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新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

來源:新能源汽車網(wǎng)
時(shí)間:2017-12-04 09:33:33
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新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?書接上回!電池中國網(wǎng)曾就網(wǎng)傳2018新能源汽車補(bǔ)貼新政多個(gè)版本進(jìn)行了細(xì)致整理,并針對“能量密度”和“純電動乘用車補(bǔ)貼”網(wǎng)傳補(bǔ)貼新政進(jìn)行了深

新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

書接上回!電池中國網(wǎng)曾就網(wǎng)傳2018新能源汽車補(bǔ)貼新政多個(gè)版本進(jìn)行了細(xì)致整理,并針對“能量密度”和“純電動乘用車補(bǔ)貼”網(wǎng)傳補(bǔ)貼新政進(jìn)行了深入分析。本文將繼續(xù)對2018年網(wǎng)傳新版本新能源汽車補(bǔ)貼政策進(jìn)行預(yù)測解析。

細(xì)節(jié)三:分類補(bǔ)貼 新能源客車、專用車為何區(qū)別對待?

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會研究部在《2017年中國新能源汽車動力電池發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢展望》報(bào)告中,對2016年新能源客車和新能源專用車產(chǎn)量數(shù)據(jù)做了細(xì)致分析,2016年年底,新能源汽車補(bǔ)貼政策的調(diào)整對新能源客車和專用車的市場影響較大。見下圖:

新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

(數(shù)據(jù)來源:中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會研究部)

通過數(shù)據(jù)對比我們不難發(fā)現(xiàn),受2016年新能源汽車補(bǔ)貼退坡的影響,2017年1-5月新能源客車產(chǎn)量較低,從6月份開始有所回升,產(chǎn)量基本與去年持平。值得注意的是,2016年年底出現(xiàn)一輪車企搶裝搶配潮,而從目前新能源客車企業(yè)的態(tài)度和電池企業(yè)的庫存狀況來看,2017年年底也有可能將出現(xiàn)新能源客車企業(yè)集中放量的情況。而新能源專用車市場,特別是新能源物流車和運(yùn)輸車市場在今年有較大發(fā)展,預(yù)計(jì)表現(xiàn)第四季度市場趨勢和新能源客車相同,在此就不做過多分析。

盡管目前網(wǎng)傳的新能源汽車補(bǔ)貼政策調(diào)整版本較多,但總體看來新能源客車和專用車調(diào)整情況不容樂觀。網(wǎng)傳國家對新能源客車和專業(yè)車的補(bǔ)貼退坡幅度將在20%—40%之間,有客車企業(yè)認(rèn)為財(cái)政補(bǔ)貼退坡幅度會在20%左右,但電池中國網(wǎng)認(rèn)為退坡的幅度將超過企業(yè)想象,部分車型退坡比例應(yīng)該接近40%,甚至超過40%。

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會研究部主任周波認(rèn)為,新能源客車和專用車市場不同于新能源乘用車市場,有較強(qiáng)的封閉性,市場需求較為穩(wěn)定,客戶采購計(jì)劃明確,國外客車企業(yè)很難打入中國市場。在這樣的市場前提下,國家有可能會對新能源客車的補(bǔ)貼進(jìn)行較大幅度的退坡,重點(diǎn)扶持對外競爭壓力較大的新能源乘用車。而大幅度的補(bǔ)貼退坡有利于車企盡快擺脫對補(bǔ)貼的依賴,有利于形成良好的市場生態(tài)。

