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2025年汽车节能技术的机遇与挑战

2018-12-17 10:13:44 盖世汽车综合
核心提示:2018年汽车与环境创新论坛-盖世直播!

2018年12月7日-8日,以“创新驱动、技术引领”为主题的2018第六届“汽车与环境”创新论坛在上海·安亭正式举办。本次论坛完整覆盖汽车行业技术领域的研讨,旨在进一步促进整车企业与零部件企业之间对技术发展趋势的探讨、加强汽车行业专家之间的交流互动、增强整车与零部件企业的交流、搭建合作平台,通过活动促进汽车零部件产业创新转型升级、打造更具竞争力的整零协同创新关系,助力实现向汽车强国的转变。下面是平行论坛(三)节能汽车技术探讨的圆桌讨论实录:

政策,汽车节能技术,汽车与环境论坛

韩志玉:有请我们的圆桌讨论嘉宾:北京理工大学车辆与机械学院葛蕴珊,吉利汽车研究院首席NVH工程师顾鹏云,奇瑞汽车股份有限公司产品开发管理中心总工程师、预研和整车架构院总监陆献强,东风汽车公司技术中心副院长周剑光,上汽集团乘用车技术中心总监徐政。

今天圆桌讨论的主题是2025年汽车节能技术的机遇与挑战,为什么要选择这样一个题目?因为2025是非常关键的点,从国家法规来讲到那个时候有两个法规要出现,一个是下一阶段的油耗法规,另一个,国六B标准在2023年就要实现,到2025年可能会出来更高的标准,另外CAFC也是在强力在推。为什么要谈节能?节能是大家比较容易谈的话题,但是这个节能一定是在有些限制条件下产生节能,要满足排放要求,要顾客认同,考虑可靠性、耐久、NVH等方面的要求。在这种环境下谈节能,不是只谈节能。

首先请葛教授讲一下,在国六排放以后,国家在排放方面下一步的规划是怎么的?坦率讲也就是,国七是怎么规划的?

葛蕴珊:目前国六标准编制团队应该还没有考虑国七的问题,至少还没有一个叫做国七标准的项目,或者课题。如果将来有国七的计划,标准制定工作谁来做也不一定。从我个人角度考虑,如果做国七标准,可能首先应该把国六不够完善的部分先完善起来,因为国六标准重新创立了一个标准体系,标准有欧洲、有美国,还有中国自己的特色,当然标准首先考虑的是服务中国。在国六标准编制工作,由于标准时间紧迫,有些问题还没有完全认识透彻。希望在国七阶段进一步完善,在国七之后,限值能不能进一步加严,这要看技术的发展。

第二点,环保部的职能进步部扩展,名称也修改为“生态环境部”,气候变化管理职能也划归到环境部。所以说到国七标准当中如果要考虑,什么时候考虑、不管谁考虑,应该会考虑把二氧化碳等温室气体的管控纳入到国七标准中来。

另外将来机动车排放的管理的重点,可能重点就是我们今天讲六阶段的时候一个特点,排放管理已经不是实验室认证管理了,可能更加侧重于对实际道路上排放的监督管理。

韩志玉:葛教授提了一个很重要的信号,下一阶段要对温室气体二氧化碳进行考虑。下面请周院长。

周剑光:刚才的演讲当中主要讲到双积分油耗怎么做,实际上在2015年我在同一个会场上面也讲到节能。面向2025年第一个观点是,它所带来的压力都是非常大的,尤其像我们负责技术这一块,要靠技术进步才能够满足这些法规苛刻要求。但是另外一个方面,目标或者说是法规的边界条件已经非常清晰了,大家面临的状况都是一样的。第二点,对企业来说,不是说严格不严格的问题,更应该是接下来怎么做的问题。

一方面来看,压力是大了一点,倒过来就是机遇。挑战也说了很多,在挑战当中我还是坚持一点,我们坚定不移做内燃机的节能开发,这是重要的。所以我们始终没有放弃做节能的发动机动力系统的技术升级,而且我们现在基本上得到了公司的支持。踏踏实实的落实,是接下来要做的事情。

徐政:实际上这是一个非常大的命题,首先我从小方面先讲,还是谈发动机的事情。今年工信部委托中国内燃机工业协会组织实施中国内燃机工业中长期发展规划的编制工作,来做两个中长期规划,其中汽油机规划工作是由李骏院士负责,有我们几家整车企业和三所高校参加。李骏院士在11月9号的世界内燃机大会上谈到了行业关于汽油机热效率发展到3035年的一些主流观点,其中到2025年的时候,汽油机热效率应该要高于42%。达到这样的热效率的技术路径也有表述,对我们整车企业来说,每一项技术措施得到热效率提升的幅度,以及到2025大概的技术路线也是比较清楚的。另外马自达明年投产的发动机,据一些宣传说热效率达到48%以上。所以发动机热效率仍有较大提升空间来降低油耗。我们上汽SGE1.0T三缸机在荣威i6上的百公里油耗达到4.9升,搭载四缸机的A级轿车荣威i5,百公里是5.5升。按照中长期发展规划的技术路线来走,达到45%以上热效率意味着汽油机仍有约达20%左右油耗降低空间。

