在2010年2月,日本舉辦的“2010年冬季汽車技術日”上,來自日本科爾尼公司(A.T.Kearney)的川原英司就預測2020年電動汽車(EV)和插電式混合動力車(PHEV)的合計銷量將達到700萬~800萬輛,增長到全球市場的一成左右。
而在這個總量中,純電動車將占到100萬輛左右。先不論這樣的預測是否過于樂觀,但一個可見的趨勢是,因為在技術上具有共同、共享的特性,混合動力的快速普及,無疑正為電動車鋪路,而各個汽車公司甚至各國政府,也將未來汽車的動力來源緊緊鎖定在電能上。
2012年迎來電動車高潮
事實上自金融危機以來,經濟和能源、環(huán)境壓力重疊,某種程度上加速了汽車能源動力系統的電氣化步伐。而在此前,盡管歐美日的汽車巨頭都認同這一方向,但行動卻各有不同。
日系企業(yè)認為過渡期會很長,在混合動力投入巨大,并在10年間取得了不錯的銷量,金融危機后更是“瞬間”成為主流;歐系企業(yè)此前將更多精力放在挖掘內燃機潛力上,無論渦輪增壓、缸內直噴還是柴油機,歐洲人的想法是將內燃機的熱效率逐步提高,以實現與電動車在時間上的直接對接;美國人似乎對燃料電池更關心,在他們看來,在石油用完前,新技術有足夠的發(fā)展時間,這也為今天美國汽車企業(yè)被批評“短視”埋下了伏筆。
不過平心而論,全球各大汽車企業(yè),在主要的新能源汽車技術上,其實都有不少的投入和技術儲備,這也是金融危機后,各個企業(yè)能夠快速產品“轉向”的根本原因。
對這些剛從困境中掙扎出來的汽車巨頭而言,如果說混合動力汽車的豐田已經讓豐田等日系企業(yè)搶去,那么電動車正成為下一個“必爭之地”。這也直接促使跨國汽車企業(yè)推動傳統汽車產業(yè)的戰(zhàn)略轉型,已經在國際上已經形成廣泛共識的電動車開始趨熱。
根據各大汽車公司發(fā)布的產品上市計劃,預計2012年前后將迎來國際電動汽車產業(yè)化發(fā)展的一次高潮。電動汽車一旦取得市場突破,必將對國際汽車產業(yè)格局產生巨大而深遠的影響。
因此順應國際汽車工業(yè)發(fā)展潮流,把握交通能源動力系統轉型的戰(zhàn)略機遇,堅持自主創(chuàng)新,動員各方面的力量,加快推動電動汽車產業(yè)發(fā)展,對搶占未來汽車產業(yè)競爭制高點、實現我國汽車工業(yè)由大變強和自主發(fā)展至關重要,也十分緊迫。
同樣是在2月份日本召開的技術交流會上,日本德勤咨詢(Deloitte Tohmatsu Consulting)公司的周磊更是表示,因為中國政府計劃在2020年將HEV/EV等環(huán)保車的銷售比例提高到新車的10~15%,屆時的銷量有望達到200萬~300萬輛。
其中,中國力爭截至2020年普及400萬輛EV,將向運營商(Fleet User)支付每輛最多約6萬元的補助金。盡管新能源汽車補貼政策推遲到7月出臺,國內的電動車高潮顯然也值得期待。
電動汽車更難還是更簡單?
