看看未来,新能源车何时完全取代汽油车?

2015-04-14 18:03:29来源: 车云网

    在即将开幕的上海车展上,长安将展出一台0-100公里/小时加速4.12秒的电动概念车,宝马X5也会在此次车展上带来插电混动版。毫无疑问,新能源又将是这次车展最夺人眼球的主题之一。说实话,这两年的新能源热的确是有点超乎想象。这里面有政策的影响,有产业的变化,也有人们对于“穹顶”的担忧。一时间,似乎新能源将分分钟秒杀传统能源汽车的架势。新能源时代真的来临了吗?如果是,那么现阶段最具价值的新能源技术又该是哪一种呢?

“狭义”新能源车的简单归类

    在分析这个问题之前,我们首先要厘清一个概念,即到底什么样的车算是新能源。广义的说,只要不是传统石化能源的车,都可以算是新能源,包括生物燃油、传统混动等等。不过,为了能更好地契合本文的初衷,车云菌在这里暂且认为定一个“狭义”的新能源,即只有在一定范围内能够真正做到零油耗或零排放的车,才能算作新能源车。按照这个标准,这类技术大致包括以下两大类四小类:

1、纯电:

    指彻底不需要传统能源的技术,可分为纯电动(代表车型:特斯拉、聆风等)和燃料电池(代表车型:Mirai)两类。

2、插电:

    指只在一定工况下可以摆脱传统能源的技术,可分为增程式混动车(代表车型:沃蓝达等)和插电式混动车(代表车型:X5混动、秦等)。

    那么,它们各自的优劣如何,哪一类有最有可能成为现阶段传统能源汽车的终结者呢?

纯电:“理想很丰满,现实很骨感”

    从摆脱燃油消耗和彻底零排放的角度来说,“纯电”无疑是最彻底的。纯电动自不必说,燃料电池其实也一样。氢在燃料电池组内的反应过程,排放物只有水。然而面对这“丰满的理想”,现实却非常“骨感”。

    纯电动本身没什么技术含量,电机技术已非常高效和成熟,但它有个致命的瓶颈,就是电池技术。我们知道,要想提升续航里程,就必须增加电池容量。在能量密度一定的情况下,增加容量就必然增加重量。增加重量的同时,又会影响续航里程。当然,还有一个不可回避的问题就是成本。特斯拉用巧妙的高定位方式避开了这个矛盾,也因此获得了成功,但这毕竟不是主流,更解决不了“取代燃油车”的问题。

    最近三元锂取代磷酸锂铁炒得很热。从稳定性、安全性、寿命、成本、耐深度重放等各方面看,磷酸锂铁都优于三元锂,但就它为何会被取代?根源就在能量密度——三元锂更有优势。然而即便能量密度“高”的三元锂,每公斤的储能也不过160WH。汽油是多少?超过一万KW/KG。虽然不能简单类比(如发动机重量、能量转化效率等),但电池在能量密度方面还有很长路要走,这是不争的事实。

    这些年,虽然圈子里也传出各种各样的革命性技术,诸如超级电容、空气电池等等,但了解电池技术发展的人都很清楚,这些还处于实验室概念阶段的技术,到真正量产还需要漫长的时间,到“敢”用在动力电池上,又需要相当长的时间(例如三元锂,在3C产品领域早已普及,但如果不是特斯拉,估计至今仍难以成为动力电池)。这个时间有多长?最长不敢说,但最短20年肯定是要的。

    燃料电池看起来没有纯电动的这些问题。例如一次储氢可以续航500公里,加氢的过程也很快,这些都跟燃油车差不多。然而它也有致命的缺点。氢气的安全现在倒是其次了,关键是加氢站和氢气来源/存储/运输的问题。前者涉及到便捷性,这显而易见。后者涉及到成本——如果不能实现低成本产氢、运氢、储氢,取代燃油车也只能是“说说而已”。这个过程需要多长时间?还是那句话:最长不好说,可能是永远,但最短肯定也不会少于20年。

