主题：【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟发平代表发言 -- lxgw

家庭乘用车的全电能趋势与现实路径

-兼评钟发平代表2014年两会发言

lxgw:【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟发平代表发言 1

（三）

==========================================================

图1，截止2013年10月当年与当月新能源车辆销售数据与2012年同期比较表。

图2，一家机构对主要锂离子电池企业发展竞争力评估。AESC为日产与NEC成立的锂离子电池生产商，LG为通用提供锂离子电池，JCI是电控出身的约翰逊电控（国内称江森自控）。

==========================================================

在乘用车电动化的过程之漫长曲折超出了前人的想象，一次次希望到失望也让后来每一步努力都带来更多疑虑，受到更多考验 。各种假定模型下不同范围的统计估计数据结合起来产生出各异的结论，今天东风压倒西风，明天西风压倒东风，这几乎从汽车的历史开始时就存在了。加之技术变化迅速，而基础研究甚少突破，让各种报告与其具体技术，甚至装置，工况关联紧密，推广开去谬以千里就更不奇怪了。因此，我们有必要退开一步，摆脱某项具体技术方案的条条框框，从相对宏观的角度来分析一下电动化的目的，目标与方向，确定一个科学的定性结论，然后再做具体技术方案的对比。

这个更宏观的角度就是能源。大家都知道能量守恒，所谓能源问题实际上就是能量的高效率转化问题-以尽量高的效率转化为我们所需要的能量形式。具体在汽车上，那就是转化为推动车辆前进的机械能，这个是纲。 自然规律决定了这种特定方向的转化效率不可能是100%的，所以提高或控制这一效率就成为科研的最终目标。我们已经知道，内燃机在历史上的成功就是将这个效率从蒸汽机的个位数提高到两位数，然后在其后的百年间，从十几个百分点提高到30%左右。对于已知的热机效率上限而言，这是一个如同人类百米短跑记录的缓慢进步过程。目前这个效率的提高基本都是在大型热机上实现的，乘用车所使用的中小型热机，即便在采用了模拟大型热机工况的技术后，效率提高已经极其困难，代价与收益比较已经越来越大；加上机械传动，控制等方面无法避免的损耗，目前其实际能源转化效率不会超过15%-即便是最好的司机，最好的车.

从这个角度看，所谓乘用车的混合动力技术本质上就是新的一轮中小型热机模拟大型热机工况的努力。 除了插电式（可充电式）混合动力，所有混合动力车的能源都依然来自汽柴油机，受制于小型热机的效率上限。理想状态下，混动技术尽可能长时间利用内燃机能量转化效率较高的那段工况，将实际运行中的涨落与理想工况的差异部分通过电池系统补偿或调节，并将需要刹车调节的多余机械能部分进行电能回收（这部分回收效率很低，与驾驶习惯密切关联--节能要从驾校教育开始）。 很自然，与这一理想状态的距离决定了混动技术的成熟度，而与此同时，同时具备两套系统本身不仅增加了系统复杂性，也增加了系统重量，设计难度并降低了转化后的机械能实际运用在有效载荷上的比例。换言之，要提高效率，动力系统从复杂度到尺寸重量都不得不向更大的方向发展。

很令人困惑的一点是这些非难纯电动而力挺混动的所谓‘行业’人士从不提及的一点是混动不仅同样需要电池系统，而且其受制于电池系统的程度一点也不少于纯电系统，其效率提高几乎完全要指望电池与系统控制平衡系统的进步，而与内燃系统越来越远-这与纯电系统所面临的挑战是完全一样的。所以现实中，他们言混动而意在内燃，非纯电而实指锂电。做汽车的没有意识到内燃的上限，做电池的不谈不同锂离子电池间的距离之大远超出镍氢与镍镉之间--钟代表应该老实的承认依照科学的说法，他代表的是镍基电池，反对的是锂基电池，而其动机依然可疑。

在现实中，混动从发展初期就面临几个主要实用矛盾。一，两套动力系统，基本上是一套工作，带着另一套跑。长途高速工况是内燃带着空电池跑，城市低速工况是电池带着内燃机跑，而堵的太久电池耗尽后还是内燃机低速低效期。为了改进这一状况，通用干脆省去内燃驱动系统，内燃只为发电用，驱动全部为更为简单高效的电动。二，节能与动力在实用中的矛盾。有的厂家看中了内燃与电池系统并联可以短时提供更大动力的特点，在原有发动机上加上混动，如本田雅阁，结果一败涂地，两年后停产，卖不出去。丰田在节能优先这个问题上没有出错，但低配小容量发动机，如普瑞斯配备1.5升发动机，虽然在车体其他部分努力减重，其在长途高速工况下还是让节能只能留在广告中。所以尽管后来普瑞斯混动程度越来越重，控制越来越复杂，理论效率越来越高，但还是将发动机改为1.8升排量。丰田是汽车行业最不愿意提高发动机排量的,此举为何大家可以想象。

第三就是系统复杂度日益提高与实用性的矛盾。这里一个是内燃与电动机械部分的联合-融合日益复杂，耐用可靠性存在对复杂程度的天然限制。例如BMW提出的混动方案干脆将两者分开，内燃机控制前轮驱动，电动机控制后轮驱动，软件控制他们不打架。另一个就是软件对动力系统更复杂的控制能力，这对软件可靠度的依赖日渐深重。汽车的电子控制基本是在重复民用客机电子控制（所谓线控）的路径，于是测试工作量就会越来越重。丰田刚刚被罚12亿美元的刹车门归根结底就是这方面的问题。再一个是设备多了车体设计上必须有所妥协，目前最典型的是通用沃蓝达，电池无处可放，最后突入乘员仓，结果车看着不小，后排只能坐2个人。

