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新能源历经百年方兴未艾 如今又“新”在何处?

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-08-26   来源:互联网   作者:www.tcmfrj.com   浏览次数:478
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凤凰汽车评论 常有人谈到电动车一百多年前就存在,不能称之为新能源。依据在于,早在1904年美国电动汽车公司就已经达到67家,年产量达到了4000辆,所以说电动车很早之前就统治过汽车市场。而百年之后,纯电动、混合动力都被称为新能源,所谓的“新”,究竟有何意义?

谈及新能源汽车的历史颇有感慨,当下民众乃至媒体对于新能源概念的认知存在诸多误区,对于新能源核心技术不了解,部分车企骗补也给整个新能源汽车添加无形负面资产,今天我们就谈谈新能源汽车到底新在何处。

电动汽车作为新能源(New Energy Vehicle)则是国人创造,听起来既粗俗又容易产生歧义,国外称之为电气化(Electrical Engineering),更易理解此间的本意,新能源的本质是电能作为二次能源一个转换和应用,这个方面理解了,我们才能真正理解新能源的本意,以及整个新能源发展的重要性、核心技术在何处。

科技的发展却险些“革”了新能源的命

1839年,英格兰Robert Anderson制造了第一辆电动汽车,这个时候的电动车与目前的电动车有着本质的区别,电池能量密度低、车重、续驶里程段、行驶速度低,这些描述数字现在你也能够看到,只不过当时这些参数低的让人发指,现在的参数基本上可以接受。

1889年前后,电池技术得到快速发展:H. Tudor改进了现代铅酸电池、Edison and Junger发明镍铁碱电池,对,他就是我们耳熟能详的大发明家爱迪生发明了能效更高的电池,1910年,爱迪生发明出电池的时候,上天和爱迪生开了一个不大不小的玩笑。正当他决定大规模生产这种碱性电池时,汽油开始走俏市场,汽油汽车取代电动汽车。

美国街头启动汽车的女司机

这个时候,真正取代电动车的是凯迪拉克,1912年凯迪拉克采用起动机来自动启动汽车,解决了人力启动的困难,相较而言,此时电动车启动还要给电池加热二十分钟左右。汽油汽车迅速取代电动车,1913年电动车年产量下降到6000辆。而抄袭了凯迪拉克启动装置的福特Model T当年销量就达到182809辆,此后发动机汽车统治了车市。

新能源汽车在环境危机中迎来了涅槃重生

1952年12月美国的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人,1966年,美国国会首次提出建议使用电动车来降低污染法案,这开启了当代新能源汽车的开端。这期法案意味着美国新能源政策、市场、能源方面的准备已经进行了五十年,包括通用汽车等车企的新能源技术储备早已经走在前面。

1969年,通用汽车首款混合动力汽车,GM512混合动力汽车发布,10mph以下纯电动、10mph~13mph混合动力、13mph~40mph汽油机驱动,比普锐斯上市1997年,早32年。

1976年,美国国会颁布94-413法律:电动车、混合动力研究、开发和示范。该法规目的是推动电池、电机、电控以及其它混合动力部件的开发。中国官方提到的三电:电池、电控和电机,来源于美国此项法律,整整晚了三十多年,弯道超车从何谈起?

1979年,Dave Arthurs花费1500美元将一辆欧宝GT改装为混合动力汽车,采用400安培电机、6伏电池组、6马力发动机,燃油可以达到每加仑75英里,被Mother Earth News报道,引起轰动,六万读者来信询问相关情况。

1993年,克林顿总统发布新能源著名的“未来汽车合办计划(PNGV)”:目前广泛应用的仿真软件Advisor2002来源于此计划,让每一个新能源学习者受益,新能源汽车开启国家战略、联合作战。

1997-1999,通用汽车推出EV1纯电动汽车,同年,丰田普锐斯发布,这两家车企都受益于PNGV计划,丰田汽车与通用汽车在混合动力汽车领域都采用了同一种技术路线:功率分流式电驱动技术,这也被认为业内最优的新能源汽车技术。

丰田汽车单行星排

1997年 丰田推出第一代链传动普锐斯,采用单行星排功率分流结构,是当时最为先进的混合动力技术,并基于单行星排双电机功率分流式技术申请了多项专利,但是第一代技术并不成熟,分别与2004年推出第二代、2012年推出第三代、2015年推出第三代,2009年的代际并不明显,很多人把2015年推出的THS技术称之为丰田第三代技术,受限于通用针对双星行排的专利,目前的丰田汽车THS技术只能针对双电机单行星排进行设计。

丰田汽车THS第一代(左)与第二代(右)对比

通用汽车则采用发展多种新能源的思路,在电动车上推出量产EV1。由于当时电池技术的限制,纯电动车型还是逃不出两个梦靥,充电和续航里程。通用通过这次尝试将诸多相对成功的技术也带到了现实世界,随之通用开始调整新能源车的发展思路。提出E-Flex理念,“E”代表电力驱动和“Flex”代表不同的电力来源,可以从汽油、乙醇、生物柴油或氢气中获得电能,可以根据不同地区客户的不同需求,定制推进系统,以满足特殊的要求和特定市场的基础设施,这些燃料最终转化成电能驱动汽车。E-Flex理念提出的灵活的二次能源转化,也最终影响到了通用的新能源发展方向以及新能源汽车行业的发展方面。

