文/阮晓东
混合动力汽车身份尴尬
新能源汽车家族中,纯电动、混合动力、氢燃料电池车各有千秋。在国家政策大力鼓励新能源汽车的当下,车企对现阶段较有市场优势的插电式混合动力车型热情涌动,但在各区域市场普及推广的执行层面,混合动力汽车开始面临各种难题。
上海市出台了相关政策,要求从2015年起,该市消费者购买新能源汽车,必须先提供充电桩安装证明才能上牌照,而这项政策在很大程度上堵住了混合动力汽车的销售。据称,上海市针对插电式混合动力车型的这种政策变化,始于去年底的一次讨论。2014年底,有一组统计数据显示,上海市购买插电式混合动力汽车的车主家里大多没有充电桩,95%以上的车主都在以传统汽油车的模式运行。因此有很多人指出,插电式混合动力汽车没有起到节能减排的效果,国家应该取消补贴。鉴于上海汽车牌照非常难于获得,“套牌论”和“煤电论”将混合动力汽车推上了风口浪尖。
北京市基于同样的出发点,至今也未将插电式混合动力汽车纳入补贴范围。目前,北京已经采取备案制替代此前针对新能源汽车销售、上牌、补贴等的《北京市示范应用新能源小客车生产企业及产品目录》(简称《目录》)。此前,北京市《目录》中只有纯电动车型,一直将插电式混合动力车型拒之门外。而改为备案制之后,北京仍不考虑将插电式混动车型纳入鼓励范畴。
同样,广州也出现了普通混合动力车型不能按照“节能车”的指标上牌的现象。今年2月份出台《广州市新能源汽车推广应用管理暂行办法》称,适用于该《办法》的新能源汽车是指列入工信部《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型》的纯电动车、插电式(含增程式)混合动力车及燃料电池汽车等。传统混合动力车型已不在其列。
为何这么多城市对混合动力汽车不太友好?
在一些人看来,混合动力只是汽车迈向“零排放”的纯电动时代中的一种过渡产物。在几年前,持这种观点的人不乏业内权威专家,以及政府有关部门的决策者,这也导致在我国新能源发展政策中始终将普通混合动力排除在外,而对纯电动车给予了扶持力度,希望绕开混合动力,直接跨越到纯电动车的阶段。
然而,随着近年来纯电动车在推广过程中遭遇到的种种尴尬,越来越多的人认识到,即使混合动力是种过渡产物,也是一种必然经历的阶段,而且这一阶段远比此前想象的要长得多!国家863“节能与新能源汽车”重大项目监理咨询专家组组长王秉刚就明确表示,混合动力是我国新能源汽车发展中绕不过的坎,这和几年其在公开场合几乎只谈纯电动车的态度形成鲜明反差。而来自工信部、发改委、科技部等相关部委的相关专家,也都对混合动力车在节能减排过程中的必要性予以“充分肯定”。
说到混合动力技术,中国政策制定者必须要考虑中企潜在的竞争对手,这也是政策的基本出发点。
混合动力技术有多种,比较成型的是串联式,并联式和混联式。
其中串联式技术也就是我们常说的增程式电动车。这种模式车内只有一套电力驱动系统,包括电机、控制电路、电池,由电动机直接驱动车轮,发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。因为发动机并不直接驱动车轮,因此也不需要变速箱,相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机。主要代表车型为宝马i3(可选装增程模块),雪佛兰沃蓝达(有隐藏的直接驱动模式),Fisker卡玛和奥迪A1e-tron。
并联式插电混合动力车内有两套驱动系统,大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成,电动机与发动机共同驱动车轮。车内只有一台电机,驱动车轮的时候充当电动机,不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机。主要代表车型为奔驰S500插电版、比亚迪秦。
混联式插电混合动力与并联式插电混合动力一样,也有两套驱动系统,但不同的是,混联式有两个电机。一个电动机仅用于直接驱动车轮,还有一个电机具有双重角色:当需要极限性能的时候,充当电动机直接驱动车轮,整车功率就是发动机、两个电机的功率之和;当电力不足的时候,就充当发电机,给电池充电。混联式也称为串并联式,它可以最大限度地发挥串联式与并联式的各自优点, 丰田的Prius 系列的混合动力系统采用的就是这种工作方式。工作时,利用动力分配器分配发动机的动力:一方面直接驱动车轮,另一方面自主地控制发电。由于要利用电能驱动电动机,所以与并联相比,电动机的使用比率增大了。
为何业内人士对混合动力“平反”的同时,相关鼓励政策却一再爽约?一个可能的理由是,面对目前国内企业在混合动力技术方面的研发情况,对混合动力车给予补贴,会使以丰田为代表的跨国车企成为最大赢家,即所谓“肥水流了外人田”。
