2020年12月10日,由國(guó)內(nèi)行業(yè)最具影響力的整車廠、高等院校、科研機(jī)構(gòu)及零部件供應(yīng)商60余家相關(guān)單位共同提議、吉利汽車牽頭,中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)乘用車動(dòng)力總成專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)在寧波杭州灣召開。大會(huì)期間,吉利汽車副總裁動(dòng)力研究院院長(zhǎng) 王瑞平女士以《動(dòng)力總成電氣化轉(zhuǎn)型思考》為題發(fā)表了主題報(bào)告。
以下為演講實(shí)錄:
大家好!
經(jīng)過今天上午幾位行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和我們的頂級(jí)專家對(duì)于我們整個(gè)行業(yè)的分析,給我們明確了方向。我們現(xiàn)在應(yīng)該看到了未來(lái)整個(gè)行業(yè)發(fā)展確實(shí)是充滿了挑戰(zhàn),現(xiàn)在不確定因素非常之多,各種變化,我們?cè)趺磻?yīng)對(duì)我們現(xiàn)在提出來(lái)口號(hào),內(nèi)燃機(jī)要擁抱電氣化,包括今天我們也在談、可能還可以再擁抱更多的像氫能源等等可以有無(wú)限的空間去施展。行業(yè)的分析幾位老師已經(jīng)分析得非常清晰了,我想跟大家分享關(guān)于《動(dòng)力總成電氣化轉(zhuǎn)型思考》,承接幾位老師對(duì)于行業(yè)前瞻性的分析和方向性的跟進(jìn),也是在行業(yè)這種大方向既定的前提下,企業(yè)如何來(lái)進(jìn)行落地,我想各位可能也會(huì)有類似的想法。
先來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下吉利動(dòng)力的規(guī)劃。吉利動(dòng)力總成是隸屬于吉利汽車集團(tuán)的,吉利汽車集團(tuán)下面包含了五個(gè)品牌:吉利汽車、幾何汽車、領(lǐng)克、寶騰和路特斯汽車。這是吉利三代動(dòng)力總成發(fā)展的歷程。從十多年前我們開始開發(fā)了1.0時(shí)代自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),2014年開發(fā)出了2.0時(shí)代直噴增壓,2017年我們投放了一個(gè)混合動(dòng)力平臺(tái)是3.0時(shí)代的產(chǎn)品,包括了1.0T、1.5T和2.0T,加上我們的混動(dòng)動(dòng)力總成平臺(tái)。這些平臺(tái)可以覆蓋到從A0級(jí)到A級(jí)、B級(jí)車型的使用和包含了轎車到SUV、MPV全方位的多功能的應(yīng)用。
3.0時(shí)代的產(chǎn)品重要的是體現(xiàn)了多元化的應(yīng)用,特別是對(duì)于混合動(dòng)力的導(dǎo)入。我們分析的這個(gè)行業(yè)發(fā)展在這種多元化的市場(chǎng)中歸納為四個(gè)方面,也就是內(nèi)燃機(jī)的高效化、動(dòng)力的電氣化、燃料的多樣化以及控制的智能化。這是我們3.0時(shí)代主打的一個(gè)動(dòng)力平臺(tái),我們也稱為黃金動(dòng)力平臺(tái),因?yàn)閼?yīng)用領(lǐng)域最寬,主要是由1.5TD+7DCT330這個(gè)平臺(tái)來(lái)組成的。1.5TD這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)可以擴(kuò)展到6個(gè)變型的機(jī)型應(yīng)用,包括傳統(tǒng)機(jī)型、高效動(dòng)力和48V米勒循環(huán)以及HEV和插電式、增程,也包括了靈活燃料的應(yīng)用。而變速箱可以覆蓋到從300扭米到的450扭米的范圍,也覆蓋了傳統(tǒng)動(dòng)力和混合動(dòng)力。
剛才那個(gè)動(dòng)力總成也獲得了今年中國(guó)汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的一等獎(jiǎng),感謝各位領(lǐng)導(dǎo)和專家的支持。3.0時(shí)代產(chǎn)品混合產(chǎn)品應(yīng)用情況搭載在了吉利集團(tuán)下面的14個(gè)平臺(tái)車型,已經(jīng)投放了市場(chǎng),涵蓋了輕混、深混、插混和增程式應(yīng)用,包括了國(guó)際和國(guó)內(nèi)的各種品種。也包含了我們?cè)跉W洲的豪華車型的應(yīng)用,包括倫敦出租車以及其他地區(qū)的使用情況。
