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    2025年汽車節能技術的機遇與挑戰

       日期:2018-12-17     來源:蓋世汽車網    瀏覽:78    評論:0    

      2018年12月7日-8日,以“創新驅動、技術引領”為主題的2018第六屆“汽車與環境”創新論壇在上海·安亭正式舉辦。本次論壇完整覆蓋汽車行業技術領域的研討,旨在進一步促進整車企業與零部件企業之間對技術發展趨勢的探討、加強汽車行業專家之間的交流互動、增強整車與零部件企業的交流、搭建合作平臺,通過活動促進汽車零部件產業創新轉型升級、打造更具競爭力的整零協同創新關系,助力實現向汽車強國的轉變。下面是平行論壇(三)節能汽車技術探討的圓桌討論實錄:

      韓志玉:有請我們的圓桌討論嘉賓:北京理工大學車輛與機械學院葛蘊珊,吉利汽車研究院首席NVH工程師顧鵬云,奇瑞汽車股份有限公司產品開發管理中心總工程師、預研和整車架構院總監陸獻強,東風汽車公司技術中心副院長周劍光,上汽集團乘用車技術中心總監徐政。

      今天圓桌討論的主題是2025年汽車節能技術的機遇與挑戰,為什么要選擇這樣一個題目?因為2025是非常關鍵的點,從國家法規來講到那個時候有兩個法規要出現,一個是下一階段的油耗法規,另一個,國六B標準在2023年就要實現,到2025年可能會出來更高的標準,另外CAFC也是在強力在推。為什么要談節能?節能是大家比較容易談的話題,但是這個節能一定是在有些限制條件下產生節能,要滿足排放要求,要顧客認同,考慮可靠性、耐久、NVH等方面的要求。在這種環境下談節能,不是只談節能。

      首先請葛教授講一下,在國六排放以后,國家在排放方面下一步的規劃是怎么的?坦率講也就是,國七是怎么規劃的?

      葛蘊珊:目前國六標準編制團隊應該還沒有考慮國七的問題,至少還沒有一個叫做國七標準的項目,或者課題。如果將來有國七的計劃,標準制定工作誰來做也不一定。從我個人角度考慮,如果做國七標準,可能首先應該把國六不夠完善的部分先完善起來,因為國六標準重新創立了一個標準體系,標準有歐洲、有美國,還有中國自己的特色,當然標準首先考慮的是服務中國。在國六標準編制工作,由于標準時間緊迫,有些問題還沒有完全認識透徹。希望在國七階段進一步完善,在國七之后,限值能不能進一步加嚴,這要看技術的發展。

      第二點,環保部的職能進步部擴展,名稱也修改為“生態環境部”,氣候變化管理職能也劃歸到環境部。所以說到國七標準當中如果要考慮,什么時候考慮、不管誰考慮,應該會考慮把二氧化碳等溫室氣體的管控納入到國七標準中來。

      另外將來機動車排放的管理的重點,可能重點就是我們今天講六階段的時候一個特點,排放管理已經不是實驗室認證管理了,可能更加側重于對實際道路上排放的監督管理。

      韓志玉:葛教授提了一個很重要的信號,下一階段要對溫室氣體二氧化碳進行考慮。下面請周院長。

      周劍光:剛才的演講當中主要講到雙積分油耗怎么做,實際上在2015年我在同一個會場上面也講到節能。面向2025年第一個觀點是,它所帶來的壓力都是非常大的,尤其像我們負責技術這一塊,要靠技術進步才能夠滿足這些法規苛刻要求。但是另外一個方面,目標或者說是法規的邊界條件已經非常清晰了,大家面臨的狀況都是一樣的。第二點,對企業來說,不是說嚴格不嚴格的問題,更應該是接下來怎么做的問題。

      一方面來看,壓力是大了一點,倒過來就是機遇。挑戰也說了很多,在挑戰當中我還是堅持一點,我們堅定不移做內燃機的節能開發,這是重要的。所以我們始終沒有放棄做節能的發動機動力系統的技術升級,而且我們現在基本上得到了公司的支持。踏踏實實的落實,是接下來要做的事情。

      徐政:實際上這是一個非常大的命題,首先我從小方面先講,還是談發動機的事情。今年工信部委托中國內燃機工業協會組織實施中國內燃機工業中長期發展規劃的編制工作,來做兩個中長期規劃,其中汽油機規劃工作是由李駿院士負責,有我們幾家整車企業和三所高校參加。李駿院士在11月9號的世界內燃機大會上談到了行業關于汽油機熱效率發展到3035年的一些主流觀點,其中到2025年的時候,汽油機熱效率應該要高于42%。達到這樣的熱效率的技術路徑也有表述,對我們整車企業來說,每一項技術措施得到熱效率提升的幅度,以及到2025大概的技術路線也是比較清楚的。另外馬自達明年投產的發動機,據一些宣傳說熱效率達到48%以上。所以發動機熱效率仍有較大提升空間來降低油耗。我們上汽SGE1.0T三缸機在榮威i6上的百公里油耗達到4.9升,搭載四缸機的A級轎車榮威i5,百公里是5.5升。按照中長期發展規劃的技術路線來走,達到45%以上熱效率意味著汽油機仍有約達20%左右油耗降低空間。

