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箭在弦上,汽车厂商生死存亡命系新能源汽车的开发

箭在弦上,汽车厂商生死存亡命系新能源汽车的开发

汽车厂商的生存问题

谈新能源汽车以及后面的汽车电子,对我而言是一个非常严肃的问题。为什么这么说呢?因为我已然投入了近6年的光阴在这上面,这个目前略显尴尬的汽车节能技术分支到底未来究竟如何走向,直接关系到我们这些吃技术饭的工程师的职业前途。当然新能源汽车是个较广的概念,这里界定为混合动力汽车(包含弱混、中混和强
混)、插入式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。对大部分人而言,有两个问题:汽车厂商为什么要开发新能源汽车?消费者能否买账购买新能源汽车?


从各个主要的汽车厂商的角度来看,最为核心的是生存问题,二氧化碳排放和燃油经济性,这是卡脖子的事情,全球最为主要的法规,如表1所示。


1.
二氧化碳排放量:这项限制晒率先发生在欧盟。欧盟在2009年对汽车企业推出二氧化碳减排规则,规定从2012年到2015年,车企必须将二氧化碳排放量
降至平均130克,在2020年之前降至95克的中期目标;各汽车厂商平均65%的新车达到目标值,之后分阶段提高该比例,逐年提高至75%、80%及 100%。这项规定对欧洲车企产生了决定性影响,以德企三强(宝马、戴姆勒和大众)为例,来分析推出新能源汽车的时间轴就可以完全明白这个道理。超级积分
制碳排放低于50g的,一辆顶3.5辆的规则,使得新能源汽车对于车企在法规下的生存起到了决定性的要求。


2.
燃油经济型:以美国
和中国的为首的两大市场,推出公司平均燃油经济性”(Corporate Average Fuel Economy, 简称 CAFE)之后,其新能源汽车的策略就和公司的生存联系在一起。汽车电动化的进程,就变成了一项不赚钱也需要去做,去努力的事情。

主要汽车市场的汽车环保法规分析



车企业,对于后文所说的各种不同的车辆,和传统内燃机技术上的节能环保技术叠加和组合使用,形成一个整体的效果,来满足要求。所以总体上来看,企业的策略
就是以自身的策略选择为前提,在满足法规的条件下,为未来做准备。所以从汽车厂家的角度,新能源汽车方面的技术代表其长期利益,现在做多了亏钱,处在一定
规模下,不停学习和进化的过程之中。


1 世界主要汽车市场的汽车环保法规

  

NO

  
  

市场

  
  

2013销量

  
  

占比

  
  

日期

  
  

法规类型

  
  

目标衡量

  
  

计算方法

  
  

测试方法

  
  

1

  
  

美国
美国加州

  
  

1558.2

  
  

18.81%

  
  

2025
  2016

  
  

燃油经济性/温室气体排放

  
  

49.1 mpg** or 165 gCO2/mi
  34.1 mpg* or 250 gCO2/mi

  
  

车辆尺寸

  
  

  
  

2

  
  

欧盟

  
  

1180

  
  

14.24%

  
  

2015
  2020

  
  

二氧化碳排放

  
  

130 gCO2/km
  95 gCO2/km

  
  

车辆重量

  
  

NEDC

  
  

3

  
  

中国

  
  

2198.41

  
  

26.54%

  
  

2015
  2020

  
  

燃油经济性

  
  

6.9 L/100km
  5 L/100km

  
  

八种分类

  
  

NEDC

  
  

4

  
  

加拿大

  
  

174.3

  
  

2.10%

  
  

2016

  
  

温室气体排放

  
  

153 (157)*** gCO2/km

  
  

车辆尺寸

  
  

美国工况组合

  
  

5

  
  

日本

  
  

537.6

  
  

6.49%

  
  

2015
  2020

  
  

燃油经济性

  
  

16.8 km/L
  20.3 km/L

  
  

车辆重量

  
  

JC08

  
  

6

  
  

印度

  
  

324.1

  
  

3.91%

  
  

2016
  2020

  
  

二氧化碳排放

  
  

130 gCO2/km
  113 gCO2/km

  
  

车辆重量

  
  

NEDC

  
  

7

  
  

巴西

  
  

376.7

  
  

4.55%

  
  

2017

  
  

燃油经济性

  
  

1.82 MJ/km

  
  

车辆重量

  
  

美国工况组合

  


对消费者来说,快速完成对新能源车的认知是较为困难的。按照普遍意义上的选择,消费者更看重的地方在于:
1
)混合动力汽车
这类汽车事实上已经基本被消费者认可,汽车厂商也有很大的意愿开发此类汽车。这个类别的汽车中:
弱混系统成本较低,在此文中暂时将之排除在外,等后面介绍42V48V系统的时候再进行详细的叙述。
中混系统可以算是新能源汽车,根据参考文献【1】来看,从低压至高压进行演变,中混系统是经过了一定的变革的。
强混系统这个领域,丰田汽车做的太成功了,以至于其他企业不得不与之结盟或者选择考虑跳过这项技术。为什么这么说呢?只看美国的数据【2】的话,其混合动
力产品的占有率已经达到了。再算上其在日本和欧洲的销量,如图3所示,从销量上看丰田在整个混合动力的领域就是霸主无疑。追溯这个故事的话,可以参阅
THE PRIUS THAT SHOOK THE WORLD》和《丰田汽车案例:精益制造的14项管理原则》第六章中内容。


