清華大學汽車工程開發研究院常務副院長、汽車安全與節能國家重點實驗室副主任宋健：“汽車電動化不是純電動化，在未來相當長的一段時間內，很可能還是混合動力汽車的天下”

2019年對中國汽車產業來說是不平凡的一年，車市銷量下降，國五轉國六提前、節能減排收緊等問題接踵而至，這些因素不僅影響著終端銷售與市場情況，也影響了汽車企業乃至整個行業的技術規劃與發展方向，往東還是往西?走快點還是走慢點? 這些都需要從更深層次的汽車技術方面去尋找答案。

8月13日，圍繞著這些業內亟待解決的問題，吉利汽車和寰球汽車集團聯合舉辦了“吉利智擎技術解析暨吉利動力總成“微米工廠”開放日活動，以希望通過解讀展示吉利的多系統動力發展方向以及在節能減排方面的做法，來為業內提供一個判斷未來中國汽車動力走向的依據。

本次研討會上，清華大學汽車工程開發研究院常務副院長、汽車安全與節能國家重點實驗室副主任宋健指出：汽車電動化不是純電動化，在未來相當長的一段時間內，很可能還是混合動力汽車的天下。宋健認為，由于鋰資源、鈷資源的稀缺，純電動汽車的電池制造將會受到很大的制約。而氫燃料電池所需要的氫氣儲存還面臨著很大的技術問題。今后尤其2025年或者2030年以后，主要還是插電式混合汽車的天下。

1能量消耗的兩個組成部分是什么?

結合當前清潔動力的整體發展階段來看，48V輕混系統是從中等混合動力基礎上發展而來，是一種較為適合中國國情的混合動力技術。

主要原理是在傳統燃油汽車的基礎上，增加48V電池和48V電機，配合一套DC/DC系統，把48V電機的動力系統切換為12V的動力系統。實際上增加的零部件少，成本增加也少。但輕混系統，跟過去所謂的微混系統，仍有著較大的區別。

據了解，48V輕混系統的基本思想，就是通過把車用設備的標準電壓提高到48V，使得它能夠帶動更大功率的車載系統，實現和車上其它系統更好的整合48V輕混系統的最大好處，則是在于對發動機啟停、起步、剎車等工況下的優化，從而直接降低車輛油耗。

但不同的是48V系統是一種電機和發動機并行驅動汽車的系統，與此前36V、42V僅能實現啟停功能的系統仍有著較大的區別。48V系統可以共同驅動汽車，也可以單獨驅動汽車。在中等負荷情況下，一般靠發動機來驅動。基于這一原理，48V在高負荷的情況又能否和發動機一起驅動?

據了解，這與配置和電池量有很大關系。如果電池量較少將沒有共同驅動的特征。而當電池電力不足、發動機工作的情況下，電機可以變成發動機，只要給電池稍稍的補充一點電，這樣就可以形成一個比較完整的混合動力系統，既可以保證在車輛制動的時候，實現再生制動功能。

根據美國環境保護局對美國汽車行駛工況的統計顯示，在常規車型日常駕駛狀態下，當100%的燃料能量進入發動機，約32%會被發動機本身排氣、冷卻、摩擦等消耗完，而最終用于汽車做工的部分，在城市工況下實際上只有百分之六點幾，其中在公路情況下接近20%。大量的能量主要浪費在怠速和停車環節，這一部分浪費量在城市工況下約3.2%，公路情況下約3.6%。另一個是制動環節，在城市工況下有5.8%的浪費，公路情況下也有2.2%。

而在城市工況下，按照EPA的循環，消耗的怠速停車和制動能量是23%，意味著大量的能耗是在這兩個環節被消耗，但只要把這部分能量通過動力混合系統不消耗，仍可以實現大比例節能。

此前不斷有人指出，怠速的耗油量較低，但實際耗油量的多少遠超實際預估。按照美國能耗計算方法，城市55%的加成、公路45%的加權來計算，消耗在怠速停車和制動的能量是克服阻力能量的2倍左右。通過混合動力系統，制動能量是可以回收的，也可以完全取消掉怠速的油耗。

2 48V已實現5L節油目標

基于這一原理，48V系統可保證在空調開啟的狀態下可實時為空調供電。因此，在熱天的情況下，只要在那停車就可以把發動機徹底關掉。同時，低速行駛時也可以徹底關掉發動機，這樣就可以大幅度節能。以上主要就是解釋為什么48V系統可以大比例節能。從這些不難看出，48V輕混系統并不是一定比深混差很多，其實兩者差的并不太多。

可以肯定的來說，48V輕混系統是極具經濟價值的輕混系統。其中優勢體現在，改動小、成本低，但在電控系統方面需要做相關的控制變化。此外由于采用低壓系統，電氣設備增加的成本比較低。其次48V的電機控制器的功率原件僅采用MOS就可以實現正常運行，而根據目前市場價格而言，單體MOS價格不足10塊錢，而一個IGBT模塊也不足千元，這意味著該套動力系統的成本十分可控。

48V輕混系統對比高壓輕混系統，怠速油耗的節省基本一致，按美國統計，怠速油耗主要源于城市工況的油耗，而在節省后，實際標準將基本一致的。而在制動能量回收方面，由于48V的電機功率小一點，再生制動能力稍弱，但同樣可以節能，甚至節省能量接近50%。而高壓混動系統一般伴隨著發動機系統能效改善，48V系統缺不需要，相比深混技術來說，它節能潛力稍有差距，但是成本優勢更強。

一般來講，48V系統用了30%或者50%左右的成本就起到了深混70%-80%的節能效果，是現階段性價比比較好的節能系統，對于業內2020年的節5升的節油目標，目前的實際數據已經基本達成。但進一步的目標，如2025年實現4升，那么單純的48V系統仍有差距。

3插電式混動的春天還有多遠?

據了解，現階段吉利對深混和增程式等節能技術均有布局與研究。從動力系統的發展程度來看，宋健指出：2020年以后插電式混合系統將達到4升，并成為主流技術標準。因為，汽車的電動化并不是純電動化，真正想要實現純電動化，現在的資源同樣是負擔不起的。

根據國家能源部發布的整體數據顯示，現階段世界范圍內的鋰、鈷資源比石油的資源更加稀缺。此前輿論習慣把石油資源當成不可再生資源，但隨著頁巖油、頁巖氣被發現后，就已經推翻了石油生成理論即過去由動物尸體變成為石油的理論。實際上石油就是地球上自身帶的，任何碳氫化合物在高溫情況下就會轉化成油。所以從這方面來說，每年探明的儲量還是高于采油量，其中還沒包括頁巖油。

這意味，待到2025年或者2030年以后，插電式混合汽車將迎來發展的春天。而實際上純電動汽車，也有可能在該階段被資源所制約，甚至不排除沒有長遠發展的情況。畢竟從供應角度而言，鋰、鈷資源的目前實際儲配量，無法造出能夠滿足全社會電動化所需的動力電池;像燃料電池如氫氣制備可以制出來。

但如何儲存仍舊是值得關注的問題，而圍繞這一問題，現階段行業內甚至還不了解是否有能夠滿足這一需求的大容積儲存氫氣設備，這些問題都將是限制我們下一階段燃料電池發展的核心與關鍵。