      但現階段談油耗法規,對于整車企業來說是繞不過新能源車對CAFC的貢獻的,像今天上午周院長的演講、還有昨天圓桌上我談到的,國家已推出了雙積分政策,本質就是推動新能源車的發展。政策規定了整車企業每年要賣多少新能源車來達到新能源積分目標。如周院長演講里所談,CAFC的計算在雙積分政策框架下,會相當復雜。一方面,新能源車在計算CAFC時有較高的權重,但隨著年份而遞減。另一方面,純電動車在計算CAFC時的能耗是0,沒有談全生命周期碳排放的事情,而插電強混的油耗約為1.7、1.8升。另外還有當年的CAFC積分結余可以轉結至以下的三年里用,所以計算是較為復雜的。整車企業在考慮CAFC怎么達標時,不可能僅單純考慮光發動機提升熱效率的技術路線,還會新能源車銷量的貢獻,因為這個里面涉及到法規的要求。

      陸獻強:我不是內燃機專業出身,現在在奇瑞負責整車架構、新項目啟動、預研、立項,同時也負責奇瑞在上海的EXEED中心的新能源團隊。對于車企來說,每個量產項目需顧及國家的法規要求。但是,只考慮法規要求是不夠的,一定要顧及顧客的需求。需要在滿足法規及顧客需求的前提下,開發出有市場競爭力的新產品。

      主機廠是不是會買新能源車企來滿足新能源積分的要求。或者新能源車企發展后是不是去買傳統車企,用燃油車的利潤來彌補新能源車難盈利的現狀。現在還沒有明顯趨勢。新能源車不管是電動車還是混動車,幾乎都沒有什么利潤的。很多是靠國家補貼。將來國家補貼沒有了,新能源車如何生存,這是我們在啟動新能源車項目時關心的事情。另外,節能是國家的戰略,中國是能源短缺的國家,這個絕對是國家的大事。現在國家對環境污染也非常重視。注重這個事情也是必然的,因為影響到老百姓的日常生活。但是老百姓的消費愿望,消費升級,這也是不可阻擋的事實。我們車企就要在這些種種因素中找出機遇,這是我們現在要做的事情。

      韓志玉:陸總提的事情,就是2020年以后補貼沒有了。補貼沒有以后面對市場的消費又要升級,而車的價格是不變的。這么多年二十年來,美國的車價是不變的,中國的車價也是不變的,在這種情況下是個很大的挑戰。我做過一個統計,2013到2017年全國車重增加了107公斤,為什么加了?SUV多了,這就是消費升級的明顯。這就是2025年市場反過來對于車企帶來很大的壓力,但是我們還要節能。

      顧鵬云:我從兩個方面看,對于動力節能技術,我不是做發動機的,所以我說不上太多的東西。在輕量化方面,目前中低端車型主要是高強鋼和結構優化,而對中高端車型主要是熱成型鋼、鋁合金、以塑代鋼等技術;但是,昨天長安的詹院長也講了,受成本和安全制約,目前貢獻度不大,從數據來講,減100kg,對傳統車,可以節油0.3到0.5升,如果是電動車就是0.5到0.6千瓦小時的節省。因為我是做整車開發,主要是屬性開發。NVH,被動安全、主動安全,各種配置增加等都涉及到整車的重量。所以我覺得對于我們來說,所面對的挑戰是如何從產品開發過程中來控制和降低整車的重量,這是需要強化我們的開發能力。

      昨天趙福全總也講到這個問題,解決我們如何在產品開發的前期控制重量,現在大家也提到了很多配置,多種豪華配置是顧客想要的舒適性東西。我們現在碰到的問題是我們在產品開發前期如何定義整車的重量,到產品上市的時候,我們真正得到的是什么重量。在這個方面,我們控制能力很差。也就是說,我們在前期的產品設計和仿真分析能力方面是有待改善得,這是我們的所面對的挑戰,我覺得應該把這個能力提升。同時也包括能量流仿真分析,熱管理的仿真分析,昨天我看到這些問題也長安的同仁們關注的問題,就是這些工作我們在前期做的都很不好,對能量的使用沒有做到最優化。我認為我們應該從產品開發過程中,在這幾個領域里把我們前期開發能力建立起來,這樣的話才能真正在產品開發中控制重量,優化車輛使用時能量的使用。 而不是等到真正上市前的一年時間,突然發覺我們這個產品無法滿足屬性的目標,比如說NVH,我們要增加阻尼片、聲學材料等,前期設計時重量控制時所做的減重努力可能在后期全部又加進去了,甚至加得更多。輕量化是一個挑戰,一個要把結構設計做好,第二個就是把正確的材料用到正確的地方去。同時優化整車能量的使用。