但现阶段谈油耗法规,对于整车企业来说是绕不过新能源车对CAFC的贡献的,像今天上午周院长的演讲、还有昨天圆桌上我谈到的,国家已推出了双积分政策,本质就是推动新能源车的发展。政策规定了整车企业每年要卖多少新能源车来达到新能源积分目标。如周院长演讲里所谈,CAFC的计算在双积分政策框架下,会相当复杂。一方面,新能源车在计算CAFC时有较高的权重,但随着年份而递减。另一方面,纯电动车在计算CAFC时的能耗是0,没有谈全生命周期碳排放的事情,而插电强混的油耗约为1.7、1.8升。另外还有当年的CAFC积分结余可以转结至以下的三年里用,所以计算是较为复杂的。整车企业在考虑CAFC怎么达标时,不可能仅单纯考虑光发动机提升热效率的技术路线,还会新能源车销量的贡献,因为这个里面涉及到法规的要求。

陆献强:我不是内燃机专业出身,现在在奇瑞负责整车架构、新项目启动、预研、立项,同时也负责奇瑞在上海的EXEED中心的新能源团队。对于车企来说,每个量产项目需顾及国家的法规要求。但是,只考虑法规要求是不够的,一定要顾及顾客的需求。需要在满足法规及顾客需求的前提下,开发出有市场竞争力的新产品。

主机厂是不是会买新能源车企来满足新能源积分的要求。或者新能源车企发展后是不是去买传统车企,用燃油车的利润来弥补新能源车难盈利的现状。现在还没有明显趋势。新能源车不管是电动车还是混动车,几乎都没有什么利润的。很多是靠国家补贴。将来国家补贴没有了,新能源车如何生存,这是我们在启动新能源车项目时关心的事情。另外,节能是国家的战略,中国是能源短缺的国家,这个绝对是国家的大事。现在国家对环境污染也非常重视。注重这个事情也是必然的,因为影响到老百姓的日常生活。但是老百姓的消费愿望,消费升级,这也是不可阻挡的事实。我们车企就要在这些种种因素中找出机遇,这是我们现在要做的事情。

韩志玉:陆总提的事情,就是2020年以后补贴没有了。补贴没有以后面对市场的消费又要升级,而车的价格是不变的。这么多年二十年来,美国的车价是不变的,中国的车价也是不变的,在这种情况下是个很大的挑战。我做过一个统计,2013到2017年全国车重增加了107公斤,为什么加了?SUV多了,这就是消费升级的明显。这就是2025年市场反过来对于车企带来很大的压力,但是我们还要节能。

顾鹏云:我从两个方面看,对于动力节能技术,我不是做发动机的,所以我说不上太多的东西。在轻量化方面,目前中低端车型主要是高强钢和结构优化,而对中高端车型主要是热成型钢、铝合金、以塑代钢等技术;但是,昨天长安的詹院长也讲了,受成本和安全制约,目前贡献度不大,从数据来讲,减100kg,对传统车,可以节油0.3到0.5升,如果是电动车就是0.5到0.6千瓦小时的节省。因为我是做整车开发,主要是属性开发。NVH,被动安全、主动安全,各种配置增加等都涉及到整车的重量。所以我觉得对于我们来说,所面对的挑战是如何从产品开发过程中来控制和降低整车的重量,这是需要强化我们的开发能力。

昨天赵福全总也讲到这个问题,解决我们如何在产品开发的前期控制重量,现在大家也提到了很多配置,多种豪华配置是顾客想要的舒适性东西。我们现在碰到的问题是我们在产品开发前期如何定义整车的重量,到产品上市的时候,我们真正得到的是什么重量。在这个方面,我们控制能力很差。也就是说,我们在前期的产品设计和仿真分析能力方面是有待改善得,这是我们的所面对的挑战,我觉得应该把这个能力提升。同时也包括能量流仿真分析,热管理的仿真分析,昨天我看到这些问题也长安的同仁们关注的问题,就是这些工作我们在前期做的都很不好,对能量的使用没有做到最优化。我认为我们应该从产品开发过程中,在这几个领域里把我们前期开发能力建立起来,这样的话才能真正在产品开发中控制重量,优化车辆使用时能量的使用。 而不是等到真正上市前的一年时间,突然发觉我们这个产品无法满足属性的目标,比如说NVH,我们要增加阻尼片、声学材料等,前期设计时重量控制时所做的减重努力可能在后期全部又加进去了,甚至加得更多。轻量化是一个挑战,一个要把结构设计做好,第二个就是把正确的材料用到正确的地方去。同时优化整车能量的使用。

