HybridClub.TW

 找回密碼
 立即加入
搜索
查看: 2481|回復: 5

[Google News] [轉] 混動技術與中國混動技術發展

[複製鏈接]

34

主題

4

好友

988

積分

高級會員

Rank: 4

該用戶從未簽到

管理團隊評分
10
版主評分
375
一般性評分
8989
閱讀權限
50
積分
988
發表於 2015-12-21 17:25:56 |顯示全部樓層
本帖最後由 wayc2k 於 2015-12-21 17:35 編輯

中國券商舉辦的新能源車論壇會議紀錄, 裡面關於一些技術面的說明值得參考

Hybrid Technologies and Development(混動技術與發展)

主講人:舍弗勒中國汽車事業部研發部高級總監 牛銘奎博士

開發混合動力的背景和動機
1.        油耗法規的日趨嚴格。從2000年開始,各國油耗法規越發嚴格。

L/100km        2014        2015        2016        2017        2018        2019        2020
油耗標準        7.1        6.9        6.7        6.4        6        5.5        5

根據上表國內的油耗限制,如果整車廠2020年百里油耗依然和2014年水準持平,到2020年將被罰款126億。整車廠即使努力研發,使得油耗與法規僅0.2L差距,到2020年仍將被罰款12億。根據中國製造2025的規劃,到“十四五”和“十五五”末的2025年和2030年,這一指標還將分別在5年內下降20%到4L/百公里和3.2L/百公里。
按照現在內燃機的技術,要達到2020年5L/百公里的油耗標準基本上不可能。這意味著,與其被動接受巨額罰款來間接資助競爭對手的研發,不如主動把這些資金用於研發。因此各家車企在未來5年都將會投入大量的資金來研發新能源汽車。

2.        石油的採購和運輸。2015年汽車保有量1.2億。中國的石油進口依賴過強(2014年進口比例已達到60%)。既要保證穩定的採購來源,還要保證運輸安全,並不容易。(90%通過南海海運)。

目前傳統內燃機提高燃油效率的技術幾乎已經使用到極致,VVT, 渦輪增壓,缸內直噴等技術均已被採用。如果不借助新能源,難以達到油耗標準。

內燃機將完全被純電動或燃料電池取代,20-30年內HEV仍是過度方案
2010年幾乎100%汽車採用內燃機,根據麥肯錫預測,2045年,完全以內燃機驅動的車輛將不復存在。HEV將是未來20-30年內的過渡解決方案,隨著電池和電機的發展,大約30年後HEV將被純電動或燃料電池取代。

混合動力的分類
發動機、電機:串聯、並聯。並聯電機和發動機可以共同發動,串聯由電機完全驅動。
根據混合度分類:微混、中混、全混、插電混和增程式。
在混合動力的發展中,發動機會不斷變小,電機會不斷變大。

Power split(混聯)
構造:含兩個電機:一個是小型發電電機、一個是驅動牽引電機,中間有耦合系統:必要時將兩個電機耦合起來。動力分流也被稱作ECVT:特性非常接近CVT變速箱的特性,變速過程非常平滑,不像AMT換擋過車國內有明顯的頓挫感。

應用:國際上,豐田在動力分流領域起步早、發展堅定,包括Prius 1-5代、卡羅拉、凱美瑞、新上市的雷淩等混動版都運用了動力分流技術,不但在日本、在國內也有了生產基地。
Prius今年銷量達到130-140萬,上市以來累計銷量達到800萬。
國內上,主要是Geely EC7,但這套方案電機功率、可靠性、成本等方面都有限制。

串聯系統由於涉及多次能量之間的轉換,效率一般低於傳統燃油車
構造:也含兩個電機,前有發動發電,後有驅動電機。發動機工作原理:通過電機的發電,機械能轉化電能,電能充到電池,轉為化學能,電池放電進入驅動電機,再轉化為動能。這樣一個轉化過程,效率會很低,目前油耗一般高於傳統燃油車。
國內北汽集團也嘗試過串聯,但後來發現燃油效率太低,於是放棄。
由於串聯效率太低,後來又提出串並聯系統:使得發電機30%能量也可以輸出給車輛。
應用:通用Volt;國內:上汽榮威 550。BYD: F3DM,方案與550相似,目前已被比亞迪秦替代。

