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2020供应链大会丨林志强:碳排放挑战下的高效动力系统解决方案

盖世直播 2020-10-21 22:14:48

2020 年10月21日-22日,由中国汽车工业协会和西安市人民政府联合主办的“2020 中国汽车供应链大会”隆重召开。本届供应链大会主题为“育新机、谋新篇、开新局——助力构建安全可控汽车产业链”。其中,在10月21日举办的“传统汽车零部件的未来之路”论坛上,广西玉柴机器股份执行副总裁林志强发表了精彩演讲。

电池,玉柴,商用车

广西玉柴机器股份执行副总裁林志强

以下为演讲实录:

大家下午好!玉柴一直是做专业动力发动机的企业,未来要成为全球的专业动力系统的领航者,多年以来玉柴的车用柴油发动机和燃气发动机主要配套于商用车。玉柴1951年成立,明年就是公司的70周年,这些风风雨雨的年月过去,特别在现在,大家都说传统的汽车零部件制造企业应该怎么往前走,所以我今天主要是和大家分享玉柴在商用车动力整个系统的技术路线上的一些分析。

首先,不断升级的排放法规,从2021年将全面实施国6A阶段排放法规到2023年国6B阶段,预计2027年、2028年实施国7排放法规,都推动着发动机和零部件企业技术提升和产品升级。

大家知道,能耗是动力系统的最大挑战,而能耗又与二氧化碳排放成正比关系。当前,世界各地都在不断的实施更严格的二氧化碳排放法规,中国推行的是油耗法规,预计在2025年左右实施第四阶段油耗法规,根据法规要求,新的整车测试循环工况本身就会致使油耗提高5%,在这个基础上相对于第三阶段油耗限制再下降10~15%的油耗。面向商用车市场,经济性这一个因素是决定使用者的最终需求。所以,摆在我们面前的课题是在满足国家实施更严格的二氧化碳排放和油耗法规同时,满足终端客户追求最低油耗需求。

目前世界上,欧美的一些企业都在做一些不同技术路线准备,可以看到有混合动力、纯电动等在不同用途的车辆上应用,且不同领域应用的技术路线也不一样。比如城市公交车目前大家可以很明显的感觉到基本上是纯电动,因为纯电动有充足的充电桩、电耗成本比烧油低很多、故障率低等等优势,现在公交公司的维护人员基本上都缩减到原来的50%左右,因此纯电动非常利于在公交市场发展。对于货车、特别是中重型货车,大多动力将来发展可能仍以内燃机为主,但是内燃机动力在今后的发展,大多是发动机加电的组合,而不是单一的发动机,还有一些新的其他的燃料,来满足更严格的能耗要求。大家都关注的燃料电池,它还有很长的商业化的路要走,预计真正达到商业化阶段是在2030年之后,这个准备时间对我们企业来说也是比较紧张的。

关于内燃机效率解析,一百年来,证明柴油发动机本身是热效率最高的一种动力机械,目前市场上柴油机的平均热效率42%左右,还有很大的提高热效率的空间,包括一些损失、附件电动化、减少磨擦功等等方面都有进一步提升优化的空间,使热效率做到50%以上,目前玉柴在没有加余热能量回收的条件下可达到50%的热效率水平。

从图上可以看到虽然发动机热效率最高,但是高效区很窄,这个是技术关联性比较强的一张图,但是大多区域还是效率比较低一些的,而右边这张图是电机效率的,可以看到电机高效率区域相当的宽广,并且最高效率达到95%以上。

那么通过这两种动力优化结合,是否能够得到一个更加高效的动力系统?这就形成很重要的技术实现途径:利用不同的机和电的比例,组合来形成一个高效的解决方案。我们预测在将来的动力市场,动力是多元化的,这里有混合动力、纯发动机、纯电池、燃料电池,每一种不同的组合,要根据市场的不同需求,我们为最终客户选择最适合的一套解决方法。

我们提出一个分配的公式,就是这两个阿尔法(α)的值决定的,基于这种思路我们开发了一系列产品,举几个例子,这是我们推出的一个IE-Power系统,它可以作为增程器的应用,也可以作为混合动力的应用。在将来这种机电的耦合不是一个简单的拼装式,一定是一个高度集成式,完全一体化的机器,这是玉柴做的方案,大家可以看到我们把它做成电机壳体,电机的转子起到发动机惯量的作用,无论在机械结构设计方面,还是在性能上都紧密耦合在一起,形成一个高效系统。玉柴在增程器应用上,一升柴油发4度电,效率提高了20%以上,在实际应用当中这种增程的应用是有串联的混合动力,它适合拥堵的地方,收到很好的效果。

我们在港口市场采用増程式技术方案,通过实际使用了一年多的统计数据,要比原来的纯发动机节约50%以上用油量,但是这种解决方法只能用于这种市场;如果用在高速公路上,我们实验统计分析在高速公路上它不但不省油,还费油。若在城市客车采用功率分流式混合动力,我们实验结果表明在城市循环工况下节油率可以达到60%,在CWTVC有高速公路的循环工况下节油率可以达到40%,当然纯电动刚才说了,比如说公交车在这种有充足充电桩条件时很适合纯电动。我们判断以后的纯电动车型不是传统的简单改装一下变成纯电动,比如一开始特斯拉做的只是一个纯电的车型。现在国内大多采用中央直驱式,我们叫简单的拼装式,它以后发展的路不会很长久。将来一定是考虑到电池怎么安全,怎么布置最节省空间,怎么样重量最轻,效率最高的一整套方案,而我们的纯电动系统是把电机和车桥结合在一起的车桥式纯电动系统,取消了传动轴,可以利用原传动轴占据的空间布置动力电池,把电池不布置在车的中央,这是纯电动车的一个新概念。

最后说一下燃料电池,现在我们判断燃料电池还没有达到商业化的程度,但是燃料电池肯定是一个颠覆内燃机的一个很重要的技术手段。玉柴现在做各方面的开发储备,大家可以看到发动机与内燃机很类似,我们所有的供应商都是一样的,将来的动力,会依据市场不断变更的要求,不断的扩展自己的产品,我们完全能够适应市场的需求。

现在的燃料电池系统,玉柴做整个系统的集成控制,实测系统效率达到61.57%,在商用车领域我认为这个数据是最高的,整个结构的紧凑程度也是行业内的一个标杆,目前玉柴在储备一系列的产品,在商业模式成熟的适当时间将会推向市场。

未来的动力市场,肯定是一个多元化市场,不同的市场会适应不同的动力组合。传统内燃机还有很大的提升效率的空间,它会长久的存在。将来无论什么新技术应用,它一定不是简单的拼装式,一定是高度集成式,对于产业链来说,我们各个产业链如果识别了未来市场的需求,借助原来的产业技术不断地创新自己的产品,一定会赢得美好的未来市场。

谢谢大家。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202010/21I70222768C108.shtml

文章标签: 电池

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