目前国内在销的混合动力车型中,仅有长安、比亚迪、荣威、一汽等个别品牌的几款车型,且从技术层面,目前只有比亚迪号称即将上市的“秦”具备与丰田抗衡的全混技术,而其他车型更多只是停留在串联式轻混或并联式中混层面。
而另一方面,丰田、本田等汽车企业已在混合动力技术研发上具备多年成熟经验,产品也在全球范围内经过了广泛验证。甚至在混合动力技术方面起步较晚的大众,也在法兰克福车展上宣布,只要市场需要,可以迅速组合出40种以上的混合动力和纯电动车型。在自主品牌缺乏混合动力产品的情况下,出台面向混合动力汽车的补贴政策,必然会使跨国汽车公司获益。
我们必须承认,在混合动力领域,日本比中国的技术要好,日本的技术甚至是全球混合动力企业中最好的技术。目前丰田、本田等日系车企的混合动力汽车已经实现了技术的稳定和产品的产业化,截至2015年末,丰田旗下混合动力车型普锐斯,全球销量已突破900万辆,混合动力汽车全球保有量就已经达到1200万辆。
在超过900万消费者的使用过程中,丰田的混合动力车型的可靠性与安全性也得到了充分的考验,丰田已在大约80个国家和地区销售共计19款混合动力乘用车和1款外插充电式混合动力车。与传统车辆实施同样的日常保修保养,而电池在安全性等方面完全符合全球各个国家和地区严苛的标准,也达到了与整车同寿命,不需要在使用中途更换电池。相对目前业界对纯电动车安全性的担忧,混合动力在这方面的表现也更为成熟。
2016年2月,德媒公布了由德国汽车管理中心(CAM)评选出来的“十年以来汽车行业十大创新技术排行榜”。该榜单根据市场影响力、技术意义以及创新度等要素,对自2005年以来近8000项汽车新技术进行考量之后评选而出。我们看到在十大创新技术中,有4项目都是与混合动力技术相关。
特别是插电式混合动力的高增长让更多人关注了解到了这一类产品的优点。
以刚刚在国内亮相的沃尔沃S60L插电式混合动力车为例,它有效解决了消费者对新能源汽车的种种顾虑:不依赖充电设施,一箱汽油加一次充电,最大续航里程高达1000公里;大幅降低油耗,S60L插电式混合动力车百公里油耗低至2.1升。
德国奥迪公司推出的插电式混合动力车“A3etron”,这是以纯电动汽车和插电式混合动力车等马达驱动车型为对象的专用品牌“e-tron”系列的第一款产品。
宝马“i3”最初只有纯电动汽车,但宝马已经宣布,可选配增程装置(Range Extender),即成为混合动力车型。
现代于不久之前发布了2016款索纳塔插电式混合动力车。据悉,2016款索纳塔插电式混合动力车内部安装了9.8千瓦时电池,电量大约是标准索纳塔混合版的五倍,这样的电量标准使这款车型能够享受到美国最高的税收抵免。这款汽车在纯电动模式下大约能够行驶27英里(约合43公里),240V充电器的充电时间为3小时,120V充电器的充电时间为9小时,它的总行驶里程为600英里(约合966公里)。
美国高效传动公司(EDI)在今年1月宣布,公司即将量产的插电式混合动力SUV被命名为Energy,主要针对亚洲市场。EDI将自身描述成零排放、高校混动电力系统方案提供商的全球领导者。该公司制造SUV专门针对中国市场,搭载2.4升的发动机,为车辆提供能量。该车型提供全电模式,全电模式下车辆可以行使50千米,这使车辆可以符合中国政府新能源汽车的相关规定。
日本政府2010年提出“谁控制了电池,谁就控制了电动汽车”,并组织实施国家专项计划,在2011年已经投入5亿美元用于先进动力电池技术研究。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容,并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆,为完成这一目标,日本到2020年计划开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车。
2016年,本田将在中国启动混合动力车的本地化生产。作为第一项举措,本田将在今年夏季推出混动版“雅阁”。按照计划,本田在中国的合资公司广汽本田将负责汽车的生产,关键组件(比如马达和电池)暂时将从日本进口。
当然,欧美日的汽车厂商致力于插电式混合动力车还是与这些国家的环保政策和人们的环保意识密切相关的。
比如欧盟在强化二氧化碳排放量规制,欧盟规定要到2015年要使“每家汽车厂商产品的二氧化碳排放量降低到每公里120克以下。从2012年开始已要求汽车销量的65%达到规制值,今后将分阶段进行强化,2014年达到80%,2015年达到100%。厂商如果达不到规定,会被处于高额罚款。如果1公里超过1克,会处以5欧元罚款,超过2克会处以15欧元罚款。预定2019年每超过1克,便处以95欧元罚款。通过单纯计算即可发现,到2015年,年产量为100万辆的企业如果二氧化碳排放量超过5克,将被处以9500万欧元的高额罚款。这对于企业而言,是关系到生死存亡的问题。