全球其他車企基本都在做並聯,單電機為多。電機和電機控制器兩者合計成本近1萬,少用一台電機對成本改善有利。所以大多數汽車公司都在開發並聯系統。

並聯分類:
依據電機的位置:P0-P1-P2-P3-P4
P0:電機置於發動機前端
P1:電機置於發動機後端,曲軸上
P2: 電機置於發動機和離合器後端
P3: 電機置於變速器輸出端
P4:電機置於車輛後橋端
從全球範圍內看,P2和P4兩種混動系統採用最多。

P0系統(又稱為BSG,BAS):受皮帶承受力限制,扭矩低。
通過發動機皮帶連接傳遞扭矩,但由於皮帶承受力有限,功率峰值12KW。
能實現多種工況:發動機啟停、Boost, 自動能量回收。
BAS系統,電壓48V以下。節油率理論宣傳值為15-18%,一般只能達到10-12%。成本低,性價比很高。在歐洲普及率很高,在國內,節油率如果只有10-12%,仍然無法達到油耗標準,但也會作為部分國內企業分階段開發產品過程中的方案,如吉利、長城、長安都在開發。

P1 (又稱為ISG):將電機從發動機前端改到後端,都在發動機曲軸。工況無差別。
位置差異導致電機功率達到30-40kw,形成較強的驅動力。
典型:本田Insight,油耗4.4L/100km,但節油已經達到極限,沒有上升空間,本田目前已經棄用。

P0和P1共同的缺點是電機和發動機耦合,因此發動機工作時一定要拉動發動機轉動。這意味著:1)不可能實現純電動行駛;2)制動動能回收發電的效率不高。

P2:目前是全球主流混動方案之一
P2的特點是:離合器分離可以將發動機斷開,進行純電行駛,能量可回收。離合器結合時,發動機可以啟動,同時助力,一般的工況都可以實現。容易集成至傳統的動力總成系統,且性價比高。
應用:大眾GTE做得最好,DQ400E(在原有DQ380變速器上做的改進)運用在高爾夫 GTE 、帕薩特GTE等車型。
DQ400E節油性非常高的評價。已經引入國內,每年30萬台產能,放在天津生產,預計2018年初投產。
目前大眾所有車型都有新能源產品,P2產品占多數。
寶馬5系插電版也是採用P2,採購采埃孚生產的電機。

國內長安:基於EADO平臺。2017年一季度市場應該可以看到。
奇瑞 Arrizo:16年底17年會上市。長安、長城、五菱、一汽、奇瑞、江淮都是採用P2。
奇瑞、一汽、江淮採用系統集成,做的是濕式。另外幾家採用舍弗勒幹式。

P3:能夠更好的利用傳統發動機和變速箱,盡可能少的做改動
缺點:電機本身扭矩不容易做大,否則成本會很高。發電機扭矩一般150-200Nm,但200Nm的電機如果利用變速箱7個速比,傳到車輪上可以達到1400Nm;但由於發電機在變速機後端,無法良好利用變速器的速比,只能有2-3個速比,傳遞到車輪的扭矩很低。
應用:代表車型:比亞迪秦
加油時前端低速區間,沒有勁。但速度達到6-70公里/小時之後,加速性能非常好。原因是在低速時,加速度由扭矩決定,而到高速後,加速度由電機的功率決定。
但一般在國內,需要低速時需要加速性能,而高速時的加速性能反而不常用。
國外的應用案例:本田-i DCD
受到構型限制,P3只適合做強混,不會發展到插電混。

P4:發電機放置後橋,自然形成電動四驅。
可以實現各種工況,包括發動機行使,純電行使,能量回收等。
最早是PSA 3008,後橋添加30多Kw電機。
BMW i8:發動機後置,後橋採用傳統發動機,前橋設有96Kw發電機和減速器。
VW Cross Coupe:預計17年上市。
富豪 V60和S60L
國內整車廠包括:GWM (H7)、長安、五菱、北汽、福田、吉利都在開發P4系統。