1 美国市场混合动力汽车销售市场份额【3



2 丰田混合动力汽车销售情况

电动汽车布局新能源汽车


2
)插入式混合动力汽车(含增程式)和纯电动汽车
这类车的特点,是需要从电网中补充电力,通过一个比强混更大的电池组,来储存更多的电能。而这些电能,使得电动的续航里程得以提高,提高到极致就取消了发动机,完全依靠电池组提供能量。对于汽车企业而言,开发此类车辆有以下的一些规律:


a
)几乎所有大的汽车企业,都已经在这个领域内布局了。如表2所示.


2 目前的插电式电动汽车

[table=98%] [tr]  [td=1,1,80]  

类型

  [/td]  [td=1,1,31]  

NO

  [/td]  [td=1,1,63]  

厂家

  [/td]  [td=1,1,151]  

型号

  [/td]  [td=1,1,111]  

价格

  [/td]  [td=1,1,75]  

电动
里程

  [/td]  [td=1,1,71]  

混合
里程

  [/td]  [td=1,1,65]  

电池容量
  (kWh)

  [/td]  [td=1,1,59]  

电机功率
  (kW)

  [/td]  [td=1,1,55]  

发动机

  [/td]  [td=1,1,81]  

主要市场

  [/td] [/tr] [tr]  [td=1,15]  

纯电动

  [/td]  [td]  

1

  [/td]  [td]  

特斯拉

  [/td]  [td]  

Model S

  [/td]  [td]  

$80,000

  [/td]  [td]  

265/208 miles

  [/td]  [td]  

265/208 miles

  [/td]  [td]  

85/60

  [/td]  [td]  

270

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

全球

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

2

  [/td]  [td]  

丰田

  [/td]  [td]  

Rav4 EV

  [/td]  [td]  

$49,800

  [/td]  [td]  

103 miles

  [/td]  [td]  

103 miles

  [/td]  [td]  

41.8

  [/td]  [td]  

115

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

3

  [/td]  [td]  

宝马

  [/td]  [td]  

i3

  [/td]  [td]  

$42,200

  [/td]  [td]  

90+ miles

  [/td]  [td]  

90+ miles

  [/td]  [td]  

22

  [/td]  [td]  

170

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

全球

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

4

  [/td]  [td]  

菲亚特

  [/td]  [td]  

500e

  [/td]  [td]  

$31,800

  [/td]  [td]  

87 miles

  [/td]  [td]  

87 miles

  [/td]  [td]  

24

  [/td]  [td]  

82

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

5

  [/td]  [td]  

日产

  [/td]  [td]  

Leaf

  [/td]  [td]  

$28,900

  [/td]  [td]  

84 miles

  [/td]  [td]  

84 miles

  [/td]  [td]  

24

  [/td]  [td]  

80

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

全球

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

6

  [/td]  [td]  

通用

  [/td]  [td]  

Spark EV

  [/td]  [td]  

$27,500

  [/td]  [td]  

82 miles

  [/td]  [td]  

82 miles

  [/td]  [td]  

21

  [/td]  [td]  

104

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国、欧洲

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

7

  [/td]  [td]  

本田

  [/td]  [td]  

Fit EV

  [/td]  [td]  

TBD

  [/td]  [td]  

82 miles

  [/td]  [td]  

82 miles

  [/td]  [td]  

20

  [/td]  [td]  

92

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国、日本

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

8

  [/td]  [td]  

福特

  [/td]  [td]  

Focus Electric

  [/td]  [td]  

$35,200

  [/td]  [td]  

76 miles

  [/td]  [td]  

76 miles

  [/td]  [td]  

23

  [/td]  [td]  

107

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

9

  [/td]  [td=1,2]  

戴姆勒

  [/td]  [td]  

ED

  [/td]  [td]  

$25,000

  [/td]  [td]  

68 miles

  [/td]  [td]  

68 miles

  [/td]  [td]  

17.6

  [/td]  [td]  

55

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

全球

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

10

  [/td]  [td]  

Mercedes B-Class

  [/td]  [td]  

$41,500

  [/td]  [td]  

85 miles

  [/td]  [td]  

86 miles

  [/td]  [td]  

28

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

全球

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

11

  [/td]  [td]  

三菱

  [/td]  [td]  

i-MiEV

  [/td]  [td]  

$23,000

  [/td]  [td]  

62 miles

  [/td]  [td]  

62 miles

  [/td]  [td]  

16

  [/td]  [td]  

49

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

美国、日本

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

12

  [/td]  [td=1,2]  

雷诺

  [/td]  [td]  

Fluence Z.E

  [/td]  [td]  

$38,378

  [/td]  [td]  

115 miles

  [/td]  [td]  

115 miles

  [/td]  [td]  

22

  [/td]  [td]  

70

  [/td]  [td]  

  [/td]  [td]  

欧洲

  [/td] [/tr] [tr]  [td]  

13

  [/td]  [td]  

Zoe ZE

  [/td]  [td]  

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