發布日期:2015-12-04 15:25 來源:綜合報道 作者:七羽 瀏覽次數:716
在這一規定發布以前,新能源車相關企業只能通過兼并重組來獲得生產資質。而這一規定降低了純電動車企業的準入門檻,對于社會資本以及擁有技術創新能力的企業進行純電動車的研發和生產是一個利好消息。
以互聯網企業等非車輛廠家進入車輛業界為標志的“互聯網汽車”,代表著車輛業界發展的新動向。本文將對這一動向產生的必然性,以及對業界的影響稍作分析和展望。
1. 新建電動車企業誕生的背景及電動車市場的發展趨勢
傳統化石燃料發動機(以下簡稱為“內燃機”)車的大規模生產,開始于距今100多年前。當時,福特汽車公司在生產T型車時采用了流水線式生產方式。這種生產方式,使大量生產和降低成本成為了可能,汽車制造成為了工業化、專業化的操作。
從那以后,雖然在20世紀60~70年代歐洲和日本汽車工業進行了很多的改善,但這種改善并沒有帶來汽車原理以及業界的革命性變革。相反,從福特公司的流水線式生產方式開始,汽車產業所及進行的種種改革,加深了汽車廠商對汽車行業的壟斷,客觀上鞏固了自身的地位。隨著汽車構造的復雜化,汽車本身的技術也越來越艱深、越來越專業化。比如:作為汽車中的關鍵零部件——發動機和變速器,其中的每一個零部件都是研發人員智慧的結晶,遠遠不是新建汽車廠家能夠簡單地研發出來的東西。可以說,從很大程度上,車輛技術發展的結果限制了新企業的進入。
在整個汽車行業逐漸走入一個相對閉塞的領域的時候,純電動乘用車(以下簡稱為“電動車”)這種具有新型驅動原理的車輛登場了。這種以蓄電池為能量源,以電動機為動力源的驅動方式,所要求的技術是生產內燃機車的業界所不擅長的。另一方面,使用電動機作為動力源將使車輛的構造變得簡單,這意味著降低了新企業進入車輛業界的門檻。
現在世界上,以特斯拉為代表的新建電動車廠家、以蘋果公司為代表的電腦企業、以谷歌為代表的網絡技術企業以及其它行業企業也紛紛進入,在為車輛業界帶來一股新風的同時,也威脅到傳統汽車廠家的生存。
在國內,移動互聯網公司——小米、內容產業公司——樂視、生產用于城鎮和農村的低速電動車的福田及新大洋等公司也紛紛進入電動乘用車領域。
后面將會詳述,這些企業具有內燃機車生產企業所不具備的長處,那就是他們或者掌握電動機、蓄電池等汽車生產企業較少涉及的核心技術,或者擁有編程、數據分析等汽車生產企業所不擅長的軟件開發能力。
這些企業在自身原有行業已經進入成熟期的情況下,在電動車這一領域獨辟蹊徑,在發揮自身特長的同時,還可以利用資金等方面的優勢,從而成為車輛行業一支新興力量。
據日本民間研究機構株式會社富士經濟的發表的市場調查報告:純電動轎車的世界銷售臺數2014年為19萬臺;而到2035年,這個數字將增長到435萬臺,20年間增加24倍以上。株式會社海野世界戰略研究所的《世界戰略報告》中則預測:2020年,中國企業生產的純EV數量將達到2,000萬臺!據日本矢野經濟研究所的發表:至2020年全世界車載電池市場規模,將達到120億美元以上。
無論從哪方面看,電動車市場都是一個包含著強大活力的,有著巨大成長前景的市場。
2. 從原理上比較內燃機和電動機的能量轉換方式
內燃機是一種通過燃燒燃料,將其中蘊含的化學能以熱能的形式提取出來,然后將其轉換為動能的機械。
以汽油發動機為例:在氣缸內部將汽油與空氣混合,用電火花塞點燃經壓縮的混合氣體,用混合氣體爆炸的能量推動活塞產生動能(直線運動),通過曲軸將活塞的直線運動轉換為旋轉運動,然后用這種旋轉運動推動汽車前進。
