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程波:电动汽车零部件系统发展趋势展望

2020-07-09 浏览次数:2,398 次 电车资源

7月4日, 2020第三届中国(成都)新能源汽车产业大会在成都星宸航都国际酒店盛大开幕。来自政府单位、科研机构、协会组织、整车企业、零部件企业、运营经销商、物流电商平台、网约车平台等数百位新能源汽车行业先锋齐聚一堂,共同畅谈中国新能源汽车的发展。

程波:电动汽车零部件系统发展趋势展望

在4日下午举行的中国新能源汽车产业技术大会上,重庆瑞驰汽车实业有限公司高级工程师、技术总监程波发表了题为《电动汽车零部件系统发展趋势展望》的主题演讲。电车资源整理程波演讲主要内容如下:

商用车现有市场的分析

由于国家政策对于符合标准的新能源配送车辆给予通行便利,截至2019年8月,全国已有34个省市发布开放新能源货车路权政策。与此同时,从2010年到2019年,我国快递业务量逐年上升,连续4年稳居世界第一,这些都积极推动了商用车市场需求的稳步增长。2019年的商用车(含油车)市场规模是432万辆,其中新能源专用车销量达到6万辆,到2023年将可能达到20万辆。

程波表示,从2016年到2019年,在新能源专用车上险销量中,微面和轻卡占了绝对的占比,凌特和微卡次之。2019年新能源微面上险达到26079台,占新能源商用车销量的43.7%。

2020年新能源政策解读

2020年的新能源补贴政策是在今年的4月23号发布的《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,从4月23号到7月22号为过渡期,过渡期满足2019年的标准,但不满足2020年标准的,按2019年的0.5倍的标准补贴,符合2020年技术指标的按2020年的标准进行补贴。

程波总结了几点关于补贴新政的变化要点:一是新政设定了补贴总量规模上限,新增了200万辆的补贴规模上限。二是设定了补贴的清算门槛,商用车企业单次申报清算车辆数量应达到1000台。三是延长补贴期限,补贴的时间是延迟到2022年,2020—2022年补贴标准分别在上一年基础上退坡10%、20%、30%。四是补贴金额的大幅下降,纯电动货车从最早的2000元/kWh降到了315元/kWh,N1类的最高上限补贴1.8万,N2类的3.5万,N3类的5万。

此外,技术要求也大大提高,纯电动货车Ekg要求不超过0.29Wh/km•kg,动力电池系统能量密度也由最早的95Wh/k提到了125Wh/kg。

程波认为2020年新能源政策势必会进一步挤压商用车企业的生存空间,同时成本压力也会越来越大。

电动汽车零部件及系统现状

目前在电动汽车上,整车的高压系统主要包括电池系统、高压电控、动力总成、高压配电箱(PDU)等。其中,电池系统包括动力电池、BMS以及里面的一些附件,高压电控部分包括DCDC、充电机以及高压配电盒,控制器方面有PTC和空调,驱动部分包括电机电控。这些部件组成了整车的高压系统。

动力总成方面,最早的电动车大多都在油车的基础上来进行改制,其中前置后驱是最早的一种改制方式,就是中置后驱的带传动轴,电池挂在传动轴的两侧,或者关在发动机舱,或者挂在以前的备胎位置。这种方式的传动效率低,开发成本和制造成本的门槛也都比较低,但整个电池包的重量比较大,能量密度比较低,整车的重量也大。

第二种方式是后置后驱,是国内主流微型商用车的方案。由于取消了传统轴,电池采用的是集中布置,因此整车的效率大大提升,同时整车的重量也有所减轻。另外,这种方式取消了变速箱和传统轴等部件,所以整车的成本也大大降低。

电控方面,绝大部分纯电动商用车采用的是集成IGBT模块方案。其优点是结构简单、产品质量相对可靠,但缺点是进口的,价格高,特别是近几年中美贸易战,对于国内的企业来讲有较大的风险。另外,程波也表示,大多数电控企业几乎也在设计单管IGBT模块方案,虽然结构更复杂一点,但可选择的规格也多,选择性强,价格更低,不过就当前情况下而言,这种方式的应用还不够。

电机+电控方面,分体式电机+电控是目前国内主流电动商用车方案。程波表示,目前商用车的大部分电机还是属于比较低速的,现在主要存在的问题是重量依然较重、实际功率密度也不高。

电池系统方面,程波认为,现在的电池系统存在不少共性问题,包括充电倍率低、充电时间长、续航里程短、装电量大、电池成本高、衰减快、以及存在安全风险。

高压电器方面,目前主流的方式以分体式为主,优点是布置灵活方便和售后成本低。现在也有集成式的,有三合一、四合一、五合一、六合一的,但实际上现在大部分还是结构上的集成,通过外购PCB板来组装的情况较多,质量及一致性控制难度较大。此外,售后成本较高,安全的风险也更大。

未来发展趋势展望

针对未来电动汽车零部件系统的发展趋势,程波提出了几个方面的技术展望。驱动桥方面,程波认为,现在的偏心直连桥存在电机装配应力大、齿轮冲击大、振动大等问题。而未来将主要发展两种方式,一种是悬挂式后置后驱桥,另一种是同轴驱动桥,这两种方式都有利于电池包的布置。

电机电控方面,程波表示,未来可能会发展到电机电控二合一集成,还有电机电控以及减速器的三合一集成,通过实现电控模块国产化,有利于进一步降低成本,而单管因为成本优势,所以会与国产化共存。

电池包方面,程波认为三元、磷酸铁锂等技术方案仍将百花齐放,未来的电池包要追求低电量化,促成整车成本的下降,从而与油车竞争市场。此外,电池快充能力要实现15-30分钟完成电量从20%到100%的安全充电,继续提升电池寿命、一致性、高温性能等,降低维护费用。

高压电器方面,未来应朝着原理集成式的技术方向发展,通过实现部分元器件共用,成本相对较低,而且质量及一致性也相对容易控制。

PTC加热方面,程波认为未来肯定会采取PTC水暖空调电加热,安装在水冷却循环系统中,通过暖风芯体给车内供热,舒适性更好。

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