件不但价格高、可靠性差,甚至还有可能导致整体系统技术的缺陷。而我们知道,现有燃油车的变速箱、空调压缩机和刹车、方向助力与发电机等零部件都是规模化的成熟工业产品,有着非常高的性价比和可靠性。这些燃油车部件的广泛使用不但降低了电动汽车成本,而且提高了可靠性,为产品初期进入市场赢得了信任。

南京嘉远电动汽车产品便充分运用了目前燃油车的常规零部件,如原燃油车的发电机、空调系统、助力转向系统和助力刹车等,其安装方式、工作状态等完全延续燃油车状态,由于电机驱动系统转速范围等参数和内燃机接近,直接替代了内燃机,主轴的一端带了变速箱,轴的另外一端则带了皮带轮,分别带了空调泵和刹车助力/方向助力与发电机。

此外,电动汽车作为商业化产品推向市场,应该具有与燃油车相同的操作习惯,实现维修快捷简便、零配件更换市场化、人机信息交换基于燃油车简单的功能符号显示等,做到会开传统汽油汽车就可以开电动汽车,会修传统燃油车就基本可以维护维修电动汽车。某种程度上说,电动汽车也应该像数码相机一样”傻瓜化”。

核心驱动技术很关键

电机本身有多种类型,例如直流电机、永磁同步电机、开关磁阻电机、交流感应电机、方波多相电机等,到底哪种电机最适合当前快速进入产业化的电动汽车呢?

南京嘉远电动汽车早在上个世纪90年代初就对多种类型的电机进行了对比试验,取得了大量技术数据。简单说来普通直流电机需要经常维护,永磁直流电机由于用了永磁体,高温震动失磁的特性和相关技术工艺有待完善,开关磁阻电机低速震动噪音大等多种原因致使还有诸多需要攻克的技术难点。

实践证明交流电机驱动是工艺水平最完善、成本最低、具备产业化平台、可靠性高,综合性最好的电机种类,经过南京嘉远创新设计,在”九五”期间交流驱动技术被嘉远作为我国电动汽车未来的主要驱动方案上报国家有关部门立项。

而电机驱动系统的好坏,不仅取决于它技术的先进性,更加取决于电机本身的适用性。目前备受主流研发单位看好的直流永磁电机的确具有相当多的优点,但当今电动汽车进入产业化急需有成熟的产业化平台为依托,急迫需要降低成本、增强可靠性。以南京嘉远电动汽车额定功率15KW的电机驱动系统为例,其最大功率超过30KW,最大扭矩超过150NM,效率达到93%;同比目前直流无刷电机驱动系统额定功率22KW的最大扭矩仅132NM,虽说其效率高达95%,综合比较,15KW的适用性已超过直流无刷22KW,整体效率反而超过其10%以上,更重要的是成本仅为同等直流无刷产品的20%~30%。所以,驱动系统的优劣应以整体综合技术条件作为判断依据,电动汽车总体技术方案和产品技术的衔接才能真正体现整个产品技术的实际。

另外,由于产品产业化平台的选择,决定了技术产品工艺的状态,其工艺水平的完善是奠定该技术产品批量化生产和可靠一致性的关键。虽然直流永磁电机系统存在一定优势,但是由于其工艺水平要求较高,还未被大批量生产所适应,又加之成本高等特点,在现阶段还不具备产业化基础,这为电动汽车急迫产业化造成了一定障碍。

电动汽车电机的选择决定了其控制系统的匹配,也决定了控制系统是否同样具备产业化平台基础。交流电机是多年来工业生产应用的量化产品,控制系统一样具备广泛的产业化基础,从而达到了产业化平台的统一,使整个驱动系统具备了批量化生产的基础,为电动汽车驱动系统核心部件奠定了高的可靠性、好的一致性和优秀的性价比。

有了驱动系统奠定的源头,结合其特点针对电动汽车其他系统就能制定出比较清楚的技术要求和指标如电压等级、电池包技术参数等。核心部件总体技术方案的确定对有效管理电池,优化充电系统方案提供了理论和实际依据。这样就使得电动汽车的整车技术更加适合当前的工业化生产平台,才能尽快地创造出适应市场需求的电动汽车产品。

”为什么非要一个婴儿出生就会跑,而且还要能拿世界冠军呢?”这样苛刻的市场理念太理想主义,电动汽车产业化的初期虽然有其独特的市场局限性,但必须是符合相关标准、顺应市场变化、用户和市场所接受的成熟产品,做到即使不依赖国家政策补贴,也能与传统燃油车在某一领域一争高下。如果忽视了市场的自然发展规律,不仅产业化进程受阻,还有可能让消费者丧失对这个产品乃至这个产业的信心。

电动汽车有其自身的优势,同时目前也具有很多短板,整合市场和技术贯通成为电动汽车技术路线和产业化方案的核心。(/杨建文)

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