對(duì)于電氣化產(chǎn)品的戰(zhàn)略布局重點(diǎn)考慮HEV的應(yīng)用情況,根據(jù)我們了解的使用場(chǎng)景和我們自己對(duì)未來(lái)的思考,我們認(rèn)為48V的應(yīng)用會(huì)相對(duì)面比較寬,從A0級(jí)到C級(jí)都會(huì)有使用空間。但是對(duì)于HEV或者包括PHEV是集中在大中型的車輛上,因?yàn)閷?duì)于大中型規(guī)模的產(chǎn)品,一個(gè)是節(jié)油效果明顯,另一個(gè)就是可以有效地吸收成本。對(duì)于增程,這個(gè)小型的串聯(lián)式的實(shí)際上指的是現(xiàn)在日產(chǎn)在市場(chǎng)上推出的,真正的增程式更多的應(yīng)用還是在純電的平臺(tái)上,我們認(rèn)為應(yīng)該會(huì)更有前景,對(duì)于一些中大型的純電車型。
對(duì)于未來(lái)動(dòng)力總成電氣化的技術(shù)趨勢(shì),隨著整個(gè)電機(jī)化的深入,這個(gè)大的趨勢(shì)一定是發(fā)動(dòng)機(jī)將更加地高效,動(dòng)力總成更加趨向于簡(jiǎn)潔,這就意味著發(fā)動(dòng)機(jī)可以在純粹、局部高效區(qū)域工作,也就使得可以把熱效率做得更高,今天上午幾位領(lǐng)導(dǎo)和專家提到可以高到45%-50%,混合動(dòng)力至少達(dá)到50%,傳統(tǒng)車型要達(dá)到45%。對(duì)于變速箱會(huì)隨著電氣化的加深由多檔化到少檔化,從傳統(tǒng)動(dòng)力的6-9檔到混合動(dòng)力的1-4檔,再到電動(dòng)車1-2檔。
這是一個(gè)案例,為了開發(fā)更加高效的混合動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī),我們也做了一些高效熱效率的研究,在這個(gè)預(yù)研的領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到了指示效率49.5%。
接下來(lái)我想聚焦到混合動(dòng)力的話題,這是我們李駿院士提出來(lái)的,未來(lái)我們2.0的技術(shù)路線圖主要的方向。我們也都看到了到2035年混合動(dòng)力和電動(dòng)車要各占50%,面對(duì)這樣的份額怎么才能從現(xiàn)在的3%和5%在接下來(lái)短短的15年之間有一個(gè)這樣的突破性的跨越和增長(zhǎng),所以我覺得各個(gè)企業(yè)肯定也是我們大家所面臨的問題,也是大家正在思考的、關(guān)心的問題,所以想把這個(gè)話題提出來(lái)和大家共享。
這就是李駿院士提出的節(jié)能路線圖,這是我們現(xiàn)在調(diào)查到的目前從今年前三季度和2019年對(duì)比,我們可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)市場(chǎng)HEV的增長(zhǎng)還是比較明顯的,跟2020年相比增長(zhǎng)了25%?當(dāng)然這個(gè)肯定主要是日系車,大家也都知道,我們國(guó)產(chǎn)的基本上在市場(chǎng)上還沒有什么體量。
在歐洲也可以看到整個(gè)西歐的情況,受政策的激勵(lì),BEV和PHEV的同比增長(zhǎng)達(dá)到了一倍以上。日本由于長(zhǎng)期的稅收和節(jié)能的聯(lián)動(dòng)政策,使混合動(dòng)力的占比高達(dá)了25%左右。我們?cè)賮?lái)看一下從傳統(tǒng)到強(qiáng)混、插電和純電對(duì)比一下可以發(fā)現(xiàn)強(qiáng)混方面是對(duì)于高速充電,包括城市充電、電網(wǎng)擴(kuò)容方面對(duì)電力沒有需求,可以不充電,沒有依賴的,使用便利性比較好。對(duì)于各種用途方面,長(zhǎng)途、中短期或者網(wǎng)約車、專車,強(qiáng)混這種混合動(dòng)力也都可以使用,所以選擇面和應(yīng)用面都是非常寬泛的。