      韓志玉:每個嘉賓都從不同的角度談2025的機遇和挑戰,我也有一些觀點。我考慮了一下,機遇來自兩個方面,一方面還是內燃機的改進,剛才徐總和周總講的,實際上就是發動機效率的提高。他點到幾個技術,還有一些別的技術可能沒有講,這是一方面帶來的機遇。另外一個機遇他們也同時認為不引入混合動力、不引入新能源,可能這一關很難。難在哪里?就是挑戰問題。

      第一,客戶的需求越來越高,而且這里還有一個很嚴重的問題,實際上我們競爭很激烈,現在每年有大概五百車型投放市場,就是客戶需求的前置化,就變得十分重要。包括輕量化的前置化、整車性能的前置化,怎么樣把前置化倒過來搞這個,就是把客戶的需求分解到前面來,而且把他明確下來,這就提了一個很高的要求,這就是真正的正向開發。

      實際上還有一個國內的問題,排放問題。今天我們輕描淡寫地認為國六B的過了,大家上來就干國六B,在嚴格的排放標準下,我們要達到這個是非常具有挑戰的。所以在這種情況下,是機遇和挑戰矛盾是非常尖銳的。

      提問:問題跟中國的定義有關,一個是傳統汽車,另外一個是新能源車,新能源車就是含插電強混和純電動車。在面向中國2025汽車戰略,混合動力在這方面你是怎么考慮的。

      提問:說到內燃機的技術,不提新能源車。節能的國六、國七、國八一直下去,這個有沒有極限。從你們幾位專家來看極限在哪里?

      提問:發動機為了節能減排都有一個尺度,但是如果太厲害了客戶也不一樣喜歡。現在小車賣不動,八萬塊錢的車都賣不動。想問一下發動機正確尺寸應該是怎樣的。

      提問:我想問一下我們傳統所說的中混,P2和動力分流這兩種形式,在未來中國市場的前景。剛才很多專家也提到他們在節能技術中,可能未來所占的比例,在市場上可能未來會是怎么樣的發展趨勢?

      徐政:還是談到2025年五階段油耗的事情,非常關鍵的一點就是,概念大家還是要稍微轉變一點,包括我自己。因為不再需要單獨靠某一條技術路線來達標,比如不會僅依靠發動機技術提升來達到。雙積分政策明確了每一年企業要賣多少比例的新能源車,你至少要滿足這個要求,然后如市場上如能接受更多份額,那就更容易達到CAFC積分要求。通過計算每個產品車型的積分,才能更好決定發動機需要做哪些技術升級。

      另外關于電動化的話題,從傳統的內燃機到微混,輕混,強混,到插電強混再到純電動,電動化不斷增強的趨勢是清晰的。企業規劃2025年的產品,就是需要考慮多元化的技術路線組合,而不會是單一技術路線。當然現在對于整車廠來說,從產品和技術規劃是非常復雜的工作。今天周院長通過一些假設下的計算,給出了多種場景下的結果,演示的這種復雜性。所以我們整車廠對于多種技術都需要做一定的儲備,根據市場動態需求,來優化產品組合,滿足法規要求及市場需求。

      陸獻強:剛才那位朋友提的問題(車輛尺寸越來越大)非常好,主持人的題目也非常好。2025年的法規要求是國家制定的,你必須要滿足。這是個挑戰,但又是個機遇。傳統汽車本身需要革新,無論從油耗、排放等有關的新技術方面。需要了解市場與顧客的需要,也要關注新生(新能源車)勢力的發展。我們已經在啟動2025年的平臺工作了。平臺搭好后,兩三年以后才能出產品。

      大家有沒有注意到電動車有一個特點,車不一定比傳統車身長,但軸距會大很多。軸距是決定車內人機坐艙空間大小的關鍵尺寸。軸距大了,能給人更舒適的空間。混動車的一個問題是又要放發動機、還要布置電機,占了前艙很多空間。我們研究過,純電動車比混動車在軸距上可以增加10%(在相同車長的情況下)。這個是純電動車的一個競爭優勢。

      中國自主品牌的新能源車可以打破傳統車在十到十五萬的現有價格頂線。有些可以賣到二十萬甚至三十萬以上,這是我們的機遇。 如果國產車想走入中高端車市,電動車可能是一個很好的突破點。日本和德國的內燃機、變速箱、混動技術是很先進的。并且還在很認真的研究。作為自主品牌車企,我們要生存、要發展。什么是我們的出路與突破點,這是我們需認真考慮的。不是我們沒有信心(在內燃機、變速箱、混動)技術上趕上國際先進水平。但從商業競爭與回報角度,什么是對我們最有利的,這是我們非常關心的。

