回顾2014 | 新能源汽车新技术颇有“靓点”

天骄

编者:告别2014,告别新能源汽车元年。第一电动网编辑部的记者编辑、第一电动的专栏作家,以及第一电动特约车主作者,将从各个角度为您撰写系列稿件,以回顾、纪念风起云涌的2014。本文为第三篇。

第一篇:回顾2014 | 新能源车企:谁在吃肉?谁在闻香?

第二篇:国际车市:全产业链下反思电动车

年末都是盘点总结的时候,2014年末已到,我们也应该盘点一下2014年新能源汽车领域的技术趋势。继去年的特斯拉热之后,2014年的新能源汽车有点开花结果的味道。

国际上各大汽车厂商纷纷推出新车型。与以往不同的是,现在的新车不再是概念车,而是扎扎实实的准备推向市场销售。丰田的氢动力,宝马,奥迪的插电混动都是实实在在上市的产品。

国内,在政府的大力推动和补贴之下,新能源汽车终于开始了普及,比亚迪秦11月的月销量达到了1753辆,甚至超过了奇瑞的A级新车艾瑞泽7。

在技术上,市场上,2014年的新能源汽车都颇有靓点。

一、电池路线的争夺

(一)特斯拉路线的疑问

2013年,特斯拉的松下NCA18650很是火了一把,电动车选用高容量高危险性电池,通过电池管理系统来解决充放电的一致性问题。通过硬防护来解决穿刺和挤压引发的安全问题,特斯拉的技术路线颇为热闹了一阵。

2014年,特斯拉流年不利,多起碰撞起火事故给人们敲起了警钟。

特斯拉加速快,底盘稳,续航长的这些优点都离不开它底盘的NCA18650电池。特斯拉的电池管理系统再先进,也只能解决充放电过热起火爆炸的问题,解决不了碰撞。

而底盘本身是一个容易被碰撞的位置,正面特斯拉已经做了很强的防护(在安全测试中成绩爆表)但是来自侧面、底部的碰撞特斯拉并没有防范到位,引发了一系列起火事故。

虽然,特斯拉增加了防护措施,也在继续销售,但是我们还是提出疑问,特斯拉的高风险、高防护、高性能的电池技术路线真的正确吗?

(二)氢电池的元年

12月15日,丰田在日本发售FCV(燃料电池车)“MIRAI”。价格为723.6万日元(含税),享受国家补贴后,消费者实际负担的金额在520万日元左右,折合人民币不到30万。

第一电动网新闻图片

丰田MIRAI氢燃料电池车

氢燃料电池汽车在概念了很多年之后,终于上市看到了产品,成为消费者花钱就可以买到的汽车。

氢燃料电池在技术上其实比较成熟,问题在于氢制造、储存、传输的产业链,以及高昂的成本。

丰田“MIRAI”背后,是日本东丽碳纤维技术的进步,材料成本下降让高压储氢的成本下降,消费者最终可能买得起。

但是,这只是第一步。氢燃料电池要用起来,整条产业链如何搭建,成本如何控制才是关键。

不过,有了开始总是好的,氢电池可以让人们依赖核能、风能、太阳能来产生氢气,摆脱对石化燃料的依赖,也能避免空气污染,只是目前的成本还太高,还需要几年来一步步成长。

(三)看上去很美石墨烯电池

现在电动车替代燃油车最大的问题在于里程焦虑,其实里程焦虑是个伪命题。汽油车也有里程问题,不过加油站可以迅速补充燃油,恢复续航罢了。

理论上电动车充电站同样可以解决问题,但是电动车充电时间远远长于燃油车加油,这才有了里程焦虑。

氢燃料电池,其实就是用加氢替代充电,达到快速补充续航的目的。这个思路的解决办法还有石墨烯电池和液流电池。

石墨烯这个东西被炒得很热,但是目前还没有地方能做出工业化的应用来。比较靠谱的一个是相机的CMOS,一个是电池的负极材料。

石墨烯有很大的比表面积,可以携带更多的锂离子,得到和失去锂离子的速度都很快,这种特性给锂电池增加容量,加快充放电速度提供了物理基础。

但是在试验中,石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差,充放电快,但是两次就失效了,显然是不能用的。

于是,人们就开始研发各种各样的复合材料来做负极,试图找到一种材料,能把充放电速度快、长循环寿命、高能量密度,低成本结合起来。

各个实验室搞得论文很多,但是能实用化的东西还没有,近期,西班牙世界报发新闻说西班牙一个大学搞出来一种石墨烯电池,在高充放电速度的同时,还有更长的循环寿命、更高的能量密度和比目前锂电池稍低的成本。德国汽车企业将开始试验。

