在过去的一百年里,全球汽车产业经历了三次大变革。第一次变革是美国人福特创新性地采用流水线装配T型车,从而大幅度降低了成本。汽车进入了美国家庭,使得世界汽车工业的重心从欧洲转移到美国。第二次变革发生在二战结束后的五六十年代,欧洲汽车公司把重点放在低油耗的中小型车方面,在产品结构和规模效益方面取得了很大的成功,从而打破了美国汽车公司在全球汽车产业的垄断地位,欧洲汽车产业再次可以跟美国公司分庭抗礼。
而第三次变革则是由以丰田为代表的日本汽车公司在上世纪八十年代发起,将“全面质量管理”和“适时生产系统”的管理机制应用于汽车生产,推行精益生产方式,推动了日本汽车工业的高速发展,使日本成为继美国、欧洲之后的世界上第三个汽车产业中心。
当前,全球汽车产业的第四次产业革命已经悄然展开。在“关于电动汽车产业化临界点的思考与研判”一文中,笔者个人的观点是全电推进带来的电动汽车在动力系统上的革命,以及在人工智能/自动驾驶技术和商业营销模式方面的创新是第四次汽车革命的主旋律。汽车动力的电动化革命是一个复杂的系统工程,既涉及到动力电池技术本身的发展水平,也涉及到电动汽车基础设施(电池的充电站、燃料电池的加氢站),同时还涉及到市场导入到成熟的推动及用户消费习惯的改变等。由于传统汽车产业的高度成熟和发达,电动汽车技术的产业化进程不可能短短几年数十年内一蹴而就,必将是几十年逐渐地发展起来。
在汽车领域,国家层面的支持对一项新技术一个新产品能否最终获得成功具有关键作用。在新能源汽车的路线选择上,中国政府没有选择技术、市场更为成熟的混合动力路线,而是坚持走以锂电纯电动为主导的技术路线。多数业内人士认为,中国政府此举是从国家战略角度出发,目的在于规避丰田对于混合动力汽车专利的限制。中国新能源汽车的发展,也被认为是锂电纯电动技术对国外混合动力技术的一次“弯道超车”。
但是这个观点的论据并不充分,比如本田(Honda)自主开发的Funtec Hybrid混动系统就另辟蹊径,成功地绕开了Toyota的混动专利。笔者认同,纯电动汽车应该是电动汽车发展的终极目标。但是我们必须正视目前纯电动汽车存在的技术瓶颈并非短期就可以攻克的现实,并且单纯从技术角度而言锂离子电池并不适合作为大中型纯电动汽车的主动力源。现在越来越多的新能源汽车业内人士倾向于认为,在电动汽车的发展过程中混合动力也许是绕不开的,从HEV到PHEV最终发展到EV电动驱动的比例逐步增加,或许才是最切实可行的路线。
笔者个人认为,大众尾气排放造假事情,将成为主导欧洲汽车动力变革的一个转折点。既然大众会铤而走险的以造假的方式实现排放达标,就可见这个氮氧化物排放在现有车辆布置和技术条件下的难度,应该要远比开发一款混合动力汽车更困难。那么,基于之前对欧洲车企技术储备和战略发展方向的分析,笔者个人认为混合动力系统(PHEV)可能将会取代清洁柴油动力技术成为未来欧洲主流环保乘用车的首选,而德国汽车技术路线的变更必将会对我国汽车产业发展产生相当程度的影响。
全球汽车产销量第一的日本丰田汽车公司(Toyota)最近更是激进地宣布,该公司计划到2050年将彻底淘汰掉燃油车,以电动和燃料电池车型作为主力,实现清洁能源的全面替代。毫无疑问,丰田的宣言是当前任何一家欧美主流车企都不敢也不可能做到的,而丰田的霸主底气则是来自其在二次电池和燃料电池两方面的强大技术研发和积累。日本车企在电动汽车领域的技术领先地位,是我们必须正视也无法回避的现实。Toyota和Honda在2015宣布量产FC-EV的消息,在国内电动汽车界并没有引起足够的重视,反倒是有人庆幸日本人“走错了道路”。
笔者个人认为,日本过去在混合动力汽车方面的判断没有失误,今天在氢燃料电池汽车上的判断也是建立在充分探索和研发基础之上,最近Toyota对锂电纯电动车的表态更多的是基于对中国政府政策因素的考量,并且锂电纯电动车的技术难度比燃料电池电动汽车要容易得多。和欧美汽车厂家比,丰田等日本汽车厂商对中国市场不是很尊重也不大重视,市场反应普遍迟缓,不愿意将新一代技术投放到中国市场。
这几年,安倍晋三政府在历史问题以及领土纠纷上推行牵制中国的右倾外交政策,更使得日本车企对中国市场更加三心二意,宁肯放弃在中国市场的销售量也要照顾日本的国家外交政策,这无疑引起了国人极大愤慨。但是,抛开历史和民族情感站在技术的角度就事论事,我们一定要充分吸收日本在电动汽车方面的成功经验,为我国电动汽车的发展服务。
笔者个人认为,燃料电池汽车大规模产业化的短期困难在于PEMFC电堆的成本和使用寿命问题,而长远而言则取决于氢气的大规模廉价制备。目前的石化副产氢的模式能耗较大是不可能“廉价”的,否则的话直接通过内燃机燃烧做功即可,为什么还要使用燃料电池多此一举?在笔者看来,“氢经济”的最大吸引力在于其可再生性,只有从释放能量的产物(水)制得的氢才是再生氢才具有实质性意义,也就是说电解水/光解水制氢才是“氢经济”最关键的因素。
光解水制氢貌似很“绿色”,但是笔者个人认为,光解水制氢的关键因素并不在催化剂,而在于光能的输入密度很低,这个基本特征决定了光解水制氢必然是低产能过程而很难满足大规模需求。如果只有电解水制氢比较可行,这么“氢经济”的核心问题则是在于用于制氢的可持续和清洁的一次能源的供应。或许,可控核聚变才是问题最终的解决方案。
FC-EV在未来数十年都不可能大规模商业化,即便是FC-EV也必然是燃料电池(主动力)+ 锂电(辅助动力)的混合动力模式。再则,即便是在HEV和PHEV领域,锂电的商机也是无限广阔,所以中国锂电人大可不必担心“狼来了”。也许我们首先要做的就是理清思想,摒弃“锂电将取代其它二次电池而一统江湖”或者“锂电必将主宰纯电动汽车市场”这些思维模式,这些极端观点从辩证唯物主义角度而言就是荒诞可笑的。
我们锂电人要做的,就是不断提升产品的品质和性价比,满足电动车实际需求。笔者这里希望通过对锂电和燃料电池多方面的分析,广大读者能够理解这两种化学电源各自的优缺点,从而对纯电动汽车的发展技术路线有更加理性的认识和研判。
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原文标题:【佳的自动化·JFD专栏】全球汽车行业的四次产业革命
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