三菱EV设计专家:电动汽车设计具有更高自由度

日经技术在线 综合报道

三菱汽车公司凭借纯电动汽车(EV)“i-MiEV”的量产率先开拓了日本EV市场,目前,该公司的插电式混合动力车(PHEV)“欧蓝德PHEV”的销售势头也非常好。不过,在日本,纯电动依然不是新能源车的主流方向,混合动力与高效率的汽油车人气更高。纯电动汽车在日本前景如何,开发上还有什么难题?来看看被称为量产型EV“i-MiEV”之父的三菱汽车开发本部设计专家吉田裕的想法。

Q:在日本很难对EV进行评价。因为HEV和高效率汽油发动机车型(以下称高效发动机车)拥有人气,EV的销量远远低于这两种车型。有不少观点都认为“EV卖不动”。

吉田:我认为EV卖不动并不是事实。比如,特斯拉的高档EV听说每月就能卖出2000多辆,日产的EV“LEAF”(聆风)在日本每月就卖出1000~2000辆,全球就更多了。虽然三菱汽车的“MiEV”系列EV(i-MiEV、minicab-MiEV、minicab-truck)销量还没有上述这两辆那么好,但欧蓝德PHEV目前每月能卖出1000~2000辆,表现非常不错。

认为EV卖不动的人应该是拿EV与在销量排名中名列前茅的HEV和高效发动机车进行比较而言的。在日本,每月卖1000~2000辆的话,在汽油车中属于中等水平。在EV基础设施尚不完善的情况下,还是有EV能卖得动的。也就是说,现在实际情况是“既有卖得动的EV,也有卖不动的EV”。

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三菱i-MiEV

Q:确实,在日本只关注HEV和高效发动机车,但宝马的“i3”、大众的“e-up!”和“e-GOLF”等EV要么已经上市,要么预定上市,这些海外厂商的表现非常抢眼。他们为何要积极开发EV呢?

吉田:因为如果不开发EV,可能连其他发动机车(汽油车和柴油车等)也无法销售了。欧洲的二氧化碳排放规定越来越严格。到2020年前后,凭借现有技术的进步已经无法满足尾气排放的要求,因此汽车厂商必须要设法应对日益严格的规定。如果不能满足要求,作为处罚措施,汽车厂商的汽车销量将受到限制。解决该课题最有效的一个手段就是EV。

当然,并不是说除了EV就没有其他解决办法了。但不管怎样,必须针对2020年前后的情况,大幅改变现在汽车的动力传动系统。作为技术选项之一,汽车厂商应该什么时候开发和投放EV呢,我认为就是“现在”。

除了应对尾气排放规定外,作为三菱汽车自身来说,为了给用户一个“选择三菱汽车而不是其他公司的理由”,我认为也必须开发EV。我们不会去开发与大厂商相同的汽车,而是要走不同的路(差异化)。在大型厂商致力于HEV的情况下,如果我们也开发HEV,就很难显出特点。所以,我们把精力放在了EV和PHEV的开发上。

Q:在日本,HEV的人气比较高,而在欧洲,柴油车更受欢迎。根据地域市场特性和公司规模等的不同,各汽车厂商对待EV开发存在温度差。

吉田:是吗?其实我认为,无论是日本还是海外,目标基本都一样。我们虽然在EV的量产化方面领先一步,但宝马和大众现在都赶上来了。丰田和本田等大厂商采取的是开展开发各种类型环保车业务的“全方位战略”,目前是HEV比较畅销。在这种情况下很难看清未来趋势,所以丰田和本田也都有人在开发EV。总之,我认为现在每家汽车厂商其实都在认真开发EV。

这样想的理由之一是,EV已经跨过了“大峡谷”,也就是说,在技术上已经攻克了量产化方面的难关。将来汽车的选择并非只有一种。不过,燃料电池车(FCV)今后还必须解决量产化方面的难题。虽然车辆制造技术在一定程度上可能已经有了突破,但氢基础设施的建设非常困难。一座加氢站要耗费数亿日元,就连成本相对较低的EV快速充电器日本目前也只有2000台左右。要想普及FCV,今后还要攻克一些难关。

Q:要想普及已经攻克了量产技术课题的EV,还要解决哪些课题?

吉田:应该是续航里程和充电时间这两个课题。发动机车和FCV加满燃料后的续航里程都超过500km,汽油和氢气只需3分钟就能加满。而EV的话,以i-MiEV为例,充满电后的续航里程在JC08模式下为120km或180km(因等级而异),充电时间方面,即使利用输出功率为50kW的快速充电器也需要30分钟左右。特斯拉的EV等配备的电池容量是i-MiEV的好几倍,因此充电时间也更长。

不过,现在已经有一个解决办法,那就是无线充电。最初应该是在停车场等场所使用,而将来可能会实现行驶过程中的无线充电。实际上,韩国在世博会期间就运行了边无线充电边行驶的电动巴士。日本也在推进这方面的研发,试验品已经完成。

如果能实现行驶过程中的无线充电,即使削减电池容量,也能延长续航里程,还可以缩短充电时间,不对,应该是可以忽略充电时间。这样的话,目前因为电池配备量的问题只能开发小型和中型EV,将来还有望实现大型EV。

无线充电在日本存在要满足《电波法》等法律规定以及建设基础设施的课题。尤其是安全性,如果不能保证,就很难投入实用。不过,无线充电从技术上来说是可以实现的。

Q:也就是说,如果利用所有已经初见雏形的技术,应该能建立起让EV畅销的环境。

吉田:目前,犹豫要不要买EV的人都在根据现有发动机车的驾驶体验考虑以下几个问题,那就是“怎么充电”、“续航里程够不够用”、“在必须开空调的季节能开多远”等等。这些问题都可以通过技术来改善或解决。但要想实现与发动机车相当的易用性,只解决了这些问题应该还不够。我认为,EV要想畅销,必须实现只有EV才具备的易用性和驾驶乐趣。

例如,可以将EV上电池作为电源使用。三菱开发的“MiEV power BOX”,将其连接到i-MiEV和MINICAB-MiEV的快速充电连接器上,电池中存储的电力最大可输出1500W。欧蓝德PHEV可以选配该产品。这样就能在驾车到达目的地后利用电饭煲做饭,或者照明。另外,利用轮毂电机的话,还可以去掉动力传动系统,实现汽油车无法想象的宽敞的车内空间。

与发动机相比,电动机的优点是比较容易解决振动源的课题。为了承受复杂的振动,发动机车采用提高了车身弯曲刚性和地板拉伸刚性等的承载式车身及底盘。但如果是承受电动机引起的振动,则无需发动机车那么高的弯曲刚性和拉伸刚性,因此可大胆变更车身。宝马i3采用的碳纤维增强材料(CFRP)车身可以说是尝试之一。

目前的量产型EV都是以现有的发动机车为原型设计的。这样做主要是为了削减开发费用,与发动机车共享底盘和生产工序。不过,EV的设计自由度原本是非常高的,因此汽车的形状和易用性可能会发生巨大改变。EV开发还处于发展中,今后应该会出现大变化。

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