推出E-Flex的同时,通用针对行星排双电机系统进行了更为深入的研发,就效率更高、动力性更好的双星排双电机、三行星排双电机分别申请了相关专利,在功率分流这个最优化的新能源电驱动系统平台上。此时,通用与丰田二者独占鳌头,而通用的平台及专利更优,不仅能够满足混合动力、更满足PHEV、EREV,一定程度上,阻断丰田的THS系统走向PHEV的路子,这也是丰田目前的尴尬之处。

2007年,雪佛兰Volt概念车在底特律车展展出,搭载E-flex电驱系统,这款技术从三电出发,专门针对电池、电机等强电部件进行全新的电器构架设计,被视为技术突破,时至今日,多家汽车制造商的新能源构架仍在传统汽油机车辆基础上,在布置、安全等方面存在隐患。

2011年,雪佛兰Volt上市,搭载第二代电驱技术Voltec,Voltec技术是第二代通用汽车新能源动力总成构架,体积缩小一半,能够实现四个模式:插电式混合动力模式、纯电动模式、混合动力模式、增程式(EREV),Voltec被视为美国新能源汽车技术的骄傲。

2015年第二代雪佛兰Volt(沃蓝达)于1月在底特律北美车展首发。新车采用1.5升四缸发动机+两台驱动电发动机,最新的Gen2 Voltec电驱技术也首次应用于该车。全新驱动系统比老款轻了45千克,但效率提升12%,纯电动模式下可续航80千米,与电动机配合后续航里程增至676km。96 km/h加速时间仅需8.4秒,比老款快7%。

2016年,通用汽车基于Gen2 Voltec电驱系统打造最新的电驱动系统,包括前驱与后驱两个平台,涵盖HEVPHEVEREV等车型,基本上属于电驱动系统无法逾越的技术高度,这实质上也是通用最早提出E-Flex理念的一种体现。为什么这样说,会单独一篇文章来对通用汽车第三代电驱系统进行详细分析。

新能源之新在于“电气化”解决国家能源安全战略

百年历史之下,各个国家政府投入巨资来提升新能源之“新”,这里面的关键之处便是电气化。

1993年9月29日 克林顿总统发布新能源著名的“未来汽车合办计划(PNGV, Partnership for New Generation Of Vehicles ),政府机构组织、国家试验室、大学、汽车协会、三大汽车公司及有关配套厂商参加,联合开发研制美国新一代汽车,技术方向:混合动力、电动车、轻质材料、高性能发动机(直喷)、燃料电池。

2005年8月 布什总统签署后《2005国家能源政策法》,2007年 美国国会通过《2007美国能源独立及安全法》,规定到2025年时清洁能源技术和能源效率技术的投资规模将达到1900亿美元,200亿美元用于电动汽车和其他先进技术的机动车,200亿美元用于基础性的科学研发。

2008年 奥巴马政府上台后迅速促成《2009年恢复与再投资法》,规定将划拨约500亿美元用来开发绿色能源和提高能效,45亿美元用于改造智能电网,64亿美元用于清洁能源项目,经济危机过程中新能源投资仍增加。

2009年 2009年6月,众议院通过了《美国清洁能源安全法》,美国国会在新能源的议题上具有基本共识,美国当前能耗的69%用于交通业,奥巴马还要求政府投资6亿美元促进消费者购买更加节能的车辆。

美国三届政府先后持续为新能源汽车项目投入巨资,背后是致力于通过新能源汽车获取更大的技术突破以及由此带来的能源变革的触发点。

当然,回头看历史,让人唏嘘不止,当代第一款量产电动汽车是1996年通用汽车研发出EV-1,续航里程140公里,累计生产2000多辆,由于时代的限制,并没有得到大量推广;2002年,结合时代的转型,当年EV1的技术团队成员开始分化,工程师艾尔·科科尼(Al Cocconi)在加州创建AC Propulsion电动汽车公司,它是特斯拉汽车最早的雏形,开创了电动汽车的新时代。另外一拨人,创造了新能源汽车另外一个制高点-通用汽车的”VOLTEC”系统。

应用于全新君越全混动、迈锐宝XL全混动的最新电驱系统,也是诸多努力诞生的典型成果,这款电驱动单元,整个控制模块与两个行星排、两个永磁同步电机、双电机控制器集成在一起,在功能上实现了“双THS”功能,效率更高、动力性更好,而深度集成之后,整个系统仅有7升左右的体积,比上一代体积优化了33%,远优于丰田THS系统,诸如此类技术,还有很多,新能源之新在于技术变革中起到的催化作用,下期我们再进行深度解析。

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