電池中國網(wǎng)分析認(rèn)為,雖然新能源客車補(bǔ)貼退坡比例可能達(dá)到40%,但對于國內(nèi)一線企業(yè)而言,補(bǔ)貼退坡幅度尚在可接受范圍之內(nèi)。據(jù)宇通客車披露,目前該公司大型客車的價(jià)格約為70萬元(補(bǔ)貼后),傳統(tǒng)燃油大客車價(jià)格在50萬元左右,這樣的價(jià)格基本上可以保證宇通純電動客車和燃油客車之間的競爭力。宇通客車今年電芯采購價(jià)格要高于業(yè)內(nèi)平均采購價(jià)格400元,通過其它成本把控依然可以實(shí)現(xiàn)單車成本行業(yè)內(nèi)最低。網(wǎng)傳的2018年補(bǔ)貼新政退坡40%,即2017年國補(bǔ)和地補(bǔ)最高補(bǔ)貼45萬元,而2018年單車最高國補(bǔ)加地補(bǔ)為27萬元,補(bǔ)貼差額為18萬元。如果按照單車帶電量300度電計(jì)算,則宇通有12萬元的降成本空間,而在電芯價(jià)格下降的前提下,企業(yè)的成本把控基本可以維持產(chǎn)品“油電”競爭的平衡。另一方面,國內(nèi)新能源客車出口量巨大,海外市場已經(jīng)成為我國新能源客車企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),據(jù)媒體報(bào)道,歐洲傳統(tǒng)客車價(jià)格約為150萬元人民幣,而比亞迪k9的價(jià)格也只不過180萬元人民幣,國產(chǎn)新能源客車在海外競爭力較強(qiáng),將極大降低車企對新能源汽車補(bǔ)貼的依賴。此外,值得注意的一點(diǎn)是國內(nèi)一些客車企業(yè),如銀隆新能源采取了新型商業(yè)模式(網(wǎng)傳快充客車補(bǔ)貼退坡幅度也將超過30%),在這種商業(yè)運(yùn)作下,生產(chǎn)成本早已不再單純由車企負(fù)擔(dān),補(bǔ)貼調(diào)整的影響也會相對減弱。

目前國內(nèi)的純電動客車(非快充)依然以磷酸鐵鋰動力電池的技術(shù)路線為主,錳酸鋰電池則大量裝配在混合動力新能源客車上,快充電池依然以鈦酸鋰為主。據(jù)動力電池應(yīng)用分會研究部統(tǒng)計(jì)的新能源汽車2017年1-10月動力電池裝機(jī)量數(shù)據(jù)分析,受2016年補(bǔ)貼政策調(diào)整影響,2017年1-5月份新能源客車市場表現(xiàn)低迷,動力電池裝機(jī)量較低。2018年補(bǔ)貼政策調(diào)整也將會有類似的生產(chǎn)“真空期”出現(xiàn),對于主要生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池的企業(yè)而言可能在銷量上會受到較大的影響,待企業(yè)渡過產(chǎn)能真空期后會迎來較大幅度的銷量釋放。

新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

(數(shù)據(jù)來源:中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會研究部)

細(xì)節(jié)四:能耗門檻成補(bǔ)貼參數(shù) 政策導(dǎo)向何方

新能源汽車補(bǔ)貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

(數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò))

電池中國網(wǎng)發(fā)現(xiàn),網(wǎng)傳的國家財(cái)政部審議稿中還把百公里電耗和單位載質(zhì)量能量消耗量(Ekg)作為補(bǔ)貼參數(shù),在車輛能耗方面對新能源汽車進(jìn)行細(xì)致的能耗劃分。

據(jù)網(wǎng)傳版本描述,在純電動乘用車方面百公里能耗必須優(yōu)于2017年現(xiàn)行政策的10%,才能獲得補(bǔ)貼資格,并在優(yōu)于10%—15%、15%—35%和>35%三個(gè)區(qū)間設(shè)立調(diào)整檔次,分別給予0.5、1和1.1倍的補(bǔ)貼。而在純電動客車方面則設(shè)立0.2—0.21Wh/km·kg、0.15—0.2Wh/km·kg和<0.15Wh/km·kg三個(gè)Ekg值指標(biāo)區(qū)間,分別給予0.5、1和1.1倍的補(bǔ)貼。純電動貨車、運(yùn)輸類專用車Ekg要求不高于0.35Wh/km·kg,0.35—0.4Wh/km·kg(含)的按0.2倍,優(yōu)于0.35Wh/km·kg按1倍進(jìn)行補(bǔ)貼。

