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電池還是硬骨頭

發布時間:2009年12月22日 00:00 作者:葛幫寧 來源:汽車商業評論

 
    1947年,日產汽車公司發布其歷史上第一款由鉛酸蓄電池驅動的Tama電動汽車。62年后,它公開展示一款5座掀背兩廂純電動汽車Leaf(樹葉),宣稱這是世界上第一輛可交付日常使用的零排放車輛。


    在今天全球汽車業正在展開的對未來新能源汽車技術的這場角逐中,日產押寶于電動汽車。眾所周知的是,在約10年前的上一次技術創新中,豐田依靠普瑞斯混合動力汽車而暫時領先。


    2009年10月26日,主要負責EV、HEV車載電池研發工作的日產汽車公司EV科技研發部工程總監宮本丈司接受《汽車商業評論》的采訪。他說,Leaf巡航里程可達160公里 。


    1958年出生的宮本丈司畢業于日本東北大學電化學專業,在23歲時加入日產汽車。他從1997年7月開始任日產汽車先進技術研發部EV、HEV研發部經理,值得一提的是,當年這家汽車制造商推出全球第一輛裝備柱型鋰離子電池的電動汽車Prairie Joy。


    宮本丈司的簡歷上寫著多個頭銜,除了現職外,他還是日本汽車工業會電動車輛技術部副部長,日本經濟產業省NEDO“Li-EAD”(新一代汽車用高性能蓄電系統技術開發項目)技術委員。


    Leaf的電池由其與NEC合資組建的AESC電池公司提供,電機和電控在現階段亦由公司內部制造。宮本丈司說:“將來如果量產到一定規模,我們會考慮尋找合作伙伴。目前還沒有任何計劃。”


    諸如此類不太確定的言語在訪談中多次體現。或許因為大家談論的亦是一個不太確定的未來技術,至少目前看來還不太成熟和可靠。即便如此,沒有人愿意做技術創新的旁觀者,不管是國外汽車公司,抑或中國汽車公司。


    日產汽車為Leaf的量產化確定了時間表:2010年首先在日本和北美銷售,2012年將推向全球。宮本丈司確認,推向中國市場的時間是2011年,其追求的目標是“在2012年后日產的電動汽車產量和汽車產量可以相互匹敵”。


    不知道日產汽車是如何計算這個銷量數字的。《汽車商業評論》推測,Leaf銷售的第一站日本,即有可能會成為日產汽車推廣電動汽車的大本營,在這里,政府的激勵措施和優惠政策看得見摸得著。


    對此,日產(中國)副總經理中川恒彥是這樣解釋的:電動汽車和它的原型車之間的價差,日本政府負擔價差的一半,剩下的一半,其中的1/2由地方政府負擔。比如以騏達為原型車,如果其電動車售價20萬元,對于價差的10萬元,日本中央政府補貼5萬元,剩下一半的1/2由地方政府補貼,所以,用戶最終能以12.5萬元買到騏達電動車。


    但是這樣的政策在中國還沒有,這一點,看看豐田普瑞斯在中國市場上的價格和銷量就知道。

 
    2009年11月,雷諾-日產CEO卡洛斯•戈恩在中國舉行的“2009清潔能源國際峰會”也暗示,中國政府缺乏鼓勵私人購買綠色轎車的措施是造成日產對在華生產電動車持回避態度的原因。


    以下是《汽車商業評論》就電動汽車的現狀和未來對宮本丈司的采訪節錄,中川恒彥在采訪中也作了相應補充。


    全球應統一技術標準


    不管是日本、美國還是歐洲,現在都沒有一整套完備的電動車標準體系存在


    《汽車商業評論》:在選擇技術路線時,豐田和本田側重于混合動力,日產選擇的是純電動車,日產做此選擇的原因是什么?日產的層疊式鋰離子電池正極材料是錳,這類電池性能如何?


