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宇通新能源汽车技术突围之路
来源:中国道路运输网 2011年12月20日10:40
    在电池技术存在商业化风险,充电配套设施又不能短期完善的现阶段,汽车企业是该继续坚持研发一步到位的纯电动汽车,还是通过深入挖掘混合动力技术进行逐步突破?

    在不久前的法兰克福车展和东京车展上,先前一度被纯电动车抢了风头的混合动力汽车又被诸多跨国汽车巨头请了回来,宝马、奥迪、福特等都纷纷推出了新研发的混合动力车。而后,丰田也宣布其旗下的雷克萨斯第一款紧凑型混合动力轿车在中国正式上市。

    就在跨国汽车巨头站在“十字路口”,选择混合动力技术模式时,中国一家客车企业,也在演绎相同的故事。

    类似的技术路线

    近日,在郑州、苏州、天津等城市,不断可以看到宇通的混合动力客车出现在街头。据悉,这是宇通最新的混合动力技术产品,数据显示,在城市工况下,这样的混合动力客车节油率可达30%左右,而其价格,经财政补贴后,与同配置的客车几乎相等。对此,观察人士认为,这是迄今为止,在中国出现的最节能客车,其节油率已是普通混合动力客车的两倍。30%的节油效果加其价格,使这款车极富商业竞争力。

    笔者了解到,宇通的混合动力客车采用了最新一代柴电混合动力系统,发动机和电机深度混联,实现发动机智能起停功能,革命性地提高了发动机和电动机动力的协同效应,以实现1+1>2的技术优势。其技术逻辑很象丰田的普锐斯。如此, 在刚投入24亿建设新能源客车基地,又拿到国家“863”项目——插电式混合动力客车产业化技术攻关后,宇通是否要在新能源技术路线上向丰田学习。

    10月份,丰田最大的海外研发中心在中国江苏揭牌,丰田主管技术的常务董事吉贵宽良向在现场记者表示:因为有混合动力核心组件(电池、电机等)的基础,混合动力技术不仅在节能减排方面卓有成效,同时由于混合动力系统可以利用动力电池中的电能驱动电机,实现纯电动模式行驶,混合动力技术还可以相对容易地实现向外插充电式混合动力车(PHEV)、电动车(EV)和燃料电池车(FCHEV)的延展。因此,丰田认为混合动力技术是上述战略型新能源汽车共通的技术。据此看来,丰田在中国的重中之重,是混合动力及其技术的向上延伸。

    在商业世界里往往存在许多巧合,宇通在对新能源技术路线的思考中,恰与丰田确定的路线类似。

    当宇通将新能源客车作为企业发展重点战略时,一个题目就摆在了眼前,新能源客车技术如何切入?如何寻找商业化最佳平衡点?

    宇通在"我们是一个什么样的企业?我们的客户是什么人?我们客户追求的价值是什么?"的追问中,并没有去追风头正劲的纯电动,而是确定了深度混合动力和插电式混合动力为企业产品研发的首选目标。

    目标明确,等于有了走路的方向。纲举目张的宇通以清晰的发展规划和步骤,技术、人才、资本的完善布局和自身的竞争优势,在今年上半年,拿到了国家863的插电式混合动力项目。

    然而,一向讲究稳扎稳打的宇通,十分懂得凡事不能一蹴而就的道理。要实现新能源汽车商业化,决不能搞“大跃进”式的跨越,忽视传统汽车、忽视常规混合动力等基础性开发研究工作。

    宇通的选择

    在宇通新能源产品部,有一条原则被反复提及,用户最终购买的是安全节能的客车,不是驱动方式。正是这样的思维,宇通将传统客车中的轻量化技术、汽车电子技术等传统优势技术,与新能源汽车所需的控制、驱动系统技术相结合,进行新能源汽车技术研究。

    但是,在电池性能还不够过关,充电设施还存在缺失,各项标准还不完善的情况下,冒然推插电式混合动力,显然有悖商业化原则。

    用户、新能源、过渡替代产品,这三个关键词在宇通新能源产品部的团队中讨论掂量着。其最终的目的是要形成在市场的投票下,完成技术的过渡和积累,从而更接近新能源汽车商业化目标。