Q 各種系統之間,研發費用和生產費用比例?哪些方案更易於使用?
A 2015年整車廠轉而開發混合動力。國內製造基礎需要時間積累,電動車電池、電機和電控技術並非已經成熟。沒有補貼項目是否能夠生存有待驗證。而通過對國內7-8家整車廠實地考察,我們發現目前國內的技術還有較大差距。今後的幾年,純電動不是大的發展趨勢,而主要適用於小微型,中低速、物流等特定用途,未來20~30年內主要還是混合動力,國內整車廠剛剛解決或正在開發傳統動力總成,目前又增加了電機電池等額外系統,增加了開發難度。

Q傳統燃油汽車四驅也會比兩驅高出2-3萬元,那麼是否客戶會更偏好P4?
A電動後橋混合動力方案給用戶帶來4驅功能,但這個電機不能單獨工作,需要前驅電橋。要麼P1+P4,要麼P2+P4或者P3+P4。電橋一般適用於SUV。國內除了一線城市外,客戶很少願意添加2-3萬元增加四驅。

Q 插電和強混之間容易實現轉換嗎?
A混聯很難變成插電,PHEV要求的電機功率從40-50千瓦起步,一般需要70-80千瓦。

Q如何看待純電動?
A 今天看到的純電動車就是將傳統車輛的發動機和變速箱用一個發電機替換。但未來的純電動的構造是否是這樣?也許未來的純電動汽車的驅動、轉向和變速等功能都在車輪中實現,那麼純電動車可能只需要電池、手機和車輪。所以目前純電動還是雛形。

Q哪些部件廠商配套時可能出現瓶頸?
A三大件:電機、電池和電控和三小電是現在和未來都將用到的產品。

Q 互聯網企業向造車各家實力?
A 目前,還沒有看到互聯網造車公司真正開發和掌握汽車裡的關鍵技術。目前只是假設電動車已經存在,基於這個平臺,開發應用等,但假設還不成立。

Q插電版本成本會增加多少?
A P3是成本比較低的方案,而其他方案成本高一些。目前開發混合動力都是從高端車開始,混合動力會增加一部分不小的成本,強混會增加3萬或以上,插電會增加7-8萬以上。如果以5萬車型製造,成本會翻倍,所以在國外都是從高端開始逐漸向低端滲透。
(一般插電混動成本會增加6-7萬。速銳加6-7萬基本就是秦的成本,而唐多了一個電機,成本會比速銳增加8-9萬。)

Q豐田0利潤戰略?
A豐田成本控制能力非常強,雙電機是成本相對高的技術路線。但好處是產品高度集成化,節省了附件成本。另一方面,外購件不多,很多採用內部製造。只有當產能不夠才將電機的部分訂單給電裝。
800萬台,規模效應使成本降低。國內都是採用強混,裡面添加鎳鋅電池,通過不賺錢,降低上市價格門檻。

Q奇瑞和科力遠合作開發CPS,專家評價會評價很高?
A系統裡面有個優點,純電行使的平順性是很好的。但產品之間的可靠性、耐久性不是短短的試駕就能評價的。

Q 車企是否會在國內生產電機?
A豐田在常熟,通用在上海生產,大眾P2的30萬台將在國內(天津)生產。

Q 維修成本是否會上升?
A 肯定會上升,結構非常複雜,電池現在還不知道如何維修。

Q 電驅、電控的供應?國內是否會自製?
A 寶馬i3和大眾EV25電機都是自己生產的,因為第一個產品,需要積累經驗。但這並不是一個長遠的計畫。
電控:控制是整車廠必須掌握在手裡的技術,控制分軟體和硬體,最值錢的是控制器EMS裡的發動機控制軟體。

34

主題

4

好友

988

積分

高級會員

Rank: 4

該用戶從未簽到

管理團隊評分
10
版主評分
375
一般性評分
8989
閱讀權限
50
積分
988
發表於 2015-12-21 17:34:28 |顯示全部樓層
第二講:鋰離子動力電池高端戰略

嘉賓:天能動力集團首席科學家 李文

Part1:動力鋰電的需求

鋰電池正極最重要,決定著電池的能量密度和放電倍率。
磷酸鐵鋰電池能量密度低,逐漸被淘汰,最近最熱的是NAC,目前市場以三元為主力,NMC。
據預測2020年全世界電動車總量達1800萬台。
參考美國經驗,最開始豐田混動主要使用鎳氫電池,能量密度降低。2010年GM Volt上市,鋰離子電池進入井噴期。