韩志玉:每个嘉宾都从不同的角度谈2025的机遇和挑战,我也有一些观点。我考虑了一下,机遇来自两个方面,一方面还是内燃机的改进,刚才徐总和周总讲的,实际上就是发动机效率的提高。他点到几个技术,还有一些别的技术可能没有讲,这是一方面带来的机遇。另外一个机遇他们也同时认为不引入混合动力、不引入新能源,可能这一关很难。难在哪里?就是挑战问题。

第一,客户的需求越来越高,而且这里还有一个很严重的问题,实际上我们竞争很激烈,现在每年有大概五百车型投放市。?褪强突?枨蟮那爸没,就变得十分重要。包括轻量化的前置化、整车性能的前置化,怎么样把前置化倒过来搞这个,就是把客户的需求分解到前面来,而且把他明确下来,这就提了一个很高的要求,这就是真正的正向开发。

实际上还有一个国内的问题,排放问题。今天我们轻描淡写地认为国六B的过了,大家上来就干国六B,在严格的排放标准下,我们要达到这个是非常具有挑战的。所以在这种情况下,是机遇和挑战矛盾是非常尖锐的。    

提问:问题跟中国的定义有关,一个是传统汽车,另外一个是新能源车,新能源车就是含插电强混和纯电动车。在面向中国2025汽车战略,混合动力在这方面你是怎么考虑的。

提问:说到内燃机的技术,不提新能源车。节能的国六、国七、国八一直下去,这个有没有极限。从你们几位专家来看极限在哪里?

提问:发动机为了节能减排都有一个尺度,但是如果太厉害了客户也不一样喜欢。现在小车卖不动,八万块钱的车都卖不动。想问一下发动机正确尺寸应该是怎样的。    

提问:我想问一下我们传统所说的中混,P2和动力分流这两种形式,在未来中国市场的前景。刚才很多专家也提到他们在节能技术中,可能未来所占的比例,在市场上可能未来会是怎么样的发展趋势?

徐政:还是谈到2025年五阶段油耗的事情,非常关键的一点就是,概念大家还是要稍微转变一点,包括我自己。因为不再需要单独靠某一条技术路线来达标,比如不会仅依靠发动机技术提升来达到。双积分政策明确了每一年企业要卖多少比例的新能源车,你至少要满足这个要求,然后如市场上如能接受更多份额,那就更容易达到CAFC积分要求。通过计算每个产品车型的积分,才能更好决定发动机需要做哪些技术升级。

另外关于电动化的话题,从传统的内燃机到微混,轻混,强混,到插电强混再到纯电动,电动化不断增强的趋势是清晰的。企业规划2025年的产品,就是需要考虑多元化的技术路线组合,而不会是单一技术路线。当然现在对于整车厂来说,从产品和技术规划是非常复杂的工作。今天周院长通过一些假设下的计算,给出了多种场景下的结果,演示的这种复杂性。所以我们整车厂对于多种技术都需要做一定的储备,根据市场动态需求,来优化产品组合,满足法规要求及市场需求。

陆献强:刚才那位朋友提的问题(车辆尺寸越来越大)非:,主持人的题目也非:。2025年的法规要求是国家制定的,你必须要满足。这是个挑战,但又是个机遇。传统汽车本身需要革新,无论从油耗、排放等有关的新技术方面。需要了解市场与顾客的需要,也要关注新生(新能源车)势力的发展。我们已经在启动2025年的平台工作了。平台搭好后,两三年以后才能出产品。

大家有没有注意到电动车有一个特点,车不一定比传统车身长,但轴距会大很多。轴距是决定车内人机坐舱空间大小的关键尺寸。轴距大了,能给人更舒适的空间。混动车的一个问题是又要放发动机、还要布置电机,占了前舱很多空间。我们研究过,纯电动车比混动车在轴距上可以增加10%(在相同车长的情况下)。这个是纯电动车的一个竞争优势。

中国自主品牌的新能源车可以打破传统车在十到十五万的现有价格顶线。有些可以卖到二十万甚至三十万以上,这是我们的机遇。 如果国产车想走入中高端车市,电动车可能是一个很好的突破点。日本和德国的内燃机、变速箱、混动技术是很先进的。并且还在很认真的研究。作为自主品牌车企,我们要生存、要发展。什么是我们的出路与突破点,这是我们需认真考虑的。不是我们没有信心(在内燃机、变速箱、混动)技术上赶上国际先进水平。但从商业竞争与回报角度,什么是对我们最有利的,这是我们非常关心的。