    一个方案在团队反复碰撞中形成了,促成了节油率达30%的混合动力客车研发目标实现。这是一个与普通混合动力客车在技术上有质的区别的技术,其基本框架可以向插电式混合动力延伸。

    彭能岭,宇通新能源汽车的学术带头人,形象地告诉记者:“可以将我们研发的产品看作是一种智能系统,将汽车原本在怠速、制动、滑行时浪费的能量进行回收,变成电能,参与驱动汽车。而不是简单地用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。

    其实,这一研发思路,与丰田 20 年来一直坚持的混合动力技术路线相似,那就是以电力发动机配合传统汽油发动机,电力发动机由电池供电,在汽车靠惯性滑行或刹车的时候,就可以给这些电池充电。

    抓住本质

    作为宇通新能源汽车技术的灵魂人物,新能源产品部部长李高鹏认为:无论纯电动车、插电式混动还是常规混动汽车,共同点都在于电池、电动机和转换器是必需的关键部件。给混合动力车增加外部充电的功能,同时把电池容量稍微扩大一些,就成为插电式混合动力车;从车中取出燃油发动机,增加电池容量,就可成为纯电动车。

     通俗地讲,混合动力客车带有一个会行走的控制系统,也就是说制造商赋予它一个会“思维”的大脑,这个大脑将行走过程的各种信息进行筛选,并通过电子通信方式来控制电机和发动机输出能量的大小,从而达到“大脑”认知的最佳效率点。不过,“大脑”思维的能力,取决设计人员的才智,他们把所有能感知的东西变成数学模型装到这个“大脑”中去。也就是说:制造商的经验越丰富,对市场理解越深刻,大脑发出的指令对产品的运转最合理,也最有效果。

    据笔者了解,为了让“大脑”的思维更有能力,宇通不仅在采集路谱,建立数据库,且尽可能将现有的资源,进行组合,形成系统。然后,建立各种虚拟化的市场模型,并通过强大的测试手段,优化控制策略,设计出产品方案。

    得意之作

    方案中,最让设计团队得意的是,被称之为IST hybrid的智能起停技术。既在发动机不需要出力的怠速、制动、滑行时消耗的能量进行回收,变成电能,存储起来,参与驱动汽车。宇通新能源汽车的学术带头人彭能岭博士告诉记者:由于设计的“大脑”认知度高,宇通这款混合动力客车能量回收对节油率的贡献在15%到20%之间,而一般的混合动力能量回收的贡献只有5%到10%。实际上,这形成了节油率的主要差别。

    然而,世间总有不如意的地方,宇通同样也遇到了麻烦。工程师和销售人员之间存在分歧,工程师希望节油率越高越好,而销售人员却有不同的看法。他们认为,混合动力车价格太贵,就不好卖出去。

    在这种情况下,宇通新能源客车事业团队采取了倒推法,既明确产品的价格不能超过普通的混合动力,但节油率要达到30%左右。事业团队拿出了两点措施,一个是轻量化,一个是超级电容。轻量化是从结构和材料入手,全承载车身结构,全部采用高强度钢,这样一来,12米的客车就可减重2吨左右,也就是说,可以节省3升左右燃油。

    选择超级电容,是经过反复地与镍氢电池和锂电池的全生命周期成本比较而出的。从已有的示范运营实际效果看,混合动力客车面临的最大挑战是电池系统问题,这两种电池都存在着成本高、寿命短等缺点,无法满足深度混合动力的需要。“而超级电容设计具有100万次的循环寿命,使用恰当,就是五年以上。” 彭博士说:在这款混合动力车上,我们安装了无线远程监控系统,在办公室我们就能知道车的状态。10个月过去了,并没有出现超级电容充放电衰减现象。

    至此可知,宇通在混合动力技术上的变革,是在肩负满足用户价值最大化使命的同时,找到通向新能源的钥匙。
(值班编辑:郭艳超)
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