電池中國網(wǎng)認(rèn)為補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立能耗門檻是符合當(dāng)前新能源汽車發(fā)展趨勢的。首先我國大力發(fā)展新能源汽車的初衷是節(jié)能減排,添加相關(guān)能耗指標(biāo)有利于新能源汽車的綠色發(fā)展。眾所周知,特斯拉被新加坡政府罰款的主要原因是車輛本身能耗過大。中國工程院院士楊裕生也曾經(jīng)尖銳地指出:“雙積分”管理辦法中“唯里程論”的做法嚴(yán)重背離了節(jié)能減排、低碳環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。從前文分析我們可以看出,2018年補(bǔ)貼政策將會依然向長續(xù)航里程車型傾斜,補(bǔ)貼政策在能耗上進(jìn)行嚴(yán)格限制,有利于車企提高車輛節(jié)能水平,走輕量化和低碳化的綠色發(fā)展道路。

武漢大學(xué)教授艾新平認(rèn)為,2020年電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到200Wh/kg、單體能量密度達(dá)到300Wh/kg以上,則車輛續(xù)駛里程為300km較為正常。但是如果基于200Wh/kg電池包,將車輛續(xù)駛里程設(shè)計(jì)為500km,那么能耗會增加17%左右,整車電池成本也會成倍增加。電池中國網(wǎng)認(rèn)為,通過增加相應(yīng)的能耗門檻,有利于車企合理設(shè)計(jì)車輛的續(xù)駛里程,避免為追求補(bǔ)貼,出現(xiàn)本末倒置情況。

綜上所述,電池中國網(wǎng)認(rèn)為百公里能耗和單位載質(zhì)量能量消耗量指標(biāo),將成為擺在車企和電池企業(yè)面前的一道急需跨越的門檻。就目前技術(shù)層面來講,在車輛整體帶電量不變的情況下,降低車輛整備質(zhì)量和提高車輛電控水平將是降低車輛能耗的兩個(gè)重要途徑。

降低車體整備質(zhì)量,也可以理解為電動汽車的輕量化。也就是在保證電動汽車的強(qiáng)度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量,從而提高汽車的動力性,減少能耗,降低排放。在傳統(tǒng)燃油車方面,如果車輛整備質(zhì)量降低一半,汽車的燃油消耗也將降低一半,對電動汽車而言,通過實(shí)施輕量化降低百公里能耗同樣適用。

目前汽車輕量化主要是在汽車制造中使用輕量材料,如鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維和碳纖維等,也可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)等方式減少車體整備質(zhì)量。當(dāng)然車企也可以通過去除備胎等簡單手段降低車輛整備質(zhì)量。由于車企最終采取的方案不同,車輛輕量化的成本也不相同,在此不便進(jìn)行估計(jì)。

另一方面能耗門檻對車企、電池企業(yè)、電機(jī)企業(yè),甚至是電控企業(yè)的產(chǎn)業(yè)融合提出了更嚴(yán)格的要求。單位能耗的下降是需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)同才能解決的問題。比如更高效的電機(jī)可以有效地降低單位能耗、更先進(jìn)的BMS可以讓電池使用更穩(wěn)定、更輕的PACK材料可以有效降低電池包的質(zhì)量??偠灾档湍芎膶⑹且粋€(gè)綜合性的問題,在當(dāng)前生產(chǎn)能力和企業(yè)成本的限制下,各方協(xié)調(diào)發(fā)展才能解決汽車的單位能耗問題。

