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　　清華大學(xué)汽車工程開發(fā)研究院常務(wù)副院長、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任宋健：“汽車電動化不是純電動化，在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，很可能還是混合動力汽車的天下”

　　2019年對中國汽車產(chǎn)業(yè)來說是不平凡的一年，車市銷量下降，國五轉(zhuǎn)國六提前、節(jié)能減排收緊等問題接踵而至，這些因素不僅影響著終端銷售與市場情況，也影響了汽車企業(yè)乃至整個行業(yè)的技術(shù)規(guī)劃與發(fā)展方向，往東還是往西？走快點還是走慢點？ 這些都需要從更深層次的汽車技術(shù)方面去尋找答案。

　　8月13日，圍繞著這些業(yè)內(nèi)亟待解決的問題，吉利汽車和寰球汽車集團聯(lián)合舉辦了“吉利智擎技術(shù)解析暨吉利動力總成“微米工廠”開放日活動，以希望通過解讀展示吉利的多系統(tǒng)動力發(fā)展方向以及在節(jié)能減排方面的做法，來為業(yè)內(nèi)提供一個判斷未來中國汽車動力走向的依據(jù)。

　　本次研討會上，清華大學(xué)汽車工程開發(fā)研究院常務(wù)副院長、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任宋健指出：汽車電動化不是純電動化，在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，很可能還是混合動力汽車的天下。宋健認(rèn)為，由于鋰資源、鈷資源的稀缺，純電動汽車的電池制造將會受到很大的制約。而氫燃料電池所需要的氫氣儲存還面臨著很大的技術(shù)問題。今后尤其2025年或者2030年以后，主要還是插電式混合汽車的天下。

　　1能量消耗的兩個組成部分是什么？

　　結(jié)合當(dāng)前清潔動力的整體發(fā)展階段來看，48V輕混系統(tǒng)是從中等混合動力基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是一種較為適合中國國情的混合動力技術(shù)。

　　主要原理是在傳統(tǒng)燃油汽車的基礎(chǔ)上，增加48V電池和48V電機，配合一套DC/DC系統(tǒng)，把48V電機的動力系統(tǒng)切換為12V的動力系統(tǒng)。實際上增加的零部件少，成本增加也少。但輕混系統(tǒng)，跟過去所謂的微混系統(tǒng)，仍有著較大的區(qū)別。

　　據(jù)了解，48V輕混系統(tǒng)的基本思想，就是通過把車用設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓提高到48V，使得它能夠帶動更大功率的車載系統(tǒng)，實現(xiàn)和車上其它系統(tǒng)更好的整合48V輕混系統(tǒng)的最大好處，則是在于對發(fā)動機啟停、起步、剎車等工況下的優(yōu)化，從而直接降低車輛油耗。

　　但不同的是48V系統(tǒng)是一種電機和發(fā)動機并行驅(qū)動汽車的系統(tǒng)，與此前36V、42V僅能實現(xiàn)啟停功能的系統(tǒng)仍有著較大的區(qū)別。48V系統(tǒng)可以共同驅(qū)動汽車，也可以單獨驅(qū)動汽車。在中等負(fù)荷情況下，一般靠發(fā)動機來驅(qū)動?；谶@一原理，48V在高負(fù)荷的情況又能否和發(fā)動機一起驅(qū)動？

　　據(jù)了解，這與配置和電池量有很大關(guān)系。如果電池量較少將沒有共同驅(qū)動的特征。而當(dāng)電池電力不足、發(fā)動機工作的情況下，電機可以變成發(fā)動機，只要給電池稍稍的補充一點電，這樣就可以形成一個比較完整的混合動力系統(tǒng)，既可以保證在車輛制動的時候，實現(xiàn)再生制動功能。

　　根據(jù)美國環(huán)境保護局對美國汽車行駛工況的統(tǒng)計顯示，在常規(guī)車型日常駕駛狀態(tài)下，當(dāng)100%的燃料能量進入發(fā)動機，約32%會被發(fā)動機本身排氣、冷卻、摩擦等消耗完，而最終用于汽車做工的部分，在城市工況下實際上只有百分之六點幾，其中在公路情況下接近20%。大量的能量主要浪費在怠速和停車環(huán)節(jié)，這一部分浪費量在城市工況下約3.2%，公路情況下約3.6%。另一個是制動環(huán)節(jié)，在城市工況下有5.8%的浪費，公路情況下也有2.2%。

　　而在城市工況下，按照EPA的循環(huán)，消耗的怠速停車和制動能量是23%，意味著大量的能耗是在這兩個環(huán)節(jié)被消耗，但只要把這部分能量通過動力混合系統(tǒng)不消耗，仍可以實現(xiàn)大比例節(jié)能。

