箭在弦上，汽車廠商生死存亡命系新能源汽車的開發(fā)

汽車廠商的生存問題

談新能源汽車以及后面的汽車電子，對我而言是一個非常嚴(yán)肅的問題。為什么這么說呢？因為我已然投入了近6年的光陰在這上面，這個目前略顯尷尬的汽車節(jié)能技術(shù)分支到底未來究竟如何走向，直接關(guān)系到我們這些吃技術(shù)飯的工程師的職業(yè)前途。當(dāng)然新能源汽車是個較廣的概念，這里界定為混合動力汽車（包含弱混、中混和強(qiáng) 混）、插入式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車。對大部分人而言，有兩個問題：汽車廠商為什么要開發(fā)新能源汽車？消費者能否買賬購買新能源汽車？

從各個主要的汽車廠商的角度來看，最為核心的是生存問題，二氧化碳排放和燃油經(jīng)濟(jì)性，這是卡脖子的事情，全球最為主要的法規(guī)，如表1所示。

1. 二氧化碳排放量：這項限制曬率先發(fā)生在歐盟。歐盟在2009年對汽車企業(yè)推出二氧化碳減排規(guī)則，規(guī)定從2012年到2015年，車企必須將二氧化碳排放量 降至平均130克，在2020年之前降至95克的中期目標(biāo)；各汽車廠商平均65％的新車達(dá)到目標(biāo)值，之后分階段提高該比例，逐年提高至75％、80％及 100％。這項規(guī)定對歐洲車企產(chǎn)生了決定性影響，以德企三強(qiáng)（寶馬、戴姆勒和大眾）為例，來分析推出新能源汽車的時間軸就可以完全明白這個道理。超級積分 制碳排放低于50g的，一輛頂3.5輛的規(guī)則，使得新能源汽車對于車企在法規(guī)下的生存起到了決定性的要求。

2.燃油經(jīng)濟(jì)型：以美國 和中國的為首的兩大市場，推出“公司平均燃油經(jīng)濟(jì)性”(Corporate Average Fuel Economy, 簡稱 CAFE)之后，其新能源汽車的策略就和公司的生存聯(lián)系在一起。汽車電動化的進(jìn)程，就變成了一項不賺錢也需要去做，去努力的事情。

主要汽車市場的汽車環(huán)保法規(guī)分析

汽 車企業(yè)，對于后文所說的各種不同的車輛，和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)上的節(jié)能環(huán)保技術(shù)疊加和組合使用，形成一個整體的效果，來滿足要求。所以總體上來看，企業(yè)的策略 就是以自身的策略選擇為前提，在滿足法規(guī)的條件下，為未來做準(zhǔn)備。所以從汽車廠家的角度，新能源汽車方面的技術(shù)代表其長期利益，現(xiàn)在做多了虧錢，處在一定 規(guī)模下，不停學(xué)習(xí)和進(jìn)化的過程之中。

表1 世界主要汽車市場的汽車環(huán)保法規(guī)

對消費者來說，快速完成對新能源車的認(rèn)知是較為困難的。按照普遍意義上的選擇，消費者更看重的地方在于：
1）混合動力汽車
這類汽車事實上已經(jīng)基本被消費者認(rèn)可，汽車廠商也有很大的意愿開發(fā)此類汽車。這個類別的汽車中：
? 弱混系統(tǒng)成本較低，在此文中暫時將之排除在外，等后面介紹42V和48V系統(tǒng)的時候再進(jìn)行詳細(xì)的敘述。
? 中混系統(tǒng)可以算是新能源汽車，根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】來看，從低壓至高壓進(jìn)行演變，中混系統(tǒng)是經(jīng)過了一定的變革的。
? 強(qiáng)混系統(tǒng)這個領(lǐng)域，豐田汽車做的太成功了，以至于其他企業(yè)不得不與之結(jié)盟或者選擇考慮跳過這項技術(shù)。為什么這么說呢？只看美國的數(shù)據(jù)【2】的話，其混合動 力產(chǎn)品的占有率已經(jīng)達(dá)到了。再算上其在日本和歐洲的銷量，如圖3所示，從銷量上看豐田在整個混合動力的領(lǐng)域就是霸主無疑。追溯這個故事的話，可以參閱 《THE PRIUS THAT SHOOK THE WORLD》和《豐田汽車案例：精益制造的14項管理原則》第六章中內(nèi)容。

圖1 美國市場混合動力汽車銷售市場份額【3】

圖2 豐田混合動力汽車銷售情況

電動汽車布局新能源汽車

2）插入式混合動力汽車（含增程式）和純電動汽車
這類車的特點，是需要從電網(wǎng)中補(bǔ)充電力，通過一個比強(qiáng)混更大的電池組，來儲存更多的電能。而這些電能，使得電動的續(xù)航里程得以提高，提高到極致就取消了發(fā)動機(jī)，完全依靠電池組提供能量。對于汽車企業(yè)而言，開發(fā)此類車輛有以下的一些規(guī)律：

a）幾乎所有大的汽車企業(yè)，都已經(jīng)在這個領(lǐng)域內(nèi)布局了。如表2所示.

