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新能源汽車補貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

時間:2017-12-04

來源:網絡轉載

導語:電池中國網曾就網傳2018新能源汽車補貼新政多個版本進行了細致整理,并針對“能量密度”和“純電動乘用車補貼”網傳補貼新政進行了深入分析。

書接上回!電池中國網曾就網傳2018新能源汽車補貼新政多個版本進行了細致整理,并針對“能量密度”和“純電動乘用車補貼”網傳補貼新政進行了深入分析。本文將繼續對2018年網傳新版本新能源汽車補貼政策進行預測解析。

細節三:分類補貼新能源客車、專用車為何區別對待?

中國化學與物理電源行業協會動力電池應用分會研究部在《2017年中國新能源汽車動力電池發展現狀及未來趨勢展望》報告中,對2016年新能源客車和新能源專用車產量數據做了細致分析,2016年年底,新能源汽車補貼政策的調整對新能源客車和專用車的市場影響較大。見下圖:

新能源汽車補貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

新能源汽車補貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

通過數據對比我們不難發現,受2016年新能源汽車補貼退坡的影響,2017年1-5月新能源客車產量較低,從6月份開始有所回升,產量基本與去年持平。值得注意的是,2016年年底出現一輪車企搶裝搶配潮,而從目前新能源客車企業的態度和電池企業的庫存狀況來看,2017年年底也有可能將出現新能源客車企業集中放量的情況。而新能源專用車市場,特別是新能源物流車和運輸車市場在今年有較大發展,預計表現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。

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

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

電池中國網分析認為,雖然新能源客車補貼退坡比例可能達到40%,但對于國內一線企業而言,補貼退坡幅度尚在可接受范圍之內。據宇通客車披露,目前該公司大型客車的價格約為70萬元(補貼后),傳統燃油大客車價格在50萬元左右,這樣的價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格要高于業內平均采購價格400元,通過其它成本把控依然可以實現單車成本行業內最低。網傳的2018年補貼新政退坡40%,即2017年國補和地補最高補貼45萬元,而2018年單車最高國補加地補為27萬元,補貼差額為18萬元。如果按照單車帶電量300度電計算,則宇通有12萬元的降成本空間,而在電芯價格下降的前提下,企業的成本把控基本可以維持產品“油電”競爭的平衡。另一方面,國內新能源客車出口量巨大,海外市場已經成為我國新能源客車企業新的經濟增長點,據媒體報道,歐洲傳統客車價格約為150萬元人民幣,而比亞迪k9的價格也只不過180萬元人民幣,國產新能源客車在海外競爭力較強,將極大降低車企對新能源汽車補貼的依賴。此外,值得注意的一點是國內一些客車企業,如銀隆新能源采取了新型商業模式(網傳快充客車補貼退坡幅度也將超過30%),在這種商業運作下,生產成本早已不再單純由車企負擔,補貼調整的影響也會相對減弱。

目前國內的純電動客車(非快充)依然以磷酸鐵鋰動力電池的技術路線為主,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。據動力電池應用分會研究部統計的新能源汽車2017年1-10月動力電池裝機量數據分析,受2016年補貼政策調整影響,2017年1-5月份新能源客車市場表現低迷,動力電池裝機量較低。2018年補貼政策調整也將會有類似的生產“真空期”出現,對于主要生產磷酸鐵鋰電池的企業而言可能在銷量上會受到較大的影響,待企業渡過產能真空期后會迎來較大幅度的銷量釋放。

新能源汽車補貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

細節四:能耗門檻成補貼參數政策導向何方

新能源汽車補貼新政猜想:能耗門檻將絆倒誰?

電池中國網發現,網傳的國家財政部審議稿中還把百公里電耗和單位載質量能量消耗量(Ekg)作為補貼參數,在車輛能耗方面對新能源汽車進行細致的能耗劃分。

據網傳版本描述,在純電動乘用車方面百公里能耗必須優于2017年現行政策的10%,才能獲得補貼資格,并在優于10%—15%、15%—35%和>35%三個區間設立調整檔次,分別給予0.5、1和1.1倍的補貼。而在純電動客車方面則設立0.2—0.21Wh/km·kg、0.15—0.2Wh/km·kg和<0.15Wh/km·kg三個Ekg值指標區間,分別給予0.5、1和1.1倍的補貼。純電動貨車、運輸類專用車Ekg要求不高于0.35Wh/km·kg,0.35—0.4Wh/km·kg(含)的按0.2倍,優于0.35Wh/km·kg按1倍進行補貼。

電池中國網認為補貼標準設立能耗門檻是符合當前新能源汽車發展趨勢的。首先我國大力發展新能源汽車的初衷是節能減排,添加相關能耗指標有利于新能源汽車的綠色發展。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尖銳地指出:“雙積分”管理辦法中“唯里程論”的做法嚴重背離了節能減排、低碳環保的發展目標。從前文分析我們可以看出,2018年補貼政策將會依然向長續航里程車型傾斜,補貼政策在能耗上進行嚴格限制,有利于車企提高車輛節能水平,走輕量化和低碳化的綠色發展道路。

武漢大學教授艾新平認為,2020年電池系統能量密度達到200Wh/kg、單體能量密度達到300Wh/kg以上,則車輛續駛里程為300km較為正常。但是如果基于200Wh/kg電池包,將車輛續駛里程設計為500km,那么能耗會增加17%左右,整車電池成本也會成倍增加。電池中國網認為,通過增加相應的能耗門檻,有利于車企合理設計車輛的續駛里程,避免為追求補貼,出現本末倒置情況。

