产业动态 您所在的位置:创e时代 > 汽车电子 > 产业动态

德尔福:混合动力汽车应用推广需过成本关



    在汽车行业的未来发展方向上,电动汽车和油电混合动力汽车正成为一个明显的趋势。其原因主要在两个方面:其一是因为能源的有限性,化石燃料都是有限的能源;其二是人们的环境保护意识和各国政府的排放要求日益提高。尽管目前混合动力汽车还受到高成本的制约,但从长远看,混合动力车的购买者会越来越多,生产成本将随着生产规模的扩大而降低。因此,这个趋势是不可逆转的。

混合动力汽车面临三大挑战

从技术上讲,混合动力车和电动车使用的技术是非常相似的,二者也共同面临着一些技术上的障碍。混合动力车和电动车最主要的是三大系统,即电池系统、电机系统和传动系统。目前,在这三个方面都有一些难题尚待解决。

对于电池系统,几年前考虑的是镍氢电池,现在用的都是锂电池,而对锂电池的研发也在不断进步,也就是说,单体电池在技术上正在不断发展。就单体电池而言,最大的问题就是它的能量密度,实际上不同的电池技术最大的区别就是它们在能量密度上的区别;另外一个问题就是它的稳定性。在汽车上使用的电池实际上是由很多的单体电池一节一节地串联起来的,比如说144V电池,就是由12个12V的单体电池串联起来形成一个电池包。对这个电池包在技术上有一定的要求,这是一个技术难点。怎样控制所有的电池都保持一个最佳的充放电效率,使各个单体电池的电压、工作温度、充放电状态均衡、稳定,让电池长期地保持在最佳的状态,延长电池的寿命,这些是对电池和电池包技术最主要的挑战。目前这还是一个技术瓶颈,主要体现在成本较高和能量密度较小,这就导致充一次电之后行驶距离还不够远。如果从电动汽车的角度来讲,这个技术目前还没有进入实用阶段,因为还是受距离的限制。

电机系统也同样面临问题。现在不管是混合动力车还是电动车,它们的主要驱动力都来自电机。电机技术本身是一个比较成熟的技术,在工业界其他很多地方都在应用,但是在汽车上驱动电机的技术应用比较少。目前从全球的供应商来讲,致力于量产汽车用电机的屈指可数,而且目前产品价格都是非常昂贵的。电机技术用在汽车上面,有一些很特殊的要求,比如要求体积要很小,易于散热,响应速度非常快,而且对成本要求比较严格,这些都是和其他工业应用不一样的地方。在电机方面,还涉及电机控制的问题,工业应用对电机控制的成本高低不太敏感,但是对于汽车这样一个消费品来讲,电机控制的成本对它有非常大的影响。

我们所说的传动系统是指整个车的传动系统,这和传统汽车联系比较密切。传统汽车上只有一个动力源,就是发动机。无论手动还是自动,一般就是通过变速箱将动力传动在驱动轴上面。而现在混合动力有多于一个的动力源,动力源的整个传动系统也就因此变得比较复杂了。目前有一些混合动力汽车采用比较简单的传动方式,比如串联的ISG、BSG的方式,但是这种方式有它致命的弱点,即效率不高,浪费比较大。而采用效率比较高的并联传动方式往往都会要求在传统汽车上做很大的改动。因为从目前来看,大多数混合动力汽车和电动车的前身实际上还是传统汽车,把传统汽车改造成混合动力或者电动车,传动系统的改造是一个挑战。