表2 目前的插電式電動汽車

b）電動里程的特點，使得汽車企業(yè)可以開發(fā)此類車型油耗和排放較低，由于超級積分制度，使得這類車的價值對車廠來說變得較高。

新能源汽車部件對比

c）除了極端的跑車以外，做到100miles是一個限制，現(xiàn)有的電池的能量密度使得純電動汽車的20kWh左右作為一個臨界點。從某種意義上來說，各家企業(yè)同等電池包大小的情況下，電動車的車重和尺寸受到了極大的限制，幾乎沒辦法做出差異性。
d） 插入式混合動力，相比較而言，從燃油經(jīng)濟(jì)性和總續(xù)航里程角度上可以為大多數(shù)客戶所接受。其瓶頸就是在原有的基礎(chǔ)上，加入一套電動驅(qū)動系統(tǒng)（特別是電池系 統(tǒng)）所帶來的成本壓力是很大的。電池系統(tǒng)的價格估計，按照文獻(xiàn)3的研究，每kwh總體目前在400～500$左右，也就是說10000$/20kwh，這 是最大的一部分。

表3 部件對比表

消費者目前對于購買這類車，其實存在很大的顧慮的，因為它的性價比還沒有達(dá)到相對理想的程度，所以即使是從LEAF和VOLT開始推向市場3年之內(nèi)，總體的銷售數(shù)據(jù)還是比較低的。在下個系列的文章之中，我將主要從充電問題的角度來探討。

新能源汽車之我見

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3）燃料電池汽車
談起這類汽車，基本消費者不會購買，汽車廠商開發(fā)處在開發(fā)和試運營的階段。從本身的機(jī)構(gòu)來看，燃料電池汽車包括氫氣儲存系統(tǒng)，燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，配電系統(tǒng)、儲能電池系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)等。

從成本分析的角度來看，目前的這些部件，成本較高；而且由于基于液氫系統(tǒng)的系統(tǒng)較為復(fù)雜，從可靠性的角度也是很難解決的。

一個最為艱難的問題，還在于加氫站的問題。與基于電網(wǎng)的插電式新能源汽車相比，這又是一套獨立的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，也需要從無到有一點點建設(shè)。與加油站相比，加氫站的標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)問題也較多。

對于燃料電池汽車而言，豐田和本田的執(zhí)著投入，我感覺還是很關(guān)鍵的。從一個汽車工程師的角度，你很難不佩服豐田對于它認(rèn)為有價值的技術(shù)的執(zhí)著投入和其非常堅定的執(zhí)行力，它成功的不僅僅是生產(chǎn)這塊。

談?wù)剛€人的看法
以 上的內(nèi)容，相對比較客觀，以下談?wù)勎覀€人的看法。面對喧囂的媒體，以及熱鬧的股市，其實從工程師的角度來看，評估一個方向的技術(shù)的發(fā)展和狀態(tài)，主要是列出 其需要解決的問題，評估其當(dāng)前方案的成本和離客戶期望的差距。按照這個概念，第一類是用戶可以接受，慢慢可能它們不能稱為新能源汽車，只是普通內(nèi)燃機(jī)汽車 的一種配置；第二類較大的取決于電池成本&技術(shù)和充電基礎(chǔ)設(shè)施這兩個基本點；第三類技術(shù)，從本質(zhì)上已經(jīng)在研發(fā)的實驗室以及車企內(nèi)部的試驗田內(nèi)度過 了15年以上了，它還沒有達(dá)到目前可以推向個人客戶的階段，這不是幾個天縱奇才的工程師和總工可以解決得了的。汽車行業(yè)背負(fù)的東西，也確實多了一些，以至 于求新求變并不是這個行業(yè)的文化基因。所以從個人來看，每家車企似乎都走得很慢；作為一個工程師，也只能盡力站在一個基本點上，不斷去思考如何解決問題， 完善現(xiàn)有的東西，當(dāng)一個變革點到來的時候，或許真的就不一樣了。

新能源汽車在中國的發(fā)展，走的路途比較曲折?？傮w來看，汽車企業(yè)、政府政策以及基礎(chǔ)設(shè)施方面，在乘用車領(lǐng)域呈現(xiàn)一種波浪式的發(fā)展。2014年至2015年，應(yīng)該來說市場會有一定程度的啟動，對車企和工程師個人而言，相信未來會有更多的機(jī)遇。

參考文件???
【1】A Comparative Study of the Production Applications of Hybrid Electric Powertrains Harry L. Husted Delphi Corporation
【2】Fuel Economy State of the World 2014 GFEI 表格2
【3】PHEV BATTERY COST ASSESSMENT TIAX LLC????

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《汽車電子瞭望臺》之一：汽車電子的未來不容樂觀

《汽車電子瞭望臺》之二：在中國買得起電動汽車未必辦得下充電證！

《汽車電子瞭望臺》之三：箭在弦上，汽車廠商生死存亡命系新能源汽車的開發(fā)

《汽車電子瞭望臺》之四：新能源汽車的核心部件大剖析：電池系統(tǒng)篇

《汽車電子瞭望臺》之五：俯瞰“48V電氣系統(tǒng)”的前世今生