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中国电车的崛起及其油混新方向。
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中国电车的崛起及其油混新方向。

朱头山
楼主 (文学城)

自电机发明之后,因为其明显的优点,在很多方面取代了气压动力机。有些现在还能看到的气压动力机,其实只是作为发电机为电机提供电力了。比如拉列车的柴油机头,只是柴油发电由电机驱动,再比如美国核动力航母和潜艇,只是用核能烧开水蒸汽发电,也是直接用电机驱动的。汽车上,其实也缺不了电机了,除了驱动轮子,其它如各种带子,风扇,空调都是电驱动的,有一种加力引擎(Turbo),实际上是汽油引擎外加一个电引擎,起到助力省油的作用。

汽车为什么不早想到用电动的?其实电车发明得比汽车早,曾几何时,最流行的就是电车,用酸铅电池的。以后油车淘汰了早期的电车,一来汽油柴油机用得很好,价格也不算贵,二来电池的发展远远落后于电机的发展了,电池驱动的直流电机功率也远不如内燃机,各种原因加起来,电动汽车的发展缺乏动力,远远滞后了。

最近二十年来,由于油价总体上升,特别是环境保护的要求,各国政府纷纷倡导和资助绿色能源,电动车开始发展起来。但很长时间内,电动车只是作为一个补充动力,大多数人不看好。直到特斯拉造出一次充电能跑三百公里,速度能达到时速二百公里,又静又酷的电动车后,才让世人刮目相看。

特斯拉有了什么独门绝技?一般认为,除了它配有大功率电池,更重要的是使用了交流电机。由于电池提供的是直流电,因此大多数电动车或混合车都用的直流电机,速度上不去,动力也不足,根本无法和内燃机比。而交流电机则不同了,其澎拜的动力早在其它领域闻名遐迩,用到汽车上也不虚其名,而且电机还天生的可以真正无极变速,省去了变速箱这个内燃机必需的大件。当然,把直流变交流的转换器是必须的。以后其它厂家也如法炮制,现在连吉利造的车也能跑上百公里,时速不亚于特斯拉了,看来电车的时代真要来了!

但是,但是,充电站还是太少,充电还是太慢。市场上能高速跑百公里时速以上的都是纯电车,混合车纯电只能最多跑50公。有个外行都能想到的方案:以高功率电机为主力,輔以汽油发动机的混合汽车,不是很理想吗。当电池没电了,就用汽油驱动电机,同时为电机充电。为什么市场上就没有这样的车呢?

我们外行想到的,厂家当然想到了。大功率交流电机已经占了很大体积了,再加一个大电池,已经无法再容下一个大汽油发动机了,再说汽油机需要复杂的耦合装置,不可行了,技术上遇到瓶颈了。所以,现状是,如果要高速,就只有纯电车。油混车,电动力只能是直流低速的。

2023年上海车展,特斯拉没有参展。车展期间的4月17日到4月20日,纽约纳斯达克上的特斯拉股票暴跌12%。这两件事未必是相关的,但中国电车正在悄悄地重画世界经济版图。

汽车是现代制造业中的最大产业,在全世界提供约3万亿美元的年产值,并拉动从钢铁、有色金属、塑料到机械、电子、汽装的众多产业。汽车也是涉及大量就业的产业,德国汽车涉及直接就业约100万人,贡献约12%的税收;日本汽车涉及直接和间接就业至少530万人,占就业人口8.3%,世界500强里日企的一半利润来自汽车;美国的铁锈带则直接与美国汽车工业的式微相关。

中国汽车年产量约2700万辆,美国约1000万辆,日本约780万辆,韩国和德国都在370万辆级别。也就是说,中国的汽车产量已经超过美日德韩的总和。印度也有约为550万辆的年产量,但必须说,印度汽车不在同一个赛道上。2022年中国新能源汽车产量约700万辆,超过世界总产量的一半。中国新能源汽车(尤其是全电)在技术上也直视世界领军,上海车展上能拿出来和特斯拉捉对厮杀的一抓一把。