　　此前不斷有人指出，怠速的耗油量較低，但實際耗油量的多少遠超實際預(yù)估。按照美國能耗計算方法，城市55%的加成、公路45%的加權(quán)來計算，消耗在怠速停車和制動的能量是克服阻力能量的2倍左右。通過混合動力系統(tǒng)，制動能量是可以回收的，也可以完全取消掉怠速的油耗。

　　2 48V已實現(xiàn)5L節(jié)油目標(biāo)

　　基于這一原理，48V系統(tǒng)可保證在空調(diào)開啟的狀態(tài)下可實時為空調(diào)供電。因此，在熱天的情況下，只要在那停車就可以把發(fā)動機徹底關(guān)掉。同時，低速行駛時也可以徹底關(guān)掉發(fā)動機，這樣就可以大幅度節(jié)能。以上主要就是解釋為什么48V系統(tǒng)可以大比例節(jié)能。從這些不難看出，48V輕混系統(tǒng)并不是一定比深混差很多，其實兩者差的并不太多。

　　可以肯定的來說，48V輕混系統(tǒng)是極具經(jīng)濟價值的輕混系統(tǒng)。其中優(yōu)勢體現(xiàn)在，改動小、成本低，但在電控系統(tǒng)方面需要做相關(guān)的控制變化。此外由于采用低壓系統(tǒng)，電氣設(shè)備增加的成本比較低。其次48V的電機控制器的功率原件僅采用MOS就可以實現(xiàn)正常運行，而根據(jù)目前市場價格而言，單體MOS價格不足10塊錢，而一個IGBT模塊也不足千元，這意味著該套動力系統(tǒng)的成本十分可控。

　　48V輕混系統(tǒng)對比高壓輕混系統(tǒng)，怠速油耗的節(jié)省基本一致，按美國統(tǒng)計，怠速油耗主要源于城市工況的油耗，而在節(jié)省后，實際標(biāo)準(zhǔn)將基本一致的。而在制動能量回收方面，由于48V的電機功率小一點，再生制動能力稍弱，但同樣可以節(jié)能，甚至節(jié)省能量接近50%。而高壓混動系統(tǒng)一般伴隨著發(fā)動機系統(tǒng)能效改善，48V系統(tǒng)缺不需要，相比深混技術(shù)來說，它節(jié)能潛力稍有差距，但是成本優(yōu)勢更強。

　　一般來講，48V系統(tǒng)用了30%或者50%左右的成本就起到了深混70%-80%的節(jié)能效果，是現(xiàn)階段性價比比較好的節(jié)能系統(tǒng)，對于業(yè)內(nèi)2020年的節(jié)5升的節(jié)油目標(biāo)，目前的實際數(shù)據(jù)已經(jīng)基本達成。但進一步的目標(biāo)，如2025年實現(xiàn)4升，那么單純的48V系統(tǒng)仍有差距。

　　3插電式混動的春天還有多遠？

　　據(jù)了解，現(xiàn)階段吉利對深混和增程式等節(jié)能技術(shù)均有布局與研究。從動力系統(tǒng)的發(fā)展程度來看，宋健指出：2020年以后插電式混合系統(tǒng)將達到4升，并成為主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因為，汽車的電動化并不是純電動化，真正想要實現(xiàn)純電動化，現(xiàn)在的資源同樣是負(fù)擔(dān)不起的。

　　根據(jù)國家能源部發(fā)布的整體數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)階段世界范圍內(nèi)的鋰、鈷資源比石油的資源更加稀缺。此前輿論習(xí)慣把石油資源當(dāng)成不可再生資源，但隨著頁巖油、頁巖氣被發(fā)現(xiàn)后，就已經(jīng)推翻了石油生成理論即過去由動物尸體變成為石油的理論。實際上石油就是地球上自身帶的，任何碳?xì)浠衔镌诟邷厍闆r下就會轉(zhuǎn)化成油。所以從這方面來說，每年探明的儲量還是高于采油量，其中還沒包括頁巖油。

　　這意味，待到2025年或者2030年以后，插電式混合汽車將迎來發(fā)展的春天。而實際上純電動汽車，也有可能在該階段被資源所制約，甚至不排除沒有長遠發(fā)展的情況。畢竟從供應(yīng)角度而言，鋰、鈷資源的目前實際儲配量，無法造出能夠滿足全社會電動化所需的動力電池；像燃料電池如氫氣制備可以制出來。

　　但如何儲存仍舊是值得關(guān)注的問題，而圍繞這一問題，現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)甚至還不了解是否有能夠滿足這一需求的大容積儲存氫氣設(shè)備，這些問題都將是限制我們下一階段燃料電池發(fā)展的核心與關(guān)鍵。