一個有趣的現象是,針對電動汽車技術,存在兩種極端的觀點:一種認為電動車事實上已經誕生100多年,甚至早于內燃機汽車,并不是什么復雜的東西;另一種則針鋒相對,認為真正的純電動汽車,在整體車身結構、材料、安全和強度要求等等方面,都與傳統轎車差異巨大,但這種差異意味著更高的技術能力要求。
其實簡單而言,一輛作為商品定義的電動車,應該在結構上包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。并且這些系統應該是有機集成在一個底盤內,并能滿足各種環(huán)境、溫度、濕度、一定里程等使用條件下的穩(wěn)定性和安全性要求。
在電動的幾大組件中,電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區(qū)別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。
電動汽車時速快慢和啟動速度取決于驅動電機的功率和性能,其續(xù)行里程之長短取決于車載動力電池容量之大小,車載動力電池之重量取決于選用何種動力電池如鉛酸、鋅碳、鋰電池等,其體積,比重、比功率、比能量、循環(huán)壽命都各異。這取決于制造商對整車檔次的定位和用途以及市場界定、市場細分。
以驅動電機的輸入電流、結構原理來分類,目前主要有直流有刷、無刷、有永磁、電磁之分,再有交流步進電機等,它們的選用也與整車配置、用途、檔次有關。另外驅動電機之調速控制也分有級調速和無級調速,有采用電子調速控制器和不用調速控制器之分。
而在整個電動汽車上,電動機還有有輪轂電機、內轉子電機、有單電機驅動、多電機驅動和組合電機驅動等。此外電機及調速控制器的選用和配制對整車檔次和價位也有影響。
這樣看來電動車似乎并不是太難的產品,但正如北京現代副總、技術中心主任苑文學所言,在汽車行業(yè),做出一個能開動的養(yǎng)車,離實際生產的產品還差距很遠,只能說完成了1/3的工作而已。
“從技術開發(fā)到批量生產,這其中生產化的要求是非常高的,汽車工業(yè)是規(guī)模工業(yè),產品往往以數十萬輛計,如何保持這些產品性能和質量的一致性?如何保證量產車在各種環(huán)境下的使用可靠?這些要求就高了。”
電動車普及全球加速?
除了日本市場上的企業(yè)和資訊公司對未來保持樂觀,歐洲的一些研究機構和汽車企業(yè),也對未來電動車的發(fā)展表現了極大的信心,甚至其中一些數據,讓中國人都會有“大躍進”之感。
2010年2月4日,法國總統薩科奇與德國總理默克爾在巴黎舉行會談,公布了今后10年內兩國開展合作的80項具體目標。其中包括EV共同研究項目。雙方計劃在法國斯特拉斯堡(Strasbourg)市和德國斯圖加特(Stuttgart)市的周邊地區(qū)實施EV實證試驗,包括充電器等基礎設施在內,推進EV的歐洲規(guī)格標準化。
這也是今年以來,歐洲電動車領域出現明顯動向的開始。2月9日,27個歐盟(EU)成員國在西班牙的圣塞瓦斯蒂安(San Sebastian)市舉行了EU競爭力理事會非正式會議,各國就在歐盟地區(qū)推進EV普及計劃達成了基本協議。有關EV技術與基礎設施等的標準化,以及歐洲投資銀行(EIB)對研究開發(fā)提供支持等具體措施,將爭取在2010年5月的歐盟競爭力理事會上達成一致。
歐洲技術平臺(European Technology Platform,ETP)的乘用車EV化藍圖。計劃分3個階段導入,2012年開始極小一部分,爭取2016年累計導入100萬輛,2020年累計導入500萬輛。導入車型包括電動行駛距離達到50km以上的EV和PHEV(插電式混合動力車)
為此德國政府也宣布了2020年之前在德國國內累計普及100萬輛EV和PHEV的計劃。德國弗勞恩霍夫系統創(chuàng)新研究所(Fraunhofer Institute for Systems andInnovation Research,簡稱FhG-ISI)的報告也顯示,對于2020年德國電動車的保有量,西門子的預測為450萬輛,德國政府預測100萬輛,而FhG-ISI自己的預測是40萬~180萬輛。
另外,關于EV在新車銷量中所占的比例,咨詢公司羅蘭貝格(Roland Berger)認為會達到25%,在各公司的預測值中最高,而德意志銀行(Deutsche Bank)的估計比較保守,認為會達到約5%。
事實上,中國“十城千輛”這樣的是示范運行項目,也起到類似的效果。國際汽車企業(yè)對于這一點也十分重視,這項旨在通過大規(guī)模補助金的發(fā)放,在公交車、出租車以及公務用車等公共服務領域普及環(huán)保車的機會,也被認為是在中國擴大企業(yè)影響力的契機。
甚至在電動車領域,不僅中國的一些大型整車廠商正積極進行市場投放,那些一直生產電動三輪車和電動高爾夫球車等的中小廠商也正在進軍價格為3萬元左右的低速小型電動車。
此前山東聊城的兩三萬元的電動車就是一例,盡管這些產品不符合國家汽車類產品的安全等規(guī)范,但豐田中國副總裁堀全克也承認,這個案例很值得研究,從某種程度上也反映了中國消費者的需求。
“這說明,在一些特定領域,電動車的細分市場已經形成,需求是存在的,這也提醒汽車廠商要加快電動車的產業(yè)化步伐。”
市場究竟需要怎樣的電動車?