而對于電池企業(yè)而言,能耗門檻的提出變向提高了車企的采購要求。一方面單位能耗的設(shè)置對動力電池產(chǎn)品的一致性、循環(huán)性提出了更高的要求。一致性較高、循環(huán)性優(yōu)良的電池產(chǎn)品成組后更便于系統(tǒng)管理,更有利于車企能耗的調(diào)節(jié)把控。如果電池產(chǎn)品一致性較差,BMS就將處于被動均衡狀態(tài),不利于電池組系統(tǒng)正常使用,從而導(dǎo)致能耗的上升。另一方面,在能耗指標(biāo)的要求下,車企會控制車體重量,為了追求更高的續(xù)航里程,車企可能會選擇單體質(zhì)量低、比能量高的電芯產(chǎn)品。

前文我們曾提到了純電動乘用車補(bǔ)貼政策在續(xù)航里程方面的調(diào)整。低續(xù)航里程的乘用車將成為調(diào)整重點(diǎn),特別用10萬元以下的微小型車進(jìn)行舉例。但嚴(yán)格來說,微小型車?yán)m(xù)航里程并不一定短。一些微型車通過搭載高能量密度的軟包電池,續(xù)航里程可以達(dá)到250km左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過微小型車150—180km的平均水平。如果微小型車?yán)m(xù)航達(dá)到250km,那么其退坡的幅度將在20%左右。而能耗門檻的提出可以有效地杜絕一部分為拿補(bǔ)貼而生的“長跑小怪獸”的出現(xiàn)。

而對于單位載質(zhì)量能量消耗量Ekg,簡單來講,就是車輛載重1kg行駛1km所消耗的能量,主要用于衡量新能源客車、物流車和運(yùn)輸車的有效電能的利用效率。

Ekg的計(jì)算公式:

Ekg=E/M

其中:

E表示電能消耗率,是根據(jù)電動汽車GB/T18386《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》試驗(yàn)中消耗的電能除以行駛里程所得的值(單位:Wh/km);

M表示附加質(zhì)量,車輛基本參數(shù)。GB/T 18386檢測試驗(yàn)中的所需附加質(zhì)量,單位kg,具體計(jì)算如下:

1、最大允許裝載質(zhì)量小于或等于180kg,附加質(zhì)量=最大允許裝載質(zhì)量;

2、最大允許裝載質(zhì)量大于180kg,但小于360kg,附加質(zhì)量=180kg;

3、最大允許裝載質(zhì)量大于或等于360kg,附加質(zhì)量=1/2最大允許裝載質(zhì)量。

注:按GB/T 3730.2《道路車輛 質(zhì)量 詞匯和代碼》中定義:最大允許裝載質(zhì)量=最大允許總質(zhì)量-整車整備質(zhì)量(單位:kg)。

試驗(yàn)方法是,附加1/2最大允許裝載質(zhì)量,采用40km/h等速法試驗(yàn)檢測。

現(xiàn)行補(bǔ)貼政策新能源客車的Ekg值要求不高于0.24Wh/km·kg,純電動貨車、運(yùn)輸類專用車的Ekg值要求不高于0.5Wh/km·kg。而網(wǎng)絡(luò)流傳的財(cái)政部審議稿上,最高Ekg要求分別為0.15Wh/km·kg和0.35Wh/km·kg。在不考慮外來環(huán)境因素的情況下,Ekg值主要是由車輛的電能消耗率(E)和附加質(zhì)量(M)決定的。簡單分析,E越小,M越大,則Ekg值越小,反之則Ekg值越大。也就是說,極大的降低車輛的電能消耗和提高車輛附加質(zhì)量,可以有效降低Ekg值。

而在實(shí)際中可以通過以下措施有效提高車輛的Ekg值:

(1)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能與參數(shù)對能耗和續(xù)駛里程的影響至關(guān)重要。電機(jī)的效率對能耗和續(xù)駛里程的影響最大。提高車輛電機(jī)效率,同步提升車輛電控水平有助于降低車輛Ekg。

(2)當(dāng)電動客車配裝的電池總量一定時(shí),電池參數(shù)中電池的比能量對能耗和續(xù)駛里程影響最大,選擇安全、可靠、比能量高的車載儲能裝置,對提高一次充電的續(xù)駛里程,降低整備質(zhì)量和能耗的影響都有重要意義。選擇比能量高的電池有助于降低車輛Ekg。