這里從能量流的維度來(lái)分析一下傳統(tǒng)動(dòng)力和混合動(dòng)力在節(jié)能方面的差一點(diǎn)在哪里,如何來(lái)理解。從這個(gè)圖可以看到,中間的這個(gè)藍(lán)色的小山一樣的圖代表了常用的運(yùn)行工況,這里可以看到多數(shù)是在發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速區(qū),也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的低效區(qū),在高效區(qū)的工況不是特別多,所以這也導(dǎo)致了油耗和效能是比較低的。
主要損失實(shí)際上體現(xiàn)在工況不能聚焦到高效區(qū)和制動(dòng)能量無(wú)法回收。而這個(gè)是混合動(dòng)力的一個(gè)示意圖,從循環(huán)工況圖可以看到,在混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的這種工作原理上,工作工況基本上聚焦在了中間的大面積高效區(qū)域,也是我們李駿院士上午提到的,逐步會(huì)往高效區(qū)集中,我們努力的方向就是要把工作的區(qū)域往這個(gè)中間的高效區(qū)去集中。
現(xiàn)在我們開發(fā)的混合動(dòng)力的產(chǎn)品基本上是按照這樣的邏輯實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè)目標(biāo)。也就是在工況區(qū)域方面還有加上制動(dòng)能量回收,可以看到將近10%的能量回收,這就大大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。我們從這兩這圖也可以看到,如果行駛相同的循環(huán),這些數(shù)據(jù)是根據(jù)一個(gè)循環(huán)計(jì)算出來(lái)的,基于一個(gè)1.7噸的SUV的實(shí)測(cè)的輸入邊際條件為基礎(chǔ)來(lái)做的測(cè)算。它的能量可以看到從上面的這個(gè)6萬(wàn)多焦可以降到37000多焦,也就是節(jié)能效率基本上達(dá)到了40%。
再來(lái)看一下混動(dòng)和電動(dòng)基礎(chǔ)技術(shù)之間的關(guān)系,我們可以看到其實(shí)有很好的共同性。這個(gè)共同就是指基礎(chǔ)技術(shù)三電,電機(jī)、電控和電池是一樣的,它的技術(shù)基本上是在一個(gè)領(lǐng)域的。能源技術(shù),我們當(dāng)然既需要充電,又需要加油的混動(dòng)。對(duì)于這上面三個(gè)種類,HEV、PHEV和BEV是體現(xiàn)了這樣的特點(diǎn)。
混動(dòng)和電動(dòng)在這個(gè)共通性上面有哪些體現(xiàn)呢?首先在基礎(chǔ)零部件方面是共通的,比如在動(dòng)力總成領(lǐng)域,無(wú)論你是純電的還是機(jī)電耦合等等技術(shù),基礎(chǔ)零部件都是來(lái)自于驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和機(jī)電耦合裝置,這部分都是相通的,核心的材料以及元器件,像這些電子電器元件都是相通的,在基礎(chǔ)支撐方面,一些先進(jìn)的檢測(cè)、先進(jìn)的工藝也是相通的。
在控制上面其實(shí)有很強(qiáng)的共用性。這是一個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)控制圖,左邊代表了發(fā)動(dòng)機(jī)、右邊代表了變速器,發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器中間有一部分綠色的,拿出來(lái)其實(shí)就是電動(dòng)車的控制部分,整個(gè)混合動(dòng)力的控制部分實(shí)際上覆蓋了傳統(tǒng)和電動(dòng)雙向模塊的需要。你做得了混動(dòng)就一定做得了電動(dòng),做電動(dòng)是相對(duì)簡(jiǎn)化了。你掌握了最復(fù)雜的技術(shù),所以再做其他的技術(shù)會(huì)輕而易舉地勝任,所以大家要有足夠的信心。