如果报道属实的话,那么这种电池很有前途,也许将改变电动车的命运,如果加油时间和充电时间一样,那么充电站就可以替代加油站,电动车也就能真的替代燃油车。

(四)研发中的液流电池

快速充电还有一个路线是换电解液,这就是液流电池的路线。正极负极都是液体材料,充电就是抽旧换新,这样也能达到快速充电的目的。

液流电池是成熟的工业化技术,但是能量密度太低,用在电站上比较多。2014年,有一家叫NanoFlowcell AG公司推出液流电池汽车,从其给出的技术指标看,似乎是做到了很高的能量密度,可以实用化,目前车辆已经开始测试。

此外,麻省理工的华裔台湾科学家蒋业明(也是著名的A123磷酸铁锂电池公司的创始人之一)研制出来了半固态锂液流电池,通过半固态材料来提升液流电池的能量密度,实验室已经验证,商用正在研究。

这条路线看起来也不错,也是充电换液替代加油的思路,成熟度还有待考证,毕竟还没有一台液流电池汽车上市。

2014年,传统的锂电池没有太大进步,但是一系列能替代燃油的电池技术已经出现并且进入测试阶段,也许未来几年,就会有一种或者几种技术成熟,进入小规模商用,电动车的时代也会真正开启。

二、插电混合动力的兴起

虽然2013年,特斯拉热的是纯电动,但是2014年各个厂商研发上市的却是插电混合动力。

我个人认为这是对目前基础设施妥协的结果,毕竟汽柴油的生产、加工、运输、储藏、加油已经是完整的产业链,电动车充电桩还远没有普及。有充电焦虑的纯电动车更像是玩具,而非实用的生活工具。

所以宝马的i8、奥迪的A3-etron都是插电混合动力,i3是增程式,比亚迪热卖的秦,即将上市的唐,规划中的商、宋、元都是插电混合动力。

(一)传统汽车的插电化

从技术路线看,奥迪A3-etron是奥迪长期技术储备的结果,奥迪R8 etron的电池控制技术,奥迪A6、Q5混动版的电机、发动机技术,组合起来就是奥迪A3-etron。

第一电动网新闻图片

奥迪A3 etron

从传统的燃油车,到混动车,再到新能源的插电混动。传统汽车厂商在技术储备充分的情况下可以很轻松的过渡过来。混动版无非加个电机,插电混动版无非是稍微改改,增加百十公斤电池罢了。

这意味着,未来很多车型都可以改出来一个插电混动的版本,在充电条件俱备的情况下,市内短途纯电驱动拒绝污染将成为潮流。

(二)新能源的营销噱头

宝马i8则是新概念跑车,i8虽然是插电混动,但是定位在不差油钱的高端市场,插电新能源只是个营销噱头。宝马i8还是一部驾驶者之车,从重心分布到动力响应的特殊设计(宝马i8的发动机专门串联了一个小电动机提升动力切换的平顺性)处处考虑驾驶品质。

宝马i8的出现,说明奢华跑车也在挂新能源的概念,新能源已经可以当作一个噱头迎来营销。

(三)实用化的新能源

虽然比亚迪不是大牌,但是秦是2014年中国卖得最好的插电混动汽车。

秦的特点是实用化,在国家补贴、限牌、免购置税的三大补贴政策下,插电混合动力汽车终于有了性价比。秦的混动结构是强调性能的,在纯电下,秦还有很好的驾驶品质。

用电动机技术弥补发动机的短板,提升用户体验,是中国新能源汽车突破点。高成本的缺点被三大补贴政策解决,秦就真正热了起来。

如果,国家支持的方向不变,未来会有更多的插电车型走进中国家庭。

三、电控技术的进步

在2013年,除了保时捷918这种超级跑车,电动车大多只是前轮或者后轮由电机驱动,前后轮同时驱动需要协调动力,难度较大,大多数厂商都不采用。

2014年,特斯拉发布了D系列,采用了前后双电机的模式,这样加速和启动可以更快,而且两个电机可以平衡出比较宽的高扭矩区间,在不使用变速箱单极变速的情况下,可以保持很好的平顺性。

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特斯拉双电机四驱版Model S

无独有偶,比亚迪的唐也采用前后双电机,而且唐还有一个发动机参与驱动,控制更为复杂一些。

此外,宝马i8、沃尔沃的前电机后发动机,也都需要很好的协调。

在前几年,只有极少数车辆采用这种模式,2014年则到处开花,这说明了电控技术的进步。

理论上,电动车最佳的驱动方式应该是四个轮边电机直接驱动车轮,这样效率最高,但是控制最复杂,2014,我们向最佳模式又迈进了一步。

2014年,新能源汽车已经站在新时代的门槛。现有技术下,插电混合动力成功已经进入各级市场,未来会有稳定的增长;在新技术领域,多种有前途的电池正在研发之中,而这些电池只要有一种成功,就可以替代燃油车,迎来电动车的时代。

未来,触手可及。

作者:天骄

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