问题目录
1. 新能源汽车中增程式电动车的前景如何?
2. 增程式电动车有哪些配置方式?
3. 在目前动力电池能量密度快速提高而成本不断下降等热点的冲击下, 増程式电动车的技术路线 发展机会是什么?
4. 达思灵新能源増程器具有哪些特点?
5. 达思灵新能源的増程器已经在哪些车上安装使用了?
6. 增程式电动车开发过程是怎样的?
7. 达思灵新能源的增程器有哪些主要控制功能和性能?
8. 增程式电动车项目是否存在较大的政策风险?
9. 对动力电池发展和充电设施建设发展的看法?
1. 新能源汽车中增程式电动车的前景如何?
自2014年以来,国家和地方政府开始大力补贴新能源汽车电池成本,尤其是纯电动汽车的大量补贴,使得国内涌现了一批优秀新能源汽车公司,而国际市场上以特斯拉为代表的高档豪华纯电动汽车市场更是发展迅速。这其中,新能源汽车的续驶里程和充电设施的可获得性是市场发展的关键, 都需要政府大量补贴才能维持发展。
随着新能源汽车市场的兴起,政府对于纯电动车的补贴开始逐年退坡,到2020年将结束补贴政策。这使得纯电动车最大的劣势—续驶里程短、价格过高、充电实施建设滞后三大问题尤为突显,将使得消费者对购买纯电动汽车望而却步,失去商业化条件。
在这样的政策背景下增程式电动汽车技术特点优势将逐渐超越纯电动汽车,做为纯电 驱动新能源汽车成为新能源汽车商业化发展的首选(优先上牌、优先路权、可拿双积分)。按照国家规定,新获得的新能源汽车生产资质只能生产纯电动汽车和增程式纯电动汽车,在纯电动汽车商业化环境日趋恶劣的情况下,增程式纯电动车将成为新能源汽车厂的核心技术路线及产品。
2. 增程式电动车有哪些配置路线?
增程式电动汽车动力系统配置路线主要由下面三个因素之间的相互比例来决定:
■ 增程器额定功率(Pre)
■ 驱动电机额定功率(Pmot)
■ 设计纯电总续航里程(Rkm)
基于三个因素的不同配比,形成了增程式不同的配置路线
Pre | Pmot | Rkm | 配置 | 说明 |
1 | 1 | 50-80kM | 混动增程 | 综合里程不限，以油为主 |
1 | 1 | 150-200kM | 电动增程 | 综合里程不限，以电为主 |
<0.7 | 1 | 120-150kM | 电动增程 | >500kM，强辅助增城 |
<0.5 | 1 | >100kM | 辅助增程 | >400kM,轻辅助增城 |
<0.3 | 1 | >100kM | 补电增程 | >300kM,车载辅助充电 |
注: (1)、Pre 和Pmot 之间是功率对比系数。
(2)、影响不同配置选择的主要因素是整车成本及空间限制。
3. 在目前动力电池能力密度快速提高而成本不断下降等热点的冲击下,増程式电动车路线的发展机会是什么?
动力电池的发展是纯电汽车发展的根本,以锂离子电池为代表的新一代动力电池技术是目前纯电动汽车发展的关键,也是起点。 而充电设施的建设虽然周期长、投入巨大、见效慢,但的确是纯电汽车可商业化和可持续发展的基本保障。 目前国家政府在锂电池的开发生产以及充电桩建设两方面都给予了大力度的补贴和扶持,对于新能源汽车行业的发展意义重大。
但是,目前锂离子电池在提高能量密度的技术方向主要是采用富锰锂的三元材料,在技术上没有实质性的突破,大部分都是以牺牲循环寿命为主要代价换取高能量密度,电池价格的下降也是在挤压生产商利润的条件下才能实现。 目前世界上已知的新型锂电池技术依次包括锂硫电池、锂空气电池和固态锂电池等,代表了动力电池技术发展的主流。 这些新技术的产业化和商业化周期可能会很长,可以期待 10 年后有商业化使用的可能,甚至还可能需要更长的时间。 但是新能源汽车的发展不能等待这些技术的发展和成熟,且无论是成本及时间等达到具有产业化的条件都具有太多存在的未知风险。(比如 7-8 年前出现的纳米锂电池就没有成功商业化,最后美国A123 倒闭卖给中国万向)。 这时,增程式纯电动汽车就成为了新能源汽车发展过程中的必不可少的路径之一。
另一方面,纯电动汽车快充受电网容量限制无法普及,因此只能选择充电桩慢充进行充电。而停车充电永远是纯电动汽车的缺陷,这不是电池能量密度提高就改变的。更不可忽略的是中国停车位资源极度缺乏,找一个带充电桩的停车位并能够长时间停在那里充电的机会可能很渺茫。这时,可以边走边充电的增程式电动车无疑是一个很好的选择。
增程式电动车的增程式发电不是一定高排放。目前增程器主要是烧油,原因是燃油发动机技术成熟且价格便宜。使用替代燃料 - 甲醇发动机的增程器已经在开发和测试中,未来就是边走边充电的过程产生所产生的排放几乎可以忽略不计,而氢燃料电池增程器最终会成为终极增程器实现零排放。
从技术的发展角度而言,增程式电动车技术是未来可以与纯电动车和氢燃料电池车无缝对接的唯一技术。
4. 达思灵新能源増程器具有哪些特点?