在電動車這樣的全新產品的市場導入期,往往也意味著不同可能性并存,尤其是目前新能源汽車的火熱,也讓更多的資金和企業(yè)進入這個領域。但市場究竟需要怎樣的電動車產品?哪些基本要求是必須滿足的?這個問題似乎并未得到充分討論。
長安集團新能源汽車公司的技術專家告訴網易汽車,未來生產的電動車,如果要做到符合產業(yè)標準和市場需求,則必須做到以下幾項:
一是電動車輛研發(fā)制造運營必須符合國家各項相關法規(guī)。整車、零部件性能必須滿足國家技術標準和各項具體要求。
二是電動車輛是以電為能源,由電動機驅動行駛的,不再產生新的污染,不再產生易燃、易爆的隱患。
三是電動車輛儲能用的電池必須是無污染、環(huán)保型的。且具有耐久的壽命,具備超快充電(2-3C以上電流)的功能。車輛根據用途確定一次充電的續(xù)行里程,以此裝置夠用電量的電池組,充分利用公用充電站超快充電以延長續(xù)行里程。
四是電動機組應有高效率的能量轉換。剎車、減速能量的直接利用和回收,力求車輛綜合能源利用的高效率。
五是根據車輛用途和行駛場合設定最高車速,且不得超過交通法規(guī)的限定值,以合理選擇電動機的功率和配置電池組容量。
六是車輛駕駛操作,控制簡單有效、工作可靠,確保行車安全。機械、電氣裝置耐用少維修。車輛運營費用低廉。
七是以目標市場需求為依據,提供實用、合適車型來滿足需求,力求做到技術、經濟、實用、功能諸方面的綜合統一。
而得到汽車企業(yè)普遍認同的,將來能夠達到產業(yè)化、商業(yè)化的生產和推廣要求,并為用戶所歡迎的電動汽車,必須有準確的定位、恰當的用途、宜駛的區(qū)域、最佳的效能;市場上必須有合適的車型、經濟的配置;這些車型必須有媲美傳統汽車的可靠性能、便當的操控;電動汽車最關鍵的電池,要有環(huán)保的性能、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電能力;而整個社會上,也要有完善的網絡、到位的服務;最終實現在全使用周期內,電動車要有低廉的費用、最少的維修。
政策與技術“雙動力”推進
全球汽車工業(yè)為破解能源、環(huán)境制約,實現可持續(xù)發(fā)展,長期以來一直在積極探索和努力推動交通能源動力系統轉型,這也讓國際電動汽車發(fā)展明顯加速。
特別是2008年以來,面對金融危機、國際油價高位震蕩和日益嚴峻的節(jié)能減排壓力,世界汽車產業(yè)進入全面交通能源轉型時期,發(fā)展電動汽車在成為國際取得高度共識的基礎上,在各個企業(yè)和政府間得到加速推廣。
而在這種推廣過程中,對電動車而言,技術和政策無疑的關于制造和銷售的兩大核心“推動力”。
簡言之,沒有電池等關鍵技術的突破,長續(xù)航里程的電動車不能實現,則純電動車將被束縛在城市或短途使用的細分市場內;如果政府的補貼和支持政策力度不足,則不僅技術的突破會需要更長時間,電動車“滾動式”發(fā)展的市場化起步也無從談起。
因此一個可見的趨勢就是,世界各國政府都相繼發(fā)布電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略和國家計劃,進一步為產業(yè)發(fā)展指明了方向。
美國奧巴馬政府實施綠色新政,把電動汽車作為國家戰(zhàn)略的重要組成,計劃到2015年普及100萬輛PHEV。
日本把發(fā)展電動汽車作為“低碳革命”的核心內容,并計劃到2020年普及包括電動汽車在內的“下一代汽車”達到1350萬輛,為完成這一目標,日本到2020年計劃開發(fā)出至少17款純電動汽車、38款混合動力車。