(3)降低輪胎的滾動阻力系數(shù),選用低阻力輪胎有一定成效。

(4)對車身進(jìn)行流線型優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn),以減小迎風(fēng)面積、降低迎風(fēng)阻力系數(shù)。

(5)盡量降低整車整備質(zhì)量,通過車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和各總成的輕量化匹配,以提高客車的有效載荷和整備質(zhì)量利用系數(shù),即車體輕量化,優(yōu)化車體承載設(shè)計(jì)。

以解放牌(CA6100URBEV24)純電動城市客車為例,其帶電量為216.26kWh,續(xù)駛里程為320km,其最大質(zhì)量為17000kg,整備質(zhì)量為11000kg和11250kg(這里為實(shí)現(xiàn)附加質(zhì)量的最大值,我們?nèi)∏罢撸?。我們假設(shè)車輛在實(shí)驗(yàn)條件下依然可以達(dá)到標(biāo)稱的續(xù)駛里程,

則E=216.26/320≈0.676kWh/km=676Wh/km,

M=(17000-11000)/2=3000kg,

則Ekg=E/M≈0.23Wh/km·kg

略低于2017年現(xiàn)行的國家補(bǔ)貼政策0.24Wh/km·kg的標(biāo)準(zhǔn),屬于合格產(chǎn)品。但要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)傳2018年補(bǔ)貼Ekg最高系數(shù)的補(bǔ)貼技術(shù)要求,還要做出一番調(diào)整,通過計(jì)算我們來預(yù)估一下車企的調(diào)整難度。

首先我們假設(shè)在E(電能消耗率)不變的情況下,則M=E/Ekg(Ekg取網(wǎng)傳最小值),

則M=676/0.15≈4507kg,

整備質(zhì)量為X,則X=17000-2M=7986kg,

E(電能消耗率)不變的情況下則整備質(zhì)量至少要下降3014kg,才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)傳0.15Wh/km·kg的要求。X約相當(dāng)于降低了當(dāng)前整備質(zhì)量的四分之一。很顯然,這種調(diào)整是不太現(xiàn)實(shí)的。

如果我們降低當(dāng)前整備質(zhì)量的八分之一,也就是1375kg時(shí),可以認(rèn)為將是一個(gè)相對可行的方案,

則M=[17000-(11000-1375)]/2=3687.5kg

按照Ekg=0.15Wh/km·kg計(jì)算,

則E=0.55kWh/km

這樣理想的來看,上述推論將是一個(gè)比較可行的方案。當(dāng)然這個(gè)是在比較理想和比較極限的狀態(tài)下計(jì)算出的,并不具備實(shí)際參考價(jià)值。但我們大致可以分析出新能源客車的Ekg值要想小于0.15Wh/km·kg的調(diào)整極限,則車輛的整備質(zhì)量至少要降低1t左右,每公里電耗至少要降低0.1kWh。但在整備質(zhì)量的變動下,車輛的電能消耗率也將有所變動。這是一個(gè)較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,由于缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在此就不做細(xì)致推導(dǎo)了。

盡管我們的推導(dǎo)不具備實(shí)際參考價(jià)值,但我們也不難看出新能源客車企業(yè)很難通過簡單的調(diào)整來適應(yīng)網(wǎng)傳的2018年的補(bǔ)貼新政。而如果網(wǎng)傳屬實(shí),在能量密度和能耗雙標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)控下,車企2017年公告車型將面臨大規(guī)模調(diào)整。小到微小型車型更換電芯、減少車輛配置,大到大型客車重新設(shè)計(jì)車體結(jié)構(gòu)、更換車體材料,車企將進(jìn)入漫長的調(diào)整期。加之漫長的公告審核期,車企將付出巨大的時(shí)間成本,對于一些產(chǎn)品單一、或者是主打新能源汽車的企業(yè),無疑將會陷入非常尷尬的局面。

作者:楊碩