動力鋰電池要求快速充放電,快速充放電對電池傷害很大,所以對電池要求很高,即使淘汰可也以用作家庭儲能等其他用途。二次應用在GM和福特都在做。
針對大型儲能,鉛酸比鋰電有更大的優勢,因為安全。
根據美國能源部統計,2009年1000美金/度電,到2014年212美金/度。鋰電池降本空間仍然很大,可能降到132美金一度電的成本。
美國DOE通過研發正極材料,提升工藝過程,優化電芯設計,優化PACK,生產成本從2008年到2014年降低了70%,到2020年,成本還要降低50%。

Part2:天能動力

國內電池絕對龍頭,鋰電池產能已達到15億Kwh。
以前做動力鉛酸電池,後來收到鋰電的衝擊,目前仍然占比95%,鋰電僅占5%。明年鋰電預計拆分上市,未來5-10年,鋰電將提高到整個業務70%。鉛酸向儲能方面發展。
鋰電並不僅適用于電動車,還適用於大貨車和船等。天能動力是提供一個Pack,這個Pack適用於很多用途。
公司本身不做材料,但會與上游材料廠商共同合作,共用智慧財產權。
每個電芯需要和BMS結合,電芯廠做BMS有優勢,整車廠對電芯的化學變化瞭解不如電芯廠。
三個技術路線:
1)        材料。材料必須突破,電芯的性質才能突破。高比能,高安全。正極、負極、電解液和隔膜具有團隊在研發。
2)        電芯的開發。高一致性、高品質、高能量密度。目前不及日韓,設備等。
3)        電池組設計開發。State of Charge, State of Health方法計算;BMS硬體設計,Pack的設計。(高溫下容易老化)
Tesla的BMS做的很好,降低風險,提高安全。補救材料不夠好帶來的風險。
比亞迪最開始做純電動,現在轉為混動,混動可以繞過充放電等很多問題。
公司新開發的18650,能量密度達到256Wh/kg。是市面上能量密度最高的18650電池。採用新型陶瓷塗覆隔膜,電芯安全性大大提高。電池不能直接用於整車,需要構成標準化結構單元(Module),形成電池組(Pack)並搭載BMS。
石墨烯錳基鋰電池:石墨烯作為電池添加劑,增加倍率和導電性能等。
車的續航能力與電池包的大小密切相關,一度電乘用車可以跑(凱美瑞、tesla model S)跑4-5英里(1英里=1.7km)。

Q 提高能量密度通過技術和工藝是否有瓶頸?
A 可以通過放更多活性物(電子)。正極的能量遠遠小於負極,因此正極材料是瓶頸。正極材料富鋰錳配上矽碳就能達到300Wh/kg。
混動優於純電動,顧客有心理恐懼,儘管一般而言,大多數時間,人們每天不會超過50英里。
Q 電池成本能降到125美金/度嗎?
A 美國目前已經降到289美金/度電,相當於Rmb 1.85元/瓦時。降到100美金/度電就和內燃機一樣了。GM發佈Bolt電池成本149美金/度電。錳很便宜,搭上矽,可以做到125美金/度。

Q 汽車使用大量電池,壽命如何?
A 美國規定DOD 80%,1000次,國內規定1500次。Tesla充電一次,300英里。充電1000次,40-50萬公里一般家用車其他零部件也就是這個壽命。

Q 降本主要是降低哪部分成本?
A工藝、廢品率、人員、耗能等,還遠遠不如三星、松下等,還有很大的降本空間。

Q 上游原料成為瓶頸麼?
A有可能,正極國內做的不太好,但負極做的很好,全國產量占世界70%。所以正極應該是個瓶頸。

Q 富鋰猛材料?
A現在所有已知電極材料裡面容量最高,750Wh/KG,理論上可以達到900Wh/kg。但存在很多問題。充放電時候,電壓會降低。美國能源部近兩年將其定為下一代正極材料。目前還沒有大規模量產。短時間內,NAC和三元還會是主要的正極材料。