這里想談一下混合動(dòng)力和中國(guó)的道路實(shí)際使用情況,我們認(rèn)為也是比較相符的。我們可以看到上面是中國(guó)的人口密度的分布,下面是歐洲的,可以看到中國(guó)綠色的柱子,我們的人口聚集密度是歐洲的三倍,在這樣的情況下我們的城市大多是高樓大廈,所以要達(dá)到每家每戶充電便利的條件肯定不是一蹴而就的。由于城市聚集的密集也導(dǎo)致了城市的車速比較低,擁堵嚴(yán)重,在歐洲最堵的城市平均車速在50公里。為什么說(shuō)混合動(dòng)力適合這個(gè)工況呢?因?yàn)?strong>混合動(dòng)力恰恰可以解決充電的不便利,因?yàn)椴恍枰潆?,而且又可以解決城市擁堵帶動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)不能在高效區(qū)工作,因?yàn)樗梢栽诘退俚臅r(shí)候以電為主導(dǎo),而在高速的時(shí)候以油為主導(dǎo),這樣就可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)集中在高效區(qū)域工作,充分地發(fā)揮這樣的系統(tǒng)化優(yōu)勢(shì)。
下面來(lái)談一下混合動(dòng)力技術(shù)系統(tǒng)的難點(diǎn),從三個(gè)方面:合理構(gòu)型、智能控制、產(chǎn)品保障。
第一,構(gòu)型。從P1、P2、P3到P2.5、P1+P2、P1+P3,也有雙電極的混聯(lián)和雙電極的串聯(lián)等等,日系基本上是以雙電機(jī)為主導(dǎo)的,而歐系是以單電機(jī)的P2或者P2.5為主導(dǎo)的。國(guó)內(nèi)的各大企業(yè),我們?cè)缙趹?yīng)該有很多做P2的,現(xiàn)在基本上在歐系和日系兩大技術(shù)路線上跟進(jìn)。
混合動(dòng)力的系統(tǒng)理想構(gòu)型,這個(gè)構(gòu)型它的定義實(shí)際上決定了你這個(gè)系統(tǒng)的先進(jìn)性,怎么樣才是一個(gè)理想的構(gòu)型?你要充分地考慮到整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì),也就是你的各方面的定義對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、電機(jī)、離合器等等所有關(guān)鍵系統(tǒng)、部件、功能模塊都要做到最佳配合和合適的要求。
這是吉利的GHS1.0時(shí)代的混合動(dòng)力。吉利在混合動(dòng)力領(lǐng)域?qū)嶋H上在十多年前做了很多的基礎(chǔ)研究和推廣。我們?nèi)ツ暝趶V州發(fā)布,在市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)了試運(yùn)行。
這是我們的GHS2.0系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)是我們的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成,實(shí)際上是4.0的混合動(dòng)力,專用的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱正在開發(fā)之中。
難點(diǎn)二是關(guān)于智能及精確的動(dòng)態(tài)控制,包括了燃燒系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),一直到整車的邏輯性、系統(tǒng)化聯(lián)動(dòng)的精準(zhǔn)控制。
另外就是發(fā)動(dòng)機(jī)的智能操作系統(tǒng)是從燃燒管理到扭矩管理、燃油管理、熱管理等等一系列都需要和智能系統(tǒng)、智能管理進(jìn)行聯(lián)動(dòng)起來(lái)。智能化控制,駕駛的過程中如何最大限度提升節(jié)油的混動(dòng)效率?我們可以看到使用中的過程的工況從起步到城市運(yùn)行工況到高速運(yùn)行工況,每種工況下如何進(jìn)行儲(chǔ)能,包括坡路怎么樣進(jìn)行自學(xué)習(xí)和自動(dòng)響應(yīng),這里面都是智能化的應(yīng)用。所以智能化會(huì)是下一步對(duì)于混合動(dòng)力把節(jié)能效果做到極致的一個(gè)非常關(guān)鍵的核心技術(shù),這也是我們各個(gè)企業(yè)下一步重點(diǎn)應(yīng)該去研究和攻克的。現(xiàn)在我相信各個(gè)企業(yè)都在做了,這是我們下一步要努力提高的。