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

降低車體整備質量,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度和安全性能的前提下,盡可能地降低汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少能耗,降低排放。在傳統燃油車方面,如果車輛整備質量降低一半,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,也可以通過結構設計優化,局部加強設計等方式減少車體整備質量。當然車企也可以通過去除備胎等簡單手段降低車輛整備質量。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,在此不便進行估計。

另一方面能耗門檻對車企、電池企業、電機企業,甚至是電控企業的產業融合提出了更嚴格的要求。單位能耗的下降是需要產業鏈企業協同才能解決的問題。比如更高效的電機可以有效地降低單位能耗、更先進的BMS可以讓電池使用更穩定、更輕的PACK材料可以有效降低電池包的質量。總而言之,降低能耗將是一個綜合性的問題,在當前生產能力和企業成本的限制下,各方協調發展才能解決汽車的單位能耗問題。

而對于電池企業而言,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置對動力電池產品的一致性、循環性提出了更高的要求。一致性較高、循環性優良的電池產品成組后更便于系統管理,更有利于車企能耗的調節把控。如果電池產品一致性較差,BMS就將處于被動均衡狀態,不利于電池組系統正常使用,從而導致能耗的上升。另一方面,在能耗指標的要求下,車企會控制車體重量,為了追求更高的續航里程,車企可能會選擇單體質量低、比能量高的電芯產品。

前文我們曾提到了純電動乘用車補貼政策在續航里程方面的調整。低續航里程的乘用車將成為調整重點,特別用10萬元以下的微小型車進行舉例。但嚴格來說,微小型車續航里程并不一定短。一些微型車通過搭載高能量密度的軟包電池,續航里程可以達到250km左右,遠遠超過微小型車150—180km的平均水平。如果微小型車續航達到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貼而生的“長跑小怪獸”的出現。

而對于單位載質量能量消耗量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、物流車和運輸車的有效電能的利用效率。

Ekg的計算公式:

Ekg=E/M

其中:

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

M表示附加質量,車輛基本參數。GB/T18386檢測試驗中的所需附加質量,單位kg,具體計算如下:

1、最大允許裝載質量小于或等于180kg,附加質量=最大允許裝載質量;

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

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

注:按GB/T3730.2《道路車輛質量詞匯和代碼》中定義:最大允許裝載質量=最大允許總質量-整車整備質量(單位:kg)。

試驗方法是,附加1/2最大允許裝載質量,采用40km/h等速法試驗檢測。

現行補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、運輸類專用車的Ekg值要求不高于0.5Wh/km·kg。而網絡流傳的財政部審議稿上,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量,可以有效降低Ekg值。

而在實際中可以通過以下措施有效提高車輛的Ekg值:

(1)電機的結構、性能與參數對能耗和續駛里程的影響至關重要。電機的效率對能耗和續駛里程的影響最大。提高車輛電機效率,同步提升車輛電控水平有助于降低車輛Ekg。

(2)當電動客車配裝的電池總量一定時,電池參數中電池的比能量對能耗和續駛里程影響最大,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駛里程,降低整備質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,選用低阻力輪胎有一定成效。

(4)對車身進行流線型優化設計和改進,以減小迎風面積、降低迎風阻力系數。

(5)盡量降低整車整備質量,通過車身結構優化設計和各總成的輕量化匹配,以提高客車的有效載荷和整備質量利用系數,即車體輕量化,優化車體承載設計。

以解放牌(CA6100URBEV24)純電動城市客車為例,其帶電量為216.26kWh,續駛里程為320km,其最大質量為17000kg,整備質量為11000kg和11250kg(這里為實現附加質量的最大值,我們取前者)。我們假設車輛在實驗條件下依然可以達到標稱的續駛里程,

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年現行的國家補貼政策0.24Wh/km·kg的標準,屬于合格產品。但要實現網傳2018年補貼Ekg最高系數的補貼技術要求,還要做出一番調整,通過計算我們來預估一下車企的調整難度。

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

則M=676/0.15≈4507kg,

整備質量為X,則X=17000-2M=7986kg,

E(電能消耗率)不變的情況下則整備質量至少要下降3014kg,才能實現網傳0.15Wh/km·kg的要求。X約相當于降低了當前整備質量的四分之一。很顯然,這種調整是不太現實的。

如果我們降低當前整備質量的八分之一,也就是1375kg時,可以認為將是一個相對可行的方案,

則M=[17000-(11000-1375)]/2=3687.5kg

按照Ekg=0.15Wh/km·kg計算,

則E=0.55kWh/km

這樣理想的來看,上述推論將是一個比較可行的方案。當然這個是在比較理想和比較極限的狀態下計算出的,并不具備實際參考價值。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的調整極限,則車輛的整備質量至少要降低1t左右,每公里電耗至少要降低0.1kWh。但在整備質量的變動下,車輛的電能消耗率也將有所變動。這是一個較為復雜的數學模型,由于缺乏相關實驗數據,在此就不做細致推導了。

盡管我們的推導不具備實際參考價值,但我們也不難看出新能源客車企業很難通過簡單的調整來適應網傳的2018年的補貼新政。而如果網傳屬實,在能量密度和能耗雙標準的調控下,車企2017年公告車型將面臨大規模調整。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計車體結構、更換車體材料,車企將進入漫長的調整期。加之漫長的公告審核期,車企將付出巨大的時間成本,對于一些產品單一、或者是主打新能源汽車的企業,無疑將會陷入非常尷尬的局面。

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