      周劍光:兩個角度回答剛才的幾個問題,第一個雙積分制度,非常好的一點他除了規定純電動車要有大比例之外,其它只規定了一個限值,沒有規定哪條技術路線。這一點我覺得是一個非常大的進步,很多法規中規定了技術路線,一定要用什么不能用什么技術,這個法規就改了這種說法。又要應對法律法規,又要應對市場競爭,給我們企業做了很多選擇余地。再講一句,2020年后補貼時代的純電動該怎么辦? 不僅僅是純電動,插電式甚至混合動力等等,都會出現在這個市場上面,將出現多元化技術并存局面。不僅僅是我們集團,基本上我們幾個友商主機廠都說2020年以后不只是純電動,混合動力要上的。

      第二個想回答排放極限的問題,到目前來說我們講到排放時候,一個是發動機出口的排放,一個是后處理系統的排放。發動機本身可以經過很多技術的優化,排放可以降低很多。但是未來重點還是在后處理系統上面。即使在目前,運用某家公司說法,整個車排出來尾氣,比它吸進去的還要干凈。帶有夸張的成分,但是我們通過具體參數來看的話,的確有某些成分是這樣的。到2025年的話,真的是光靠傳統發動機達標已經非常難的,這就是一個極限。我剛才也說過了,10%油耗值的技術升級,對于未來的發動機還是可能會有改進的,不僅是馬自達我們也會達到,但要花很大付出。

      顧鵬云:對于用戶來說他們可能關注的是車內空間大小,如果說我們真正用新能源車以后,如剛才陸總舉的這個例子,從布置的角度,新能源車是有潛力把車內有效空間大幅度地提升,這樣也許我們可以把整車的尺寸降下來,但是目前主要還是重量問題。所以最終如果把重量減下來,節能才能有效的。 關于清潔能源,我們吉利的李書福董事長一直在推動甲醇的應用。吉利也開展了許多研發工作,我們有兩個基地生產甲醇燃料車。雖然,仍然有各種技術問題需要解決,比如腐蝕問題,但是,甲醇還是很有潛力的。

      徐政:回答剛才那位老師的問題,就是排放極限的事情。這個話題已經有在談了。因為國六b加RDE已經把污染物排放限值降到非常低的程度。當我們把冷啟動排放這一塊再做好的話,因發動機污染物排放而產生的交通污染就有潛力下降到不再對整個環境的限制產生影響,也就是zero impact emission這樣一個概念。另外關于發動機熱效率極限的話題,中長期來看是約50%,跟現在水平比,是大于25%的提升,所以發動機本身也還是有較大潛力的。

      韓志玉:我們現在有兩個非常完美的燃料,我們都把他忽略了,一個是自然界給我們老天爺的給我們的就是甲烷,你把地打個洞氣就出來了。還有一個人造的,自然界不存在但是我們把他造出來的,甲醇。就這個二氧化碳的排放就可以降低25%。我們總書記承諾2030年二氧化碳要達到峰值,我們怎么達到峰值?搞電動車的人都說我未來是用風能、電能搞電,但是未來2030年之前怎么辦?這個問題我想應該各個車企還是要可能他們都有考慮,只是吉利是先行一步。

      第二個是關于熱效率的問題,盡管我本來搞發動機出身,但是事實上大家做個簡單算術,我們心里國家現在投入生產的熱效率大概在35%到36%、37%,下一代可能我知道最好的40.8%。現在如果把他提到50%,那這個相對值是28%,結果值是10%。28%什么意思?就是28%的新能源不干,我二氧化碳的排放就達到了。但是我們雙積分的政策,政策是人們給你扣上去的帽子。中國上有政策下有對策,實際上的效果是什么樣的?內燃機達到50%,日本人干得出來我們就投降了。我覺得今天有點悲觀,但是我覺得內燃機這塊還是要用力氣。

      最后給我們嘉賓一句話,2025年節能的機會挑戰在哪里?

      周劍光:機遇跟挑戰并存,成功和失敗在于自己,好好干、踏實干,趕快回去干。

      徐政:其實在滿足國家雙積分政策條件下,面向2025年的產品規化是清晰的,發動機要做一些貢獻,通過發動機技術提升熱效率來降低百分之多少的燃油耗也是清楚的,下面就是把它做出來就好了。

      陸獻強:2025年對中國車企是機會遠大于風險,是中國車企可以真正做強的一個機會。我剛才比較強調新能源是作為一種突破。但在盈利回報上,對新能源還是很有挑戰的。相比來說,內燃機車要好的多。所以我們必須要把這個基礎(內燃機車)做好。

      顧鵬云:從產品開發的角度提升我們的開發能力、練好內功。

     
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