达思灵新能源的增程器产品在新能源汽车市场的竞争力包括两个方面:
A). 双凸极直流发电机技术相比于永磁同步发电机有简单、可靠、高效、低成本的特点, 使得应用在增程器开发上可获得低成本但高效、可靠的产品。
i. 双凸极直流发电机技术无需逆变器,因此发电机系统(发电机+控制器)体积小、可靠性高。
ii. 基于模块化设计, 发电机/系统控制器可兼容不同功率的增程器,实现平台化产品系列(相同电气接口、相同通讯协议)。
iii. 围绕着这一技术的应用已经有了多项发明专利,保证了的技术可持续开发性和市场领军地位。
B). 平台式模块化系统集成技术使得发电机适应匹配于任何不同的发动机产品,具有增程器开发周期短,整车集成简单快速,大大缩短整车的开发周期等诸多优势。 系列产品成熟且稳定。
C). 围绕增程发电系统的应用,开发了完善的系统在线参数标定、调试和监控辅助系统, 围绕保修和售后要求有完善的支持功能。增程器系统都分别获得了国家强检并备案,都能满足国V 的排放要求。
D). 来自北美的技术开发团队引进北美的新能源汽车动力系统集成技术,以动力锂电池集成成组技术为基础、以混合动力系统集成技术为主导,所开发的增程发电系统兼顾发电效率、运行噪音和废气排放,优化整车使用工况下的性能,同时可以有效延长车载动力电池的工作寿命,在增程器集成开发领域,具有国际领先的开发水平和知识产权。
5. 达思灵新能源的増程器已经在哪些车上安装使用了?
达思灵的增程器目前在多种车辆上进行了安装测试,其中 SUV 已经进入公告测试流程。下表给出了几种测试车的参数和性能。
6. 增程式电动车开发过程一般是怎样的?
增程式电动车开发有三种情况:纯电动车后装、纯电动车加装、全新开发纯电动车。
A. 纯电动车后装
这种情况一般不改变整车布局,而是找可用的额外空间加装增程器。这时,受空间限制大多时候都是只能加装较小功率的增程器做补电用(补电增程),比如8kW 增程器。增程的直接效果不明显,目标是临时给电池补电或增加续驶里程50～80 公里。
这种情况因为增程器功率一般是驱动电机最大功率的 10～20%左右(相当于加装一个车载充电机),一般不需上公告。
B. 纯电动车加装
这是采用传统燃油底盘开发新车的情况(需要上公告),底盘开发时就选择好合适功率的增程器并留好相应的空间(一般在前仓),开发过程一般分三步:
o 纯电动开发、测试
在留出空间安装增程器的前提下将纯电动车配置完成并进行相应的测试,记 录各种性能指标,如: NEDC 单循环能耗,总续驶里程,最高时速、车重等。开发周期大约 3～5 个月。
o 安装增程器进行第一阶段标定、测试
在完成纯电动配置和测试后再安装增程器,进行最终的标定和测试。增程器的控制可以有增程器自主控制(开发周期短),也可以有整车 VCU 进行控制。主要标定性能包括:启动增程器 SoC 设置、 噪声管理所需要的增程器发电功率与车速对应的范围、增程模式下 NEDC 单循环能耗和油耗,综合续驶里程等测试。这个过程需要 4～8 个星期。
o 上公告
通过测试验证在纯电里程和综合里程达到设计目标后就是进入新能源汽车上公告标准测试和排放测试,整个测试需要 8 个月左右的时间,包括OBD 测试等。
C. 全新开发纯电动车
这种全新底盘开发新能源汽车项目,增程器的安装位置根据整车结构优化需要而定,如BMW i3 就是安装在后部。 多数情况下,这时需要特殊定制增程器, 且增程器的控制主要由整车控制器VCU 进行控制。
其他开发过程同纯电动加装的过程。
7. 达思灵新能源的增程器有哪些主要控制功能和性能?