    宮本丈司:我先說一下純電動汽車的優點。第一,它實現了真正的零排放。第二,它是電力驅動,只要有電源,都可以用。


    它的缺點也顯而易見,就現階段的技術水平而言,它的續行里程不長,如日產Leaf是160公里。至于將來的技術會發展到什么程度,現在還不好說。


    如果我們把現有車型都換成電動汽車,至少在現階段,我認為有困難,如旅行車很難做成電動汽車,因為它需要長距離,還有跑車,也有困難。現在是傳統汽車和新能源汽車共存的時期。但如果考慮到二氧化碳減排目標,我們就需要考慮應該普及多少輛電動汽車。


    成本問題也是缺點。如果電動汽車整體價格不降到和普通汽車相同的話,它就很難普及,也很難達到二氧化碳的減排效果。我們從可靠性、耐久性和成本系統綜合考慮后,選擇了現在的錳酸鋰電池。


    我希望您不要誤解,其實日產汽車從來沒有講過不做混合動力汽車。從投入研發的資源分配看,我們現在投入到混合動力汽車和電動汽車的力量是均等的。或許因為我們對純電動汽車研發投入的精力,比別的公司相對更多一些,顯得我們有些偏向。在Leaf電動汽車導入中國市場的同時,我們也會同時考慮導入混合動力汽車。

 

    Leaf的電池是日產跟NEC合作生產,其他關鍵部件如電機、電控是自己生產還是合作生產?


    宮本丈司:電機、電控和逆變器在現階段我們打算公司內部制造,但將來如果量產到一定規模,我們會考慮尋找合作伙伴,目前還沒有任何計劃。


    從技術角度分析,日產純電動汽車的產業化有無時間表?

 
    宮本丈司:2010年Leaf首先會在日本和北美銷售,2012年將推向全球,推向中國市場的時間是2011年。我們在每個國家每個地區都設定了時間表。我們的目標是,2012年后日產電動汽車產量和汽車產量可以相互匹敵。


    將來日產還會推出純電動英菲尼迪和商用車,因為牽涉到產品戰略問題,我還不能向您詳細說明。


    中國正在進行電動汽車技術標準的制定,上次工信部跟日產汽車簽訂備忘錄時曾說過,會在技術方面提供一些幫助,這方面進展情況如何?


    宮本丈司:如果各個國家都制定不同的標準,對廠家的發展可能是個商業壁壘,我們希望能在全球范圍內實施統一標準。因此,這不僅僅只是中國和日本之間的一個標準交流,而應該是全球范圍內的一個交流,比如像IEC或ISO類似的組織。我知道的是,中國政府相關人員和這些組織也保持有聯系和溝通。


    中川恒彥:我想追加說明的是,不管是日本、美國還是歐洲,現在都沒有一整套完備的電動車標準體系存在。正因為這樣,日產汽車和中國汽車技術研究中心合作,對全球政策標準體系展開了一次調查,目前調查已結束,這次調查所形成的報告將作為標準制定的基礎。


    在新能源汽車發展過程中,政策扶持是關鍵。您認為就純電動汽車的發展而言,最迫切需要解決的問題是什么?


    中川恒彥:電動汽車普及初期的成本較高,為讓普通用戶購買電動汽車,我們希望能得到政府的補助金,即扶持政策。


    另一個重要的問題,就是基礎設施,家庭充電以及一些辦公樓的基礎設施的建立,也需要政府支持。

    那么在推動電動汽車過程中,最大的難點是什么?日產汽車如何應對?


    中川恒彥:最大的難點還是成本。在技術發展過程中,成本仍然是最大的障礙。

 
    如何解決成本問題?我們現在做的工作,首先在設計上,盡量尋找性價比最好的材料,做到最經濟化。其次,研究電池再利用的商務模式。此外,為使電動汽車量產化,我們也正在和各地政府協商,希望能得到他們的支持,這些都是我們為降低成本所做的一些努力。


    錳酸鋰電池目前最好


    至少在現階段,磷酸鐵鋰電池材料本身的安定性還沒辦法解決


    《汽車商業評論》:動力電池在批量生產過程中,如何保證產品一致性?