插电:未来20年内最具现实价值的新能源技术

    插电从技术上说没什么特别的,它的妙处就在于油电两用,这与大多数都市用车族的用车方式是非常契合的。周一到周五朝九晚五地上下班,路上拥堵不堪,又费油排放又高,是燃油车最要命的时刻。与此同时,由于距离往往并不是很大,插电后的纯电动续航里程基本上能够满足这种工况下的需求。如此,晚上充电、白天用电,在这种最恶劣的路况下实现了纯电动和零排放。到了周末需要长途旅行的时候,这类车又可以实现燃油驱动。而此时,一方面工况好,油耗和排放都比较低。另一方面,排放也避开了市区,有利于缓解污染物的扎堆问题。当然,最关键的,是这类车的车主不必患上“里程焦虑症”。

    可能有人对于车云菌将“插电”分为增程式混动和插电式混动有些意外:它们有何区别?嗯,如果咬文嚼字的话,二者的确没区别(都能插电,都算混动),但从惯例来看技术还是不一样的。增程式混动指的是沃蓝达这种双电机系统,一个电机驱动一个电机发电。此时发动机的主要角色是发电而非驱动。即便在燃油模式下,提供驱动力的仍然是电机而非发动机,驾驶特性更接近于电动车。插电式混动则多为单电机系统,电池无电的情况下车辆主要由发动机驱动,更接近于传统能源车。为何会有这样的技术差异,它们的优劣又如何呢?

    双电机混合技术其实很早以前通用和丰田就曾经联合开发并应用,但后来两者走了不同的路线。通用开发出凯雷德混动那样的强混,然后发展为上海通用在售的沃蓝达增程式混动。而丰田则逐步衍生出普锐斯二代那样的混联式混动(实际上也是增程式的一个变种)。

    增程式混动由于发动机在任何情况下启动,都只为电池充电,这样一来,在电池管理方面,增程式混动可以做得更科学。另外,在如何利用发动机最佳工况方面,增程式混动不用受制于行驶工况,可以彻底摆脱车辆的羁绊,理论上也可以做得更好。在行驶特性上,增程式混动更接近于电动车,平顺性、静谧性等各方面,也都可以做得更好。

    然而从“插电”的发展历程来看,增程式混动出现的时间并不晚,但并未迅速形成主流,这却是为何呢?一方面当然是成本,增程式混动的双电机结构会把系统搞得更复杂。另一方面插电混动能做到想用电就用电、想用油就用油,也算达到目的了。还有,国内对于增程式混合动力技术认识不足,在长期只有一款上海通用沃蓝达的情况下,很难形成大的市场气候。

新一代雪佛兰Volt

    不过从近年来的发展变化来看,增程式混动凭借其能效优势,又有卷土重来之势。例如,沃蓝达换代车型的纯电动里程、电池性能和性能都有提升。比亚迪从当初摒弃双电机(F3DM到秦的转换)到用回双电机(秦到唐的转换),也在预示着这类技术的回归。另外,像本田的i-MMD,虽然算不上插电,但也采用了双电机技术,本质上与增程式混动更接近。其对应的插电版,本质上其实就是增程式混动。

    从环保的角度来看,普通插电式混合动力车型看起来很完美,但却很容易导致像秦在上海那样的畸形使用:虽然能充电,但更多人却因为充电不方便而当成普通的汽油车来开。这就导致其环保能力大打折扣,与传统汽油车无异。而对增程式混动而言,即使用油,但因为发动机一直工作在稳定工况,节油效果就要比传统汽油车要好得多。

小结:

    最后回到我们的标题:新能源车何时能取代汽油车?如果你心目中的新能源车是必须彻底零油耗、零排放的“纯电”,这个时间会非常久远。事实上在未来20年内,“纯电”只会是补充,而非取代。相反,如果你把目光转向“插电”,情况就会有很大不同。从目前各路厂商竞相推出“插电”来看,它很有可能会在未来5-10年内普及到大多数在售车型上,从而实现“取代“之势。这其中,能效更高的增程式混动,则又有可能成为更有价值的细分发展方向。

关键字:看看  未来  取代

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2015/0414/article_10677.html
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