一、前期纯电动汽车发展方式弊端
中国前期投入大量人力和资金研究纯电动汽车,生产出了纯电动公共汽车、小轿车,经过大量试运营,逐渐发现其存在很大弊端,一是核心技术未能突破,二是换电模式不能支撑大规模车辆运行,三是管理链条拉长,客户市场化认同低。
(一)技术问题
在以换电为主的纯电动汽车试运行中,第一个电池储能核心技术没有取得突破,分析国内普遍使用的充电电池发现,电池存在体积大、笨重、储存容量小(相对而言),充电时间长,因此必须专门建设充换电站,充换电站要有足够的存放蓄电池空间场地,需要配套建设自动控制系统,让机器人(机械手)帮助取、放和移动更换电池,频繁更换到汽车上的电池固定又带来新的运行缺陷,更换电池提供能源方式不科学(好比手机没电后频繁换电池,会带来诸多问题),还有在换电站内充电的电池需要长达3-4小时充电时间,这种长时间慢充注定不能支持大量车辆运营需要,对充电完成的每组电池参数进行严格检测筛选,再有每辆汽车更换的若干组电池需要经过严格电压参数匹配,以保证电池使用寿命周期,更换放置到汽车上的电池必须固定良好、接触良好,目前公交和轿车固定电池方式,车辆运行要求公路路面平整,不适宜颠簸和震动运行,目前这种运营客车续航里程短。
(二)大规模车辆运行问题
一是充换电站建设问题,每辆公交车一般需要配置九组蓄电池,通过机器人在两侧更换电池,每辆车充电模式不同,电池充电电量在80—300千瓦小时,大车一般1.5千瓦小时能够支持车辆运行1KM,小车0.3千瓦小时运行1Km,每次充换电后车辆行驶里程50——200KM,当夏季和冬季需要启用车辆空调时,续航里程大打折扣,每组电池充电时间3-4小时,要满足几十辆,上百车辆运行必须建设相当规模的充换电站,需要解决充换电池存放和车辆停放排队场地,还需要配备相当数量人员管理、运行维护充换电站内设备和电池。
(三)管理问题
大规模换电车辆运行,必须考虑车辆购置、运行成本,后续管理和电池对环境的污染问题。一是车辆购入成本大幅度增加,以公交车辆为例,厂家每辆车售价约150—170万元,其中国家每辆财政补贴50万元,气电混合公交每辆100万元,国家补贴42万元,纯电动小轿车每辆30万元(其中电池大约10万元),国家补贴6—8万元,而传统燃油公交车辆燃油和燃气公交每辆售价大约在45万元左右,购车单位(者)需要投入更多资金,可能带来商业运行的严重亏损或支出更高的运行成本。二是车辆运行成本问题,换电车辆和传统燃油车辆比较,充电电费与燃油运行成本基本持平,但电池使用周期结束后需要投入巨额资金更换电池,附带换电站运行成本远大于加油站运行成本。三是后续运行管理问题,为了保证车辆运行,需要增加专门的充换电站服务管理环节,车辆运行过程中涉及电池日常维护、充电换电池操作、车辆行驶过程中电池故障,如何保证夏季高温条件下电池散热和暴雨情况下防雨水进入(渗入)电气回路,换电站自身设备和站内电池安全问题不可忽视,还有斜坡(陡坡)起步和驻车问题。四是众所周知电池会带来更大的环境污染问题,国内电池使用周期一般5—7年,废旧电池如何处理,对环境产生的污染如何消除,还没有找到有效途径。
二、快充技术应用更贴近市场
国内快充技术与汽车加油模式贴近,在正常情况下不需要更换电池,解决了上述问题中频繁换电池问题,不需要建设换电站问题,减少了两个环节,快充电时间只需8—15分钟完成充电过程,车企为了保证电池使用寿命,但每次充电电量相对较低,一般大车充电80千瓦小时,续航里程又不能实现超越现有汽车运行里程。纯电动汽车由原来的换电模式发展到充电模式,再由慢充发展到快速充电模式,更贴近客户需求,更贴近市场。慢充电需要3—4小时,运行里程可以达到200Km,而快速充电每次需要8—15分钟,能支撑车辆运行50Km以上,存在电池容量不够。
美国特斯拉汽车在电池技术方面取得实质突破,但充电时间长,一般每小时充电可以供车辆行驶50—100Km的电量(视充电设备不同,充电桩或大功率充电桩),需要数据3-5小时左右,充一次电车辆可以运行里程达到500KM以上,实现了与现有车辆相当的里程功能,远超越了国内电动汽车运行效率。
三、纯电动汽车产业何去何从