內燃機是一種非常復雜的機械。為保證發動機盡可能完美地運轉,需要在正確的時間打開氣門、啟動電火花塞、推動活塞的運動和曲軸的旋轉,每4個沖程完成一個工作循環。為可靠地、有效地將燃料的化學能轉換為機械能,汽車廠家在發動機中傾注了無數的技術手段,致使發動機的構造越加復雜、越加精密。但與愿望相反,發動機的效率很難提高甚至有可能下降。
現在,效率最高的發動機,也只能將燃料所蘊含的能量的30%左右轉換為動能,其余的70%左右都變成熱能和噪音而被浪費。正因此,內燃機汽車被稱為浪費能源的交通手段。
與內燃機相比,電動機是一種構造簡單機械。只要通電,電動機就會將電能轉化為旋轉動能,并以此驅動車輪的旋轉,帶動車輛的行駛。同時,因電動車使用直流電源,也容易控制車輛的速度。使整車結構變得簡單。
在內燃機中有著眾多的可動零部件,而電動機中,只有轉子在旋轉。另一方面,電動機可以進行正轉與反轉的切換,所以電動車上不需設置倒車用的變速器。同時,使用電動機驅動,可以在車輛減速時將電動機切換為發電機,吸收車輛的動能發電。因此,電動機的效率要比內燃機高得多。據特斯拉公司的發表:該公司的電動敞篷跑車Roadster的效率達到88%!
也就是說,電動車的能源利用效率為內燃機車的3倍!
從原理上比較也可以看出,盡管目前電動車在市場上所占比例仍然較小,但是,電動車取代內燃機車將會是車輛技術發展的必然趨勢。
從這一點看,美國的特斯拉公司一步到位,越過內燃機車而直接推出電動車是有一定的必然性的。
3. 從內燃機車轉換為電動車的利點
如前所述,和內燃機車相比電動車最為顯著的一個特點,就是所使用的零部件的數量大為減少。
一般內燃機車約有2~3萬點的零部件,而電動車的零部件數大約只有內燃機車的1/10左右。
內燃機車轉換成電動車后,零部件的組成將會有下列變化:
3.1 從汽車上削減掉的零部件
3.1.1 發動機相關零部件
○發動機缸體、缸頭
○活塞及其配件
○噴油裝置
○曲軸、凸輪軸
○潤滑裝置,冷卻裝置
○吸排氣裝置(化油器、進氣歧管、增壓器、渦輪增壓器以及消聲器)
○點火裝置(啟動器,點火插頭)
○發動機缸蓋
○發動機控制裝置
○發動機冷卻裝置
3.1.2 變速器、傳動裝置及燃料相關零部件
○手動變速器(MT)
○自動變速器(AT)
○變速器用零部件
○離合器
○油箱及供油系統
大家知道,內燃機的轉速是有一定的區域的,僅靠發動機本身不能做到非常低(如起步時)和非常高(如高速行駛時)的轉速。特別是乘用車,必須考慮到經濟性和環保性能。而內燃機的最大動力輸出轉速域、油耗最低轉速域以及安靜平順轉速域很窄,也并不重疊。因此,內燃機車上一定要配置變速器。
而電動機的轉速域則非常寬,特斯拉Model S的最高轉速達16,000轉/分,而日產的聆風(Leaf)雖為兩廂車,其最高轉速也達到10,390轉/分。因此,一般電動車上沒有必要配置變速器。
當然,電動機在高轉速下的功率輸出會有所下降,所以在某些場合(如經常在高速公路上作超高速的復雜行駛的車輛)如果配置變速箱,會更好地改善車輛在高速環境下的加速性能。但首先這種狀態并不是車輛的正常使用狀態;另外,如果配置變速器則會增加額外的效率損失,對于以追求效率為天命的電動車來說還是得不償失的。
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