面向未来的汽车电气化战略

访通用汽车(中国)投资有限公司电动车战略经理David Reeck先生

作者:王 峰 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2012-03-20
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雪佛兰沃蓝达(Volt)的诞生让人们领略了增程式电动汽车的魅力,可以说Volt已经成为电动汽车发展中的一个里程碑.

雪佛兰沃蓝达(Volt)的诞生让人们领略了增程式电动汽车的魅力,可以说Volt已经成为电动汽车发展中的一个里程碑。电动汽车的发展将对传统汽车工业带来革命性的变革,由此产生的商机与合作格外丰富。面向未来该如何发展,通用汽车已经有了明确的答案。

AI:2011年底,通用汽车在中国市场推出了雪佛兰沃蓝达(Volt),引起了极大的关注。请您谈谈这款车,以及它的魅力。

David Reeck先生:2011年12月底,我们在中国市场小批量推出了雪佛兰沃蓝达(见图1),这款车是一款非常先进的增程式电动汽车,拥有高性能的电力驱动系统,采用一台峰值输出功率为111kW的电动机驱动前轮的驱动方式,配合1.4L直列四缸ECOTEC汽油发动机以及最大输出功率为55kW的发电机共同工作(见图2)。车载电池采用的是韩国LG公司生产的、容量为16kWh的锂离子充电电池,相当于第二代普锐斯电池组的12倍。该锂离子电池可用能量约为10kWh,以保证8年以后,即使电池性能有所衰减,用户可以使用的能量也不会发生改变。


图1  正在充电中的雪佛兰沃蓝达

这些出色的性能组合在一起,使得该车纯电力驱动时的最大续驶里程是80km,此外还有490km的增程行驶距离。通常在续驶里程内可以完全依靠电池供电,纯电动模式下可以实现全性能,0~100km/h的加速时间仅需要9s,最高车速可以达到160km/h,当行驶距离超过续驶里程时,配备的汽油发动机将起动带动发电机工作,产生的电力将供给电动机驱动车辆继续行驶,同时也为电池充电。

由于具有这些优异性能,雪佛兰沃蓝达非常适合在中国市场使用。当出行距离小于80km时,基本上我们就可以告别加油站了。而且如果使用波谷电力充电,最低每公里只需要5分钱。

AI:新能源汽车中,电池的安全性也格外引人注意。雪佛兰沃蓝达安装有一款性能非常卓越的电池,那么这款电池的使用寿命、安全性又怎样呢?

David Reeck先生:在美国,雪佛兰沃蓝达的电池使用寿命保质期是6年/15万km。通常,8年后电池的使用效率会有所衰减,因此当车辆报废之后,电池还可以继续使用,可以应用到其他方面,如作为一个紧急备用电池以防止电力中断等。在中国对这方面的需求也是很高的,当汽车使用8年报废以后,电池也可以应用在其他方面继续发挥作用。


图2  雪佛兰沃蓝达的增程式驱动系统

说到安全性,目前就电池充电技术而言,已经非常成熟了。雪佛兰沃蓝达和其他的电动汽车一样,在充电过程当中是安全的,大部分电动汽车在电力电池管理方面都有很好的系统,来确保电池可以以安全的方式进行充电。

AI:除了雪佛兰沃蓝达,通用汽车中国还推出了哪些新能源汽车产品呢?

David Reeck先生:在2008年奥运会期间,我们推出了环保型弱混合动力车君越,在2011年也向市场推出了别克君越新一代的eAssist混合动力车。

AI:在新能源汽车中,电动机作为驱动装置也同样是核心部件。您能否为我们介绍一下通用汽车在电动机方面的研究情况?

David Reeck先生:图3为我们诠释了稀土永磁材料的制造过程。简单地来看,首先在离子中提取一些元素,将其混合加热进行一系列的化学反应,最后我们需要的材料就诞生了。但是在这个过程中,我们也看到,大约4.5kg的混合量可以制造出3.5kg的稀土永磁材料,而另外的1kg材料便成为了废品,这是非常巨大的浪费。

图4是我们的电动机结构图,其内部结构是V形的。我们需要持续不断地改进,一方面是不断提升高速效率,另一方面要不断地降低它的转矩脉动和定子的力量,同时不能降低它的性能,以及要有一些可回收性的设计,此外还要削减总成本,包括劳动力、原材料成本等。


图3  稀土永磁材料的制造

当然,我们还可以采用其他形式的电动机,例如开关磁阻电动机,采用这种电动机要解决噪声、降低实际材料成本等问题。此外,我们还有同步电动机,但要减少它的磁力的IPM。

总之,我们还需要对目前使用的电动机进行持续不断的优化。继续在稀土永磁电动机优化方面进行努力,也要和我们在美国的专家进行合作,减少永磁稀土的浪费,在这方面是至关重要的。此外,未来我们也会开发一些替代的电动机,作为永磁电动机的补充。目前,我们对于电动机采用的是自制和购买相结合的采购方案,下一步我们更希望通用汽车和中国的供应商能够合作来打造本地的能力,为我们中国的合资工厂提供高质量的零件。

此外,应该强调的是,我们在中国推出了插电式的混合电动车,尝试采用不同的电动机,如永磁电动机、稀土电动机、感应电动机、开关磁阻电动机或者同步电动机。这里,永磁同步电动机效率高,具有很高的电力密度。我们还会继续努力,研究其他的电动机形式,以备不时之需。

AI:对于不同能源的利用促使了汽车多年来不断的变化和革新,未来,通用汽车中国的电气化战略是怎么样的?

David Reeck先生:能源是多种多样的,如石油、生物降解能源、液化气以及电力等,这些都可以作为汽车的动力来源。现在我们看到,电池的使用越来越多。传统的内燃机经过不断的改变,衍生出了混合动力汽车,包括纯电动、插电式以及氢燃料电池。


图4  电动机内部模拟

在中国我们推出了多款不同的电气化的汽车,包括雪佛兰沃蓝达。我们也和上海汽车总公司研发新一代的针对中国市场的纯电动汽车。我们在通用汽车的基地研究开发中国供应商体系,引用高质量的设备,以使我们供应链更加完善,这样可以大量使用本地零件。

作为我们中国战略的一个重要部分,通用汽车中国总部已经成立有两年多,建立有一个电池实验室,进行电池单体和集成方面研究,同时还进行不同新型材料的研究。另外,我们还有其他一些设施正在建设,预计今年会有一些实验室和工厂陆续投入使用。尤其重要的是,我们也会为客户量身定做一些方案进行研究。

AI:为了在中国市场更好地开展合作,您有何见解?

David Reeck先生:我们在中国的发展,将需要与很多行业的供应商进行合作,例如永磁电动机、感应电动机、电池管理、充电装置以及高压电缆等。我们需要与这些行业的供应商加强合作,我们的合作机会是非常多的。

另外,现在对于新能源汽车的发展,行业内都在积极地制定标准,比如说充电装置的标准化等问题,这些我们都需要合作。只有大家合作起来,制定一套共同的标准,才能在未来的发展中实现共赢。

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