不仅是欧洲,日本也设定了到2015年度,使二氧化碳排放量达到1公里138克的标准。美国目前正在探讨强化企业平均燃效标准(CAFE)的法案,具体而言,就是到2015年使乘用车的二氧化碳排放量达到1公里152克。
中国:混合动力车平台低,补贴还不确定
根据2012年出台的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》之规定,新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车,混合动力汽车仅被归入节能汽车,并不被归为新能源汽车范畴。
众所周知,目前新能源汽车主要还存在续航里程短、充电时间长、配套体系不完善以及成本居高不下等直接制约其大规模产业化和市场化的问题。而从目前新能源汽车的发展现状来看,要想短时间内实现对上述这些问题的突破或解决,可能性并不大。
此前国家相关部门已经对我国混合动力技术的水平进行了相关调查,当然也看到一些不愿说出的事实。
比如目前我国汽车厂商研发、生产的混合动力汽车水平参差不齐,很多车型还只是普通燃油车的混电改装品而已,并没有严格按照混合动力的需要而重新设计燃油发动机,或至少没有把发动机作为一项专门的品种加以重视。业内专家指出,他们仅从国内一些混合动力车的燃油发动机排量和整个车重上就能看出个大概。
另外就是技术平台水平比较低。如果与外国成熟的混合动力平台相比,我国的技术平台真可谓是发展混合动力汽车的“致命短板”。据悉,混合动力汽车技术平台包括动力系统技术平台、底盘结构平台和储能系统平台。我国的混合动力汽车大多是在传统车上进行改装,无混合动力汽车专业平台化发展的概念。
但是国外的车企则是率先对此进行了多年的研发,技术已十分出众。比如:以本田为代表的发动机与电机的耦合平台、美国Plug-in电动汽车APU与电机的耦合平台,以及丰田和通用为代表的变速器与电机耦合平台。在底盘结构平台化方面,国外很多整车厂都为电动汽车开发构建了全新的平台,比如Volt电动底盘、本田纯电动及Plug-in平台。
此外,核心的发动机也是我国的短板。从国外混合动力成熟产品如丰田普锐斯第三代产品、丰田雷克萨斯IS300h/GS300h,本田雅阁PHEV以及本田飞度、缤智的混合动力车型来看,皆配备的是专用的阿特金森循环发动机。
与传统的奥托循环发动机相比,阿特金森循环发动机具有一定的优势。比如说,阿特金森循环发动机具有极佳的部分负荷经济性,配合电动机能实现更高经济性。在汽车的起动与低速阶段,电动机低速扭矩大的特性恰好弥补了阿特金森循环发动机低速扭矩差的特性,而且阿特金森循环发动机的热效率高也能更好地满足此类环保车型自身的特点。因此,油电混合动力汽车的发动机采用阿特金森循环发动机已经成为先进混合动力车型的标志之一。而现在成熟的阿特金森循环发动机是丰田独立开发的。
再比如镍氢电池,全球约95%的传统混合动力汽车仍然使用镍氢电池。目前Primearth是全球最大的镍氢电池制造商,在全球混合动力车用镍氢电池市场上占有66.4%的份额。但是Primearth是丰田汽车公司的下属子公司。由于Primearth强劲的技术优势和大规模产能,其它镍氢电池制造商很难在短期内进入该市场。
从以上几点考虑,就知道混合动力汽车在中国遭遇尴尬是必然的。真正的混合动力车技术含量较高,价格高昂,在我国实现大批量生产有难度。目前我国混合动力车的制造成本要比同类型的传统汽车高出30%,而这仅靠采购控制、加强管理、设计优化等传统降低成本的方法是远远不够的。由于核心技术几乎都掌握的外企手中,贸然给予补贴肯定无益于国产混合动力汽车的发展。
更直接地说,在传统混合动力汽车市场,丰田等车企已经占有绝对领导地位,自主品牌混合动力汽车公司基本没有超越的机会。
当然,即使是这样恶劣的市场环境,我们还是看到一些试水者。比如最近,长安将与吉利集团共同投资科力远混合动力技术有限公司,双方将就新能源混合动力技术及动力总成研发展开合作。据悉,科力远是混合动力汽车电池及总成世界第三大供应商,云内动力则是我国多缸小缸径柴油机行业的国有控股上市公司。此次长安汽车与云内动力与科力远合作,目的就是能提高传统内燃机的燃油利用率,并与混合动力总成系统匹配,形成自主有竞争力的知识产权。
当然,混合动力汽车若要在中国实现产业化,还需要政策的扶持,这也是国际上通行的做法。虽然短期内国家尚无对混合动力汽车的明确补贴信息,但不排除在远期国家可能通过对混合动力车出台一些优惠措施,例如减免养路费、车辆购置税,或者直接现金补贴,但一个前提是中国的混合动力技术确实已经取得了较大的突破。