Q充電1000次電池衰減?
A實驗時DOD一般達到80%或者75%,就需要淘汰。美國規定1000次,國內規定1500次。深度充放電對電池有很大的影響。

Q 電池成本,電芯和Pack?
A據說1塊8,但不確定。我認為鋰電要做高端,因為做低端,材料就差,所以安全性就會出現隱患。

Q鉛酸電池成本
A 3-4毛錢/瓦時。

Q 鋰源
A全球1300萬噸,每年銷售16萬噸。在汽車工業裡,鋰離子電池會增長,鋰電對環境污染較大,會回收。

Q比亞迪磷酸鐵鋰的電池路線?
A在國內可行,中國有很多城鎮,能量密度低一點,但在國際上,已經不用了。

Q車企和鋰電池廠家的分界?
A一起合作,我們的技術人員會去整車廠,整車的技術人員會來我們公司,所以不是一個單純的銷售過程。

Q新的電池材料是否能夠達到120美金/度電?
A如果正極用富鋰錳,負極是矽碳。那麼按照美國能源部的測算,成本可以達到120美金/度電。

Q正極材料換代,設備能否繼續使用?那麼設備不如材料重要?
A可以。材料和工藝一樣重要,設備也很重要。即使獲得了配方,但量產時也可能有各種問題。

Q 16年底17年初動力電池產能過剩?
A很可能,關鍵在於電池品質如何,是否安全和長壽命。我們公司三期都是按照松下和國際最先進的道路去做的。

Q 18650電池優勢?為何公司不做方形電池?
A 18650的代表是tesla,容易做標準化,方形電池標準化難。18650活性物質少,易於燃燒的物質少。即使爆炸,也是一個一個爆炸,給人員逃離贏得時間。而如果做大電池,爆炸會整個爆炸。當然方電池也有其優勢,公司也在考慮做方形。

Q主要合作?走混合動力,繞過豐田專利有問題麼?
A奇瑞、吉利等國內的一線廠家,還沒有打入國際一線OEM。

Q電芯一致性難以達到,是因為什麼原因?
A工藝和管理。

Q Tesla 18650電池,20T00對成本的影響?
A為了增加能量密度,確實Tesla在研發20T00電池,但成本的具體變化無法得知。

Q 汽車電池用完後需要回收,需要改造還是設計?
A我個人認為不需要大的改變。但是控制系統會被拆掉,包括Pack。目前不清楚國內那個廠在做。

回復

使用道具 舉報

77

主題

0

好友

2216

積分

金牌會員

Rank: 6Rank: 6

  • TA的每日心情
    慵懶
    2015-6-12 15:36
  • 簽到天數: 4 天

    [LV.2]偶爾來樹下乘涼

    管理團隊評分
    10
    版主評分
    2871
    一般性評分
    15424
    閱讀權限
    70
    積分
    2216
    發表於 2015-12-21 18:01:35 |顯示全部樓層
    包括Prius 1-5代


    咦?Prius 5代??什麼時候上市的???
    我想會議的時間,應該是在未來
    (這牛皮有點大喔...)

    而且講來講去,完全沒給繞過Toyota專利一個肯定的答案
    回收也是問題阿,人家Toyota回收可是做的很好的,這個賣電池的回答直接打太極

    另外大型儲能...
    電力網級的直接用超大型高溫電池(跟建築物一樣大那種)。
    有名的家用級儲能系統,也是拿鋰電出來堆
    除了DIY自己搞,誰在給你用鉛酸阿-.-a

    點評

    wayc2k  畢竟是手抄筆記轉錄的  發表於 2015-12-22 08:53
    回復

    使用道具 舉報

    120

    主題

    6

    好友

    4780

    積分

    論壇元老

    Rank: 8Rank: 8

    該用戶從未簽到

    管理團隊評分
    10
    版主評分
    4512
    一般性評分
    37042
    閱讀權限
    90
    積分
    4780
    發表於 2015-12-22 02:04:04 |顯示全部樓層
    專利對中國從來都不是個問題,大家懂的。

    智財如果是個梗,中國不會出個馬雲阿里巴巴。
    回復

    使用道具 舉報

    34

    主題

    4

    好友

    988

    積分

    高級會員

    Rank: 4

    該用戶從未簽到

    管理團隊評分
    10
    版主評分
    375
    一般性評分
    8989
    閱讀權限
    50
    積分
    988
    發表於 2015-12-22 08:53:21 |顯示全部樓層
    本帖最後由 wayc2k 於 2015-12-22 08:58 編輯