第三方面就是產(chǎn)品的保障。因?yàn)榛旌蟿?dòng)力是一個(gè)新生事物,所以產(chǎn)品驗(yàn)證的規(guī)范實(shí)際上現(xiàn)在積累還比較少,我們還沒有足夠多的數(shù)據(jù),所以這個(gè)過程如何才能夠保證我們的產(chǎn)品投放市場(chǎng)是一個(gè)可靠的,這個(gè)可靠性是經(jīng)過充分驗(yàn)證的,然后讓我們的客戶用得放心。所以這個(gè)過程是我們對(duì)大量的數(shù)據(jù)測(cè)試研究的過程,也是我們?cè)谥贫?biāo)準(zhǔn)的過程,整個(gè)測(cè)試要從部件級(jí)到總成級(jí)到整車級(jí)進(jìn)行系統(tǒng)化的標(biāo)準(zhǔn)制定,需要大量數(shù)據(jù)輸入。吉利這些年通過跟沃爾沃在混合動(dòng)力領(lǐng)域的合作,我們也輸入了很多包括道路的路譜,包括全世界各種地區(qū)工況的路譜,沃爾沃有大量的積累,這方面獲益很大,沃爾沃相對(duì)于整個(gè)歐洲行業(yè)都是非常高的。拿我們的變速箱耐久實(shí)驗(yàn)為例就比整個(gè)歐洲行業(yè)里面耐久性的24萬(wàn)公里高出了將近50%,要求35萬(wàn)公里,所以吉利現(xiàn)在所有的開發(fā)都是按照歐洲豪華標(biāo)準(zhǔn)的定位來(lái)做高端開發(fā)的。
如何讓這些標(biāo)準(zhǔn)得到驗(yàn)證,我們也是在整個(gè)完善的開發(fā)能力保障之下,我們也組織了很強(qiáng)大的車隊(duì),在全球典型市場(chǎng)做了大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的實(shí)車驗(yàn)證,也積累了大量的一手資料。
最后想談一些行業(yè)的難點(diǎn)和建議。行業(yè)的難點(diǎn)也和大家這些天有很多的交流和溝通,我們歸納有四點(diǎn):資源、市場(chǎng)、成本、規(guī)模。
由于混合動(dòng)力在初期發(fā)展階段,供應(yīng)鏈還不夠完善,技術(shù)人才也缺乏;
現(xiàn)在市場(chǎng)體量還不夠大,客戶對(duì)購(gòu)買混動(dòng)的熱情還不夠高;
成本方面由于油電技術(shù)的疊加使得成本有所增長(zhǎng),所以這樣使得規(guī)格品種多,也導(dǎo)致了體量效益差;
由于產(chǎn)業(yè)的規(guī)模小,資質(zhì)的準(zhǔn)入也比較難,所以這個(gè)規(guī)模效應(yīng)還體現(xiàn)不出來(lái)。
我們來(lái)對(duì)標(biāo)一下這是歐洲針對(duì)碳排放的一個(gè)關(guān)聯(lián)性的政策,可以看到它是把購(gòu)置稅的稅收和碳排放的數(shù)量直接掛鉤的。在二氧化碳排放達(dá)到了255g以上的時(shí)候稅收達(dá)到了2000多英鎊以上。右邊這個(gè)圖是日本的節(jié)油政策,和消費(fèi)稅掛鉤。這個(gè)政策可以看到對(duì)于重量稅大于40%的時(shí)候就全免了,排量稅大于30%的時(shí)候可以減免75%,環(huán)境稅大于20%的時(shí)候就可以全面,跟節(jié)油率密切掛鉤,這樣從需求端就激發(fā)了客戶購(gòu)買的熱情。
最后我們也提一個(gè)建議呼吁一下,我們作為會(huì)員的理事長(zhǎng)單位,所以也想代表會(huì)員的心聲,我們也呼吁一下:
一、是否能夠?qū)で笠恍┱叩闹С?/strong>?比如說(shuō)能夠滿足把HEV和其他的PHEV或者EV增程一樣的政策,在雙積分的比例、補(bǔ)貼、減免購(gòu)置稅、或者路權(quán)免牌照等等這些方面享受同等待遇,同時(shí)參考?xì)W洲和日本的節(jié)能減排政策把排放和購(gòu)買方面直接聯(lián)動(dòng);
二、能否推動(dòng)供應(yīng)共享車站的使用;
三、能不能在國(guó)家行業(yè)領(lǐng)域組織一些牽頭合作對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合公關(guān),最后營(yíng)造一種文化氛圍;
四、希望國(guó)家和行業(yè)牽頭推動(dòng)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化,降低研發(fā)成本和制造成本,同時(shí)攜手培育相關(guān)領(lǐng)域的供應(yīng)鏈。當(dāng)然如果能夠得到行業(yè)的支持,也將更有利于供應(yīng)鏈的培養(yǎng);
五、希望把混動(dòng)能夠納入支持性產(chǎn)業(yè),在投資準(zhǔn)入方面都能夠給予支持。
以上就是我的報(bào)告,非常感謝大家的聆聽,也感謝大家對(duì)乘動(dòng)會(huì)的支持,謝謝大家!
(注:本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載!)
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