国内生产的以换电模式运行的纯电动汽存在投入成本高,运行成本高,管理链条长,核心技术没能取得突破,电动汽车市场是建立在政府大量补贴基础之上的销售模式,不利于促进汽车制造厂降低生产成本,外加充换电设施建设和商业化运营困惑,仅适宜于试运行和不断改进提高阶段,目前还没有被消费者市场自然接受,不具备商业化大规模投放市场条件。
美国特斯拉汽车以小轿车为主流市场,它带给销售市场的启示颠覆了传统汽车的发展方向,给人以未来智能汽车的理念,通过信息化、智能化电脑控制实现驾车的一种享受,从材料制造到电池技术,应该说特斯拉走出了一条改变现有汽车制造新的路径,从销售策略来讲,特斯拉汽车以占领高端客户为首选,这一阶段是成功的,其产品在向中端客户和普通客户覆盖过程中,能否被市场接受,目前该产品还处于运行初期,车辆运行成本是否经济,制造商能否迈过规模化生产,扭转经营亏损期,实现企业生产盈利,也是摆在当今的现实问题。
四、汽车工业发展方向
纵观国内和国际汽车发展,纯电动汽车其是否有长效市场生命周期还存在一些不确定性,提出国内汽车发展方向,供决策思考。
现在的汽车工业正在颠覆传统汽车制造,首先要植入智能信息技术,包含人性化的控制系统,互联网技术,单一牵引动力系统向多技术综合应用方向发展,能源消耗转向更经济和可回收循环使用,能源供应由燃油向清洁能源、太阳能方向发展,代表一种安全、经济(制作成本、运行成本)、未来、时尚、享受。国内汽车工业建议主推混合动力技术(含燃油和天然气两类),研发试运行储备纯电动汽车技术,逐步淘汰现有传统汽车技术,将财政补贴重心由纯电动汽车转向混合动力汽车,实现汽车产业早日升级。
(一)创新纯电动汽车制造思路
1.引入现代和未来智能信息化概念,中国国内新能源汽车发展要借特斯拉的创新汽车制造思维,引入智能汽车的理念,给人以驾驶未来汽车的感觉。
2.突破关键技术,制造技术先进,科技含量高能够被市场接受的产品,在应用新材料、新工艺制造技术情况下,突破电池技术难点,能够满足车辆提速快、续航里程远两大基本需求。
3.控制汽车制造成本,作为消费者非常关注车辆一次购买成本和运行成本,这两个因素如果不能解决,其市场化进程可能受到很大影响。
4.解决快充技术,汽车充电就好比加油,能够提供快速、高效、经济的电能是满足客户人性化的另一基本需求,能被市场自然接受的产品,经过一定发展阶段,必须为消费者节约时间和提供方便。
5.逐步减少财政补贴,市场化产品不可能一直靠国家财政补贴存在,发展初期少量的车辆可以依存国家和地方财政补贴存在,毕竟财政补贴的钱也是广大纳税人的钱,需要控制在一定承受力水平内,促进汽车制造商降低产品制造成本,满足市场化需求。
6.从大气污染治理角度分析,城市里面大量使用纯电动汽车固然可以减少汽车尾气排放,但充换电需要的电能,则转移到发电厂燃烧大量的煤炭,其排放的烟尘依然存在污染,电池污染如何解决,也需要决策者综合考虑研判决策。
(二)中国新能源汽车发展方向
发展天然气为动力的新能源汽车应该是方向之一,国内天然气储量丰富,加之目前技术可以实现天然气液化,每次为汽车提供足够动力原料,天然气成分主要是甲烷(CH4),其燃烧排除的尾气主要是二氧化碳(CO2)和水(H2O),比燃油燃烧尾气排放相对好许多,在公共交通和出租车领域可以大量推广,逐步进入私家车领域是很好的路径方向,当然也可以研究发展氢气等其他清洁能源为动力的汽车,汽车制造成本和运行成本合理,容易被市场接受。
(三)混合动力是当前实用主流技术
混合动力汽车它有传统意义的牵引动力机和电动机两个系统,传统牵引系统运行油耗高,尤其在堵车(塞车)情况下更是白烧汽油,尾气排放严重污染空气,当下成熟的混合动力技术解决了经济运行问题,减少了尾气污染,每辆车燃油消耗减少30——50%,车辆燃烧尾气排放自然按比例减少,可大大缓解国家的石油供应和能源安全问题。
混合动力汽车在传统牵引动力机基础上,增加了一套电动机牵引系统,经济运行控制系统,还有收集储存运行过程中多余能源,储存制动、下坡发电转换能源功能,还有太阳能等许多其它技术应用,如何将两套系统和其它复杂技术整合在一起,科技含量大幅度提高,是当下最实用、经济、环保、可行的一种实用技术,国内应该在轿车、公交大量推广应用。