    其實裡頭滿多料的, 包含各類Hybrid技術的區別與各自發展的車廠, 以及Hybrid電池最新的一些發展...
    如果不要戴有色眼鏡, 其實可以發現中國今年以經變成了EV/PHEV全球出貨最大的國家了, 他們對於新能源汽車的發展的確很努力推進, 也因為這樣慢慢變成各車廠在新能源汽車這個領域的超大實驗場, 各本地及合資車廠未來幾年在中國的pipeline幾乎都是HEV/PHEV/EV
    想想再鳥, 中國自己也搞出了個BYD, 而且實際以經再賣PHEV跟EV車了, 讓人想到台灣的嚴總就只能科科科
    回復

    使用道具 舉報

    77

    主題

    0

    好友

    2216

    積分

    金牌會員

    Rank: 6Rank: 6

  • TA的每日心情
    慵懶
    2015-6-12 15:36
  • 簽到天數: 4 天

    [LV.2]偶爾來樹下乘涼

    管理團隊評分
    10
    版主評分
    2871
    一般性評分
    15424
    閱讀權限
    70
    積分
    2216
    發表於 2015-12-22 10:16:11 |顯示全部樓層
    wayc2k 發表於 2015-12-22 08:53
    其實裡頭滿多料的, 包含各類Hybrid技術的區別與各自發展的車廠, 以及Hybrid電池最新的一些發展...
    如果不要 ...

    國內環境,我想很難吧。

    之前必翔實業那件事,讓國內要做電動車的廠商,因為政府態度整個冷掉。

    現在這些零件拿來炒股票做股價的很多,真正有能力實力且認真在研發推廣的,不敢說沒有,但的確只有極少數。
    跟大陸那邊政府作東補助,一窩蜂搶做完全不同。
    (數年前我去過台灣某自稱最大的鋰電廠裝機,對方自我介紹時天花亂墜說了一堆未來願景。問題是,他們似乎沒有市場也不想找市場-.-...)
    最後做出來的電動腳踏車/電動機車只能說堪用,直到gogoro出現才有比較能看的電動機車,但價格....


    混動也是,我個人最知道的就是數年前PGO的那台Hybrid 125機車,印象中那台已經可以上市了,但不知道是專利還是什麼問題,後面完全沒有下文....


    回來看車廠,國內除了Lexus,幾乎沒人在推Hybrid/PHV/EV的。

    顏董??
    一直在做EV,但成果說有「300台在台服役」,但最新的S3大家想買的還是汽油版...
    反觀Toyota的RAV4總算推廣有成,會直接指明要買Hybrid的越來越多了。
    (等著被傳說中,明年下半年要上市的Prius PHV收割公眾充電站??? XDD)

    Nissan也是,那台葉子國內有,但一般人買不到,更別說二代葉子了

    三菱更誇張,Outlander有沒有插電,價格直接加快100萬。
    在消費者眼中,這擺明是「我有這台車,但我不想賣」的不好感覺。

    雖然說FIT hybrid之前狀況一大堆,但台本也該進來跟Prius C拼一下。
    實際上不要說樓梯響了,連樓梯都在哪都不知道....

    台福好一點(因為mondeo hybrid),但這價格還有他們家的後勤(尤其後者)....

    和泰...大家都知道的,消費者比總代理還懂他們家的Hybrid...


    只能希望這次Prius 4跟RAV4在安配一樣,能開國內HV/PHV/EV的第一槍,成為首部下殺到售價百萬以下的原裝進口安配全滿HV的五門房車,那將會是讓所有台灣車商驚醒的大震撼。


    PS:大陸的東西真的好,那是一定要鼓勵鼓勵。(像個人就很欣賞自貿區的設立)
    但如果不好,那就要不客氣的酸下去。

    其實不只大陸啦,哪個地方出產的產品都一樣。
    不然我這個喜歡Prius的fan,不會一直笑Prius 4外觀說根本是風暴白兵跟黑武士上身...
    (看到國外車評,對「馬桶」的負面意見的確很多阿~)
    回復

    使用道具 舉報

    您需要登錄後才可以回帖 登錄 | 立即加入|

    手機版|Archiver|HybridClub.TW 台灣油電車俱樂部

    GMT+8, 2021-1-25 09:12 , Processed in 0.093750 second(s), 24 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X2.5

    © 2001-2012 Comsenz Inc.

    回頂部