德國政府在2008年11月提出未來10年普及100萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車,并宣稱該計劃的實施,標志德國將進入電動汽車時代。
可以說國家戰(zhàn)略的發(fā)布實施,對產業(yè)發(fā)展有著十分重要的導向作用,必將進一步加快國際電動汽車產業(yè)發(fā)展的進程。
最核心的動力電池組件,也得到高度重視,研發(fā)投入急劇增加,電動汽車技術瓶頸突破的預期大大增強。
美國總統奧巴馬2009年8月宣布安排24億美元支持PHEV的研發(fā)與產業(yè)化,其中20億美元用來支持先進動力電池的研發(fā)和產業(yè)化。
日本政府更是提出“誰控制了電池,誰就控制了電動汽車”。并組織實施國家專項計劃,在2011年以前將投入400多億日元用于先進動力電池技術研究,2010年左右新型鋰電池將規(guī)模應用于下一代電動汽車。德國從今年起啟動了一項4.2億歐元的車用鋰電池開發(fā)計劃,幾乎所有德國汽車和能源巨頭均攜資加入。
如奔馳這樣的德國汽車企業(yè),也向網易汽車表示,電池這樣的核心部件,奔馳依舊采取了自主開發(fā)與外部采購并進的方式,并在全球尋找電池合作伙伴。但電池核心技術,奔馳不僅大筆投入,也表示將會保持相當的控制力度。
市場層面,各國政府也在加大政策支持力度,全力推進電動汽車產業(yè)化。
一方面,政府加大對消費者的政策激勵,加快電動汽車的市場培育。如美國對PHEV實施稅收優(yōu)惠,減稅額度在2500美元和15000美元之間。
日本從2009年4月1日起實施新的“綠色稅制”,對包括純電動汽車、混合動力車等低排放且燃油消耗量低的車輛給予稅賦優(yōu)惠,一年的減稅規(guī)模約為2100億日元,是現行優(yōu)惠辦法減稅額的10倍。
英國從2009年4月1日起執(zhí)行新汽車消費稅,對純電動汽車免繳消費稅。法國對購買低排放(二氧化碳)汽車的消費者給予最高5000歐元的獎勵,對高排放汽車進行最高2600歐元的懲罰。
另一方面,政府通過加大信貸支持等措施,鼓勵整車企業(yè)加快電動汽車產業(yè)化。
美國政府對電動汽車生產予以貸款資助。2009年6月23日,福特、日產北美公司和Tesla汽車公司獲得80億美元的貸款,主要用于混合動力和純電動汽車的生產。
歐盟在2009年上半年發(fā)放70億歐元貸款,支持汽車制造商發(fā)展電動汽車。此外,美國新的汽車燃油經濟性法規(guī)和歐盟新車平均二氧化碳排放法規(guī),對汽車的技術要求大幅提高,如果不發(fā)展電動汽車技術,汽車制造商將很難達到新法規(guī)的要求。
雖然電池技術還有待革命性突破,但在這種“雙動力”推動下,高性能鋰離子電池的發(fā)展應用已經使純電動車受益,各國政府和各大汽車公司也重新重視,產業(yè)化步伐不斷加快。
日產汽車公司宣布2010年在美國和日本銷售純電動汽車,計劃于2012-2013年實現大規(guī)模上市,其量產車型“leaf”已經正式發(fā)布。三菱、雷諾、豐田、寶馬等汽車公司也開發(fā)出小型純電動轎車,并計劃在2012年前后批量上市。美國、日本、法國、德國、以色列等國政府都制定了純電動汽車推廣計劃,電動汽車充電系統建設項目也陸續(xù)啟動。
相信伴隨巨大投入下的技術突破預期加強,以及政府在購買補貼、充電站等配套建設方面的政策不斷出臺,未來電動車的主流地位不僅會更加穩(wěn)固,也會加快到來的步伐。