话说到这儿，。。。

=======================================================

（注：原文此段删去。解释一下，该段本来是对国内镍基电池产业发展方向提出一些建议。我个人坚持的原则向来是决不为了批评而批评，对事讲严格而对人讲宽宥。否定镍基电池投入乘用车动力领域是科学的态度，但不给出出路方向建议那就失掉了一大半的说服力。但是，今天看到了一条消息，验证了我原本对此事的初步判断，而且在上中下三种预计判断中，钟发平代表显然选其最下一途。这绝不是令人高兴的结果。为此，我决定在这里删除此段，以谓明珠投暗的愤怒。详情待全文结束后再做具体解释。）

=========================================================

回到前面，混动技术理论上的理想效率是什么？就是中小内燃机理想工况下的最大效率，混动是对小型内燃机的补丁，这一点毋庸置疑。至于说实际工况下节能40%的说法，不管钟代表信不信，我反正是不信 - 物理老师要睡不着觉了：这比的得是多倒霉的一台内燃机啊！

相比内燃与混动车，电动车在能源角度说最根本的特点用一句话概括就是：让凯撒的归凯撒-讲专业分工，各司其能，而不贪求小而全，尽可能以最高的效率解决主要矛盾。从整个国家能源利用体系来说则是让每个分系统拥有最高效率（潜力），从而实现整体上有不断提高效能的空间。纯电动车彻底去掉了离散的小型内燃机，利用电能向机械能转化时更高的效率简化乘用车的复合功能，追求更高的能耗效率是电动车发展的根本目标。如果考虑化石燃料依然是当前电力的重要来源，电动车加上发电厂一起可以看做一个尺度大得多的混动体系。那么这样做的好处在哪里呢？第一，很显然，车辆不需要把内燃机背着到处跑了，动力系统大幅度简化。第二，从能量转化效率上看，电能向机械能转化的效率是最高的，而我们前面说过，汽柴油机提高效率的基本方法就是模拟大型发电厂的内燃机高效工况。当前化石燃料汽轮机发电厂的有效能量转化效率在电热联营下可以超过90%，就算加上输电充电电池环节的损耗，这也根本不是离散的中小型内燃机可能企及的。现在抱怨电池技术不成熟不能用的静态说法貌似有理，但其实准确的说法是电池技术还有继续发展改进的空间，中小型离散化的内燃机才有继续生存的空间，否则，可以洗都不用洗，直接睡觉了。

第三，全面采用电动乘用车为能源体系的高效提供了广阔的空间。我们应该感谢批评电动的声音把全能源体系话题引入讨论，这是多年来电动化支持者想说而无人理睬的话题。汽柴油车时代没有这个话题，也就没有人会注意电力系统的技术进步的问题。如果说乘用车电动化能够将全社会的注意力投向发电厂的效率问题，那么其显然撬动了更大的技术进步，善莫大焉。最后，如果未来技术发展让能源效率进一步提高，是在大型发电设备上率先实现的可能性大呢，还是在小型内燃机上率先实现的可能性大呢？答案不言而喻。

反过来看，混动实质上就是将电厂背在身上的电动车，这在成熟的混动机制上会越发明显，例如通用沃蓝达。这样我们看到电动化的本质是能源转化利用的集中与高效趋势。集中比分散效率更高，效率提高的空间更大，那么技术发展就应该向此处去。在这个大趋势下，混动的过渡与促进地位是明显的；而如果战略上确定还是以中小型分散化内燃机为中心，混动也就是技术发展的端头了。

这里又要多说一句话，钟发平代表的访谈中，谈电动车体系的整体污染问题时其逻辑是增量性的，从电厂到车每辆增加多少污染；但谈混动的问题时，逻辑是替代性的，增加混动而减少内燃会减少多少能耗+污染。我不知道这是有意为之，还是他自己没转过来弯。不得不说，温总当年有一点很有道理，理科生再不学点文，逻辑都会有问题。（国内逻辑学放在文科，这是很难理解的划分，也是文理分科的悖论之一。）当然，还有学文科的记者居然就这么发出来了，也是一道‘亮丽的风景线’啊。

综上所述，电动化在技术上和市场上为乘用车与更大的能源体系上的发展提供了广阔的空间与巨大的潜力。在这个问题上是大人大量，鼓励支持，眼光长远，兼收并蓄，还是小人小气，为个人局部利益厚己薄彼，发展预期上自卑自恨，决定了一个人的专业性，一个实体的建设性，甚至是一个国家综合大局的能力。

中国未来的能源格局肯定还是多元化的，这对任何一个大国来说都是必然如此。这是国家尺度决定的，但进一步细化，每个国家取得一定数量特定能源的成本是不同的，这不仅包括即时的经济成本，还包括路径成本，环境成本等等。美国2013年‘突然’成为全球石油产量最高的国家，为什么？路径成本变了，广义环境成本的承受力引起的战略调整。（这是首贴提到能源战略与国家方针政策紧密联系的绝好例证。）多元的最终比例就是这些具体的国情因素决定的。日本福岛事故的严重性是超出想象的，日本全国舆论反对核电，但日本可能完全放弃核电吗？显然不可能。同时日本的节能技术着力之早之深之执着，在主要技术强国中几无其右，新能源车上再清楚不过：通用悔青的肠子就是例子。

（待续）

lxgw:【原创】家庭乘用车全电趋势与现实路径-兼评钟发平发言 3

• 【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟发平代表发言
• 【原创讨论】从中国家用乘用车发展到中国交通战略
• 【原创】家庭乘用车的全电能趋势与路径-兼评钟代表发言4