    宮本丈司:產品一致性是電池生產過程中一個非常關鍵的環節,我們在生產環節方面的控制非常謹慎,這又回到日產為何選擇錳酸鋰電池,而非在中國呈主流的磷酸鐵鋰電池話題上,我們是從材料品質的穩定性來考慮的。我們認為,至少在現階段,磷酸鐵鋰電池材料本身的安定性還沒辦法解決。


    鈷酸鋰和磷酸鐵鋰都可能會出現內部短路、過熱,甚至爆炸的情況,日產使用的錳酸鋰電池會不會出現這種情況?如何預防?


    宮本丈司:電池內部的電解液類似于汽油、煉油等液體,本身就具有可燃性,電池被破壞以及在非常極端的情況下,肯定會燃燒。


    但對于電解液的選擇,每個廠家稍微有些不同。日產研發的層疊式鋰離子電池組有個類似于殼狀的裝置,具有保護機能,能保證某個電池組里某個電池單元發生問題時不涉及到其他電池單元。


    相比較而言,錳酸鋰電池材料發生問題的幾率更低。它的安全性,不是一兩句話所能講完的,總之,我們從最小的電池單元開始,到每個電池模塊、每個電池組,乃至電池安裝的位置,都設置得有保護措施。


    中國有種說法,磷酸鐵鋰電池很安全,實際上它只能說明這個磷酸鐵鋰的正極材料很安全,并不代表整個電池組的安全,更不能保證整輛車的安全,這跟設計有較大關系。


    通用雪佛蘭VOLT也是從之前的磷酸鐵鋰電池傾向于現在的錳酸鋰電池,是不是可以說業界認為錳酸鋰電池是目前最好的正極材料?


    宮本丈司:從結果上來看,業界可以這樣理解。


    我們知道,如果使用快充系統,30分鐘就能充到80%的電量,但如果頻繁地使用快充系統,會不會影響到電池的使用壽命?


    宮本丈司:我們根據美國USLA4工況來做分析,也就是,在正常的上下班工況下,電池使用5年后還能保持80%的容量。


    至于你提到的每次都用快速充電的方式,這種情況下,電池肯定會比正常充電短命很多,但具體是多大數字,我們沒做過試驗,沒法回答。


    電池也會受溫度的影響,如果Leaf推廣到中國的東北去使用,其產品壽命會不會受影響?


    宮本丈司:實際上高溫和低溫相比,高溫帶來的問題更多。因為電池過熱,會加速電池老化和整體壽命。但在溫度低的地方,比如投放到中國東北地區的車輛,我們會加裝一個加熱器。我們在研發中就考慮了這些問題。


    至于在惡劣條件下,我們如何讓電池壽命保持原狀甚至延長,這是我們正在研發中的課題。


    電池在制造過程中以及廢棄后都會產生污染,日產如何解決這個問題?


    宮本丈司:如果非法棄置電池,那肯定會造成非常大的環境問題。日產的做法是,在設計階段就考慮電池的再回收系統和再利用系統,同時在銷售時還會有整體的管理系統。

   
    未來幾年,日產汽車在電池這塊有何具體目標?


    宮本丈司:只要是開發電動汽車,續行里程的問題就會一直存在,我們希望能提高能量密度。對能量密度的具體目標不好說,我當然希望越大越好。另外一個永遠的課題,就是電池劣化,正常情況下電池也會劣化,怎樣減緩其劣化速度,提高壽命,也是我們研發的重要課題。我說的只是兩個方向,而針對這兩個方向的研究有無數種,日產汽車也在做很多研究。


    在電池管理系統方面,日產汽車有何經驗值得借鑒?


    宮本丈司:一輛電動汽車上的電池單元有100個至200個,而且每個電池單元的狀態都不同,所以管理非常重要。我們的系統是要監控每個電池單元的不同情況,以便發生問題時對它做補正和修正。但這也并非你想象的那樣,不論多大情況的偏差我都可以控制,不是這樣的。我們必須保證電池的品質在一定范圍內,才能通過電池控制系統來控制整體的安定性。作為電池組,它里面有很多個電池單元,如果電池單元本身的品質就不安定,就沒辦法做成一個電池組。對日產來說,我首先要做好電動汽車電池單元,這是最基礎的一步,也是最重要的一步,也是做好電池管理系統的大前提。

 

 

 

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