解决难题需产业界协作

解决这些问题需要整个产业界共同努力。比如做单体电池的时候,如何研究出更好的配方来,让能量密度更高,体积更小,性能更稳定;又如电机控制技术,实际上已经超出了传统汽车供应商的业务范畴,因为汽车的这些供应商以前一般很少接触这种驱动电机,因此就需要产业界的其他企业也能参与其中,能够把其他行业的一些知识拿来和汽车工业分享。至于传动系统就纯粹是汽车行业内部的事情,这方面确实需要有一些创新,因为目前在用的一些方法,要么是效率不高,要么是成本很高、可靠性比较低的解决方案。因此,这方面需要有一些完全不同的思路来解决这个问题,有可能是完全脱离了目前传统车传动方式的思路,借助于其他行业的经验就有可能得到更有效的解决方案。

为解决这些问题,德尔福也在进行不懈的努力。我们的电动汽车、混合动力汽车零部件的研发可以追溯到上世纪80年代,在上世纪90年代就已投入量产。针对电池,我们利用我们自己的经验和技术,已经开始在做电池包的集成,就是我们向其他的电池供应商买单体电池,然后把它集成在一个电池包内,来满足电动汽车或者混合动力汽车的需要。德尔福在电机控制方面的研发一直是有专长的,我们在这方面也做了很多的开发工作。对于电机的控制,我们有电机控制器、DC/AC逆变器等产品。我们不仅仅提供硬件,同时还提供电机的控制的软件。关于传动系统这一领域,德尔福本身不从事电机的行业,所以这方面我们是采用跟第三方合作的方式。

降低成本是关键

针对新兴市场,业界面临的最大问题是,开发一个混合动力车的时候成本非常高。成本高的原因主要是它不像传统车一样有很多现成的零部件可以用,而都是要量身定做的。另外,混合动力车的开发周期也很长。德尔福目前的策略是针对整车厂在混合动力电动车量产过程中所面临的障碍,开发了几套系统供整车厂选择。目前我们主推的有两套系统,即Micro-Hybrid(微混)系统和Mild-Hybrid(中度混合)系统。

Micro-Hybrid系统是一个具有起停功能的系统,这是一个相对比较简单的系统,节油率大约是5%-8%,但是这个系统的附加成本比较低。我们提供的这个解决方案是把它建成一个系统来提供给整车厂,既解决了启动、发电的问题和发动机控制、匹配的问题,也解决了电池充放电和整车控制的问题。整车厂购买这套系统以后,只要和传统车匹配起来,基本上就没有问题了。事实上我们正在致力于向各个整车厂提供一个相对通用的平台和解决方案,这样每一家整车厂就不必为单独开发这样的系统而付出高昂的开发费用和漫长的开发时间的代价。我们这样做还有一个好处就是,我们可以横向地把很多主机厂的需求整合在一起,给大家提供一个相对通用的产品,这样大家整体的开发费用都下降了,随着产品成熟度的提高,产品可靠度也不断提高,这种商业模式就越来越接近于传统汽车开发的商业模式。

德尔福主推的另一套系统是Mild-Hy-brid系统。针对Mild-Hybrid系统,我们提供了一个非常有竞争力的解决方案。在这个解决方案中,我们把电池包、电机控制器、电池单元以及整车控制器都集成在一个集成包里面。这样有几个优点:首先是混合动力车的布置因此变得比较简单,因为它的功能高度集成,混合动力汽车主要的几个模块都已经包括在这个解决方案里面了;其次,对于主机厂来说,这个解决方案大大缩短了开发时间,这个产品如果配上一个电机,再配上混合动力车的控制逻辑系统,还有德尔福派克电气的电气系统,德尔福动力总成的发动机控制系统,很快就可以组成一套完整的系统,可以支持串联、并联等各种传动方式。另外,这种标准组合也有利于降低成本,现在不管是电动车也好,混合动力车也好,产量都还比较小,很多的开发费用均摊在零部件里面,会造成零部件成本很高,德尔福研发出了一个相对比较标准化的设计,等于无形之中把所有主机厂的需要都整合在一起,大家来分摊这个开发成本,我们的单价也就可以做到比较低了,这样也就推动了混合动力车市场与技术的发展。

相关新闻

[更多评论]相关评论 (共有条评论)