周剑光:两个角度回答刚才的几个问题,第一个双积分制度,非:玫囊坏闼??斯娑ù康缍?狄?写蟊壤??,其它只规定了一个限值,没有规定哪条技术路线。这一点我觉得是一个非常大的进步,很多法规中规定了技术路线,一定要用什么不能用什么技术,这个法规就改了这种说法。又要应对法律法规,又要应对市场竞争,给我们企业做了很多选择余地。再讲一句,2020年后补贴时代的纯电动该怎么办? 不仅仅是纯电动,插电式甚至混合动力等等,都会出现在这个市场上面,将出现多元化技术并存局面。不仅仅是我们集团,基本上我们几个友商主机厂都说2020年以后不只是纯电动,混合动力要上的。

第二个想回答排放极限的问题,到目前来说我们讲到排放时候,一个是发动机出口的排放,一个是后处理系统的排放。发动机本身可以经过很多技术的优化,排放可以降低很多。但是未来重点还是在后处理系统上面。即使在目前,运用某家公司说法,整个车排出来尾气,比它吸进去的还要干净。带有夸张的成分,但是我们通过具体参数来看的话,的确有某些成分是这样的。到2025年的话,真的是光靠传统发动机达标已经非常难的,这就是一个极限。我刚才也说过了,10%油耗值的技术升级,对于未来的发动机还是可能会有改进的,不仅是马自达我们也会达到,但要花很大付出。

顾鹏云:对于用户来说他们可能关注的是车内空间大。?绻?滴颐钦嬲?眯履茉闯狄院,如刚才陆总举的这个例子,从布置的角度,新能源车是有潜力把车内有效空间大幅度地提升,这样也许我们可以把整车的尺寸降下来,但是目前主要还是重量问题。所以最终如果把重量减下来,节能才能有效的。 关于清洁能源,我们吉利的李书福董事长一直在推动甲醇的应用。吉利也开展了许多研发工作,我们有两个基地生产甲醇燃料车。虽然,仍然有各种技术问题需要解决,比如腐蚀问题,但是,甲醇还是很有潜力的。     

徐政:回答刚才那位老师的问题,就是排放极限的事情。这个话题已经有在谈了。因为国六b加RDE已经把污染物排放限值降到非常低的程度。当我们把冷启动排放这一块再做好的话,因发动机污染物排放而产生的交通污染就有潜力下降到不再对整个环境的限制产生影响,也就是zero impact emission这样一个概念。另外关于发动机热效率极限的话题,中长期来看是约50%,跟现在水平比,是大于25%的提升,所以发动机本身也还是有较大潜力的。

韩志玉:我们现在有两个非常完美的燃料,我们都把他忽略了,一个是自然界给我们老天爷的给我们的就是甲烷,你把地打个洞气就出来了。还有一个人造的,自然界不存在但是我们把他造出来的,甲醇。就这个二氧化碳的排放就可以降低25%。我们总书记承诺2030年二氧化碳要达到峰值,我们怎么达到峰值?搞电动车的人都说我未来是用风能、电能搞电,但是未来2030年之前怎么办?这个问题我想应该各个车企还是要可能他们都有考虑,只是吉利是先行一步。

第二个是关于热效率的问题,尽管我本来搞发动机出身,但是事实上大家做个简单算术,我们心里国家现在投入生产的热效率大概在35%到36%、37%,下一代可能我知道最好的40.8%。现在如果把他提到50%,那这个相对值是28%,结果值是10%。28%什么意思?就是28%的新能源不干,我二氧化碳的排放就达到了。但是我们双积分的政策,政策是人们给你扣上去的帽子。中国上有政策下有对策,实际上的效果是什么样的?内燃机达到50%,日本人干得出来我们就投降了。我觉得今天有点悲观,但是我觉得内燃机这块还是要用力气。

最后给我们嘉宾一句话,2025年节能的机会挑战在哪里?

周剑光:机遇跟挑战并存,成功和失败在于自己,好好干、踏实干,赶快回去干。

徐政:其实在满足国家双积分政策条件下,面向2025年的产品规化是清晰的,发动机要做一些贡献,通过发动机技术提升热效率来降低百分之多少的燃油耗也是清楚的,下面就是把它做出来就好了。

陆献强:2025年对中国车企是机会远大于风险,是中国车企可以真正做强的一个机会。我刚才比较强调新能源是作为一种突破。但在盈利回报上,对新能源还是很有挑战的。相比来说,内燃机车要好的多。所以我们必须要把这个基。?谌蓟?担┳龊。

顾鹏云:从产品开发的角度提升我们的开发能力、练好内功。

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