达思灵增程器系列产品支持增程器 GCU 自主控制和整车 VCU 控制。 在 GCU 自主控制模式下(模块化),整车集成仅需要机械安装和电气插接即可,无需整车 VCU 系统调节、能够自动与动力电池和整车控制器进行匹配(开发周期短)。
这时增程器控制系统自动提供以下的控制策略和性能(相关参数可以在线标定或远程标定):
A. 系统起/停管理
■ 启动控制考虑电池充电状态 SoC、电池温度、电池过载情况等
■ 停机控制考虑电池充电状态 SoC、车速、耗电需求等
B. 发电电流管理
■ 三级发电电流平台管理,包括零功率、半功率和额定功率。
■ 根据电池温度决定采用功率跟随和额定功率发电两种模式,在电池温度过低或过高情况实施保护。
C. 发电噪声管理
■ 三级车速噪声管理, 包括发动机怠速、发动机低噪音转速、发动机额定转速
■ ISG 启动/发电控制器保证停车时发动机停止工作
D. 电池保护
■ 低温启动发电,在电池发电能力低时减轻电池的负担,延长寿命
■ 过载启动发电,在类似整车超载且低速爬坡工况时减轻电池的负担,延长寿命
■ 高温启动发电,在过温工作情况下减轻电池的负担,延长寿命
8. 增程式电动车 项目 是否 存在较大的政策风险?
A. 增程式电动车项目确实受到过补贴政策的严重影响
在2015～2017 年期间,由于补贴的力度较大多数新能源车开发商都是以纯电动开发为方向(周期短),以满足补贴标准为目标(赚钱快),使得增程式电动车开发处于无人问津和停滞状态。
B. 增程式电动车项目更适合没有补贴政策的环境
■ 补贴减少或停止后,会有更多的新能源汽车开发商投资开发增程式电动车,目标是实现:综合续驶里程长、不依赖充电设施、相对于续驶里程而言电池用量急剧减少,同时满足新能源汽车要求,可获得牌照优先权、路权和双积分。
■ 增程式电动车技术路线已经获得政府和市场的认可,比如:新申请获得批准的新能源汽车厂只允许生产和销售纯电动汽车和增程式电动汽车; 新的汽车投资项目规范将增程式电动车独立且明确归类到新能源汽车中,将插电式混合动力车归类到燃油车中, 进一步确定了增程式技术路线的地位。
■ 增程式电动车市场的发展是典型的市场驱动需求,完全不需要依赖政策补贴。
9. 对动力电池 发展和 充电 设施 建设发展 的看法?
A. 动力电池发展及对于新能源汽车发展影响重大
■ 动力电池目前以富锰锂三元电池技术为主流,在技术没有突破的情况下以牺牲电池寿命为代价提高电池的能量密度。 这是为满足国家补贴标准(补贴标准中没有规定循环寿命指标)而开发的典型例子,一旦补贴取消了很可能就难以持续发展。
■ 新型动力电池技术开发需要大量的资金和技术投入,短期内(5～10 年)可能看不到高能量密度、低成本且长寿命的锂电池的有商业化机会。
B. 充电桩市场发展
■ 充电桩建设投资量巨大,达到一定的覆盖率建设周期很长。
■ 在中国的国情下(没有足够停车位),充电桩的使用率会受到质疑,因此充电桩的覆盖率不等于使用率。
■ 在充电桩覆盖率长时间不足的情况下,纯电动汽车的“里程焦虑”问题是制约纯电动车市场化商业化发展的主要瓶颈,而因停车位不足导致的充电桩使用率低的问题更会雪上加霜。