中国汽车产值(尤其是利润)未必超过美日德韩的总和,但依然是非常可观的。中国汽车的主要市场依然在中国,但出口也在迅速增加,2022年突破300万辆,超过德国,接近日本。2023年第一季度已经出口约100万辆,这个速度如果能保持,全年有望达到400万辆级。中国这一块产值是流向美日德韩还是回流到中国,是重画世界经济版图的大事。

中国新能源车有很多外设的新方向,在设计方面,大屏显示、全向摄像头成为标配,激光雷达、电子后视镜也很常见,还有新颖的B柱人脸识别、刷脸解锁。各种车机新功能争奇斗艳,各种级别的自动和辅助驾驶、人工智能在上海车展上也各显神通。简单地说,由于激烈内卷,各种有用的功能都摸了一遍,坑也踩了一遍,进一步的发展更加有的放矢。

电车的优势还是很大的, 因为电机的特性,随便什么车其加速性能都能达到油车F-1 赛车的水平,而且变速是真正的无极变速,没有卡顿。 电车的维护很简单,不用换机油。电车的刹车系统可以把能量转变为电能,甚至还节电。 其主要的缺点还是在于电池,相对于汽油其能量密度低,锂电池充电时间长,冬天效率大减,充电设施没有油站多(这有希望改进)。车体较油车重,更耗能,也需要专用的轮胎。钠电池有充电快,冬天效率不减的优点,但也有能量密度不如锂电池等缺点,中国有锂钠混装电池的设计,据说可以取长补短。但目前而言,油混还是一个主要的取长补短的方案!

中国电车也带来很多新的油混方案。传统上,汽车由内燃机驱动,以燃油(汽油或者柴油)为能源来源,所以也称油车。现在一些汽车改用电动机驱动,能源来自电池,由外接电源充电;或者由电池和小排量内燃机混合驱动(也称混动)。完全采用电池动力的称为全电或者电车,但混动的形式就多了:有内燃机与电动机通过机械耦合共同驱动的(狭义混动),有内燃机不直接驱动、只为电池充电的(也称增程)。

插电混动(也称插混)介于全电和混动之间,在架构上还是混动,但电池容量较大,可以插接外接电源为电池充电,电池容量足够市内中短途通勤行驶,只有在长途出行或者充电不及时、电池电量不足时才需要内燃机启动和介入。

另一个极端是轻混动,电池动力只供启动、加速和很短的短途行驶,正常行驶还是内燃机驱动。节能主要体现在刹车时的能量回收,还有启动、加速时的电动助力以降低对内燃机的功率要求。有些还在内燃机前驱(或后驱)基础上,增加电动后驱(或前驱),用于加速或者复杂路况时的短时间四驱。

最有前途的还是增程式油混。汽车主力是大电池和交流电机,但有一个小汽油发电机和不大的油箱。这很好地解决了大功率,长时间行驶与充电时间长,充电设施不足的矛盾。当遇到电量不足的情况下,就开动汽油发电机充电,而作为发电机的汽油机占不了多大地方,也不需要配置复杂的耦合机械。在冬天时,汽油机也可以打开取暖。这个设计,至少在目前情况下,似乎可以解决全电车的主要毛病,成了一个较好的组合。

汽车制造拉动了一大片制造业,还拉动了更上游的钢铁、化工、采矿、石油工业,和下游的消费、城市建设、商业建设、住房建设。发达的交通使得通勤和通商从脚步可及扩大到驾车可及,公路超过铁路成为主要交通方式,商业、运输、旅游等都得到滚动发展。拉动的就业反过来造就了蓝领消费者,推动生产的进一步发展。

汽车工业作为年产值3万亿美元的超级产业,中国市场这一块的一进一出对全球经济重心偏离欧美、偏向全球南方有巨大作用,中国向全球南方国家打包提供的电车和无碳电力进一步锁定这样的偏移。相比之下,2021年世界芯片销售额为5200多亿美元(也有说法为5800多亿,应该是统计口径差异)。芯片是价值和影响都巨大的产业,但与汽车相比,还是小多了。当然,芯片和汽车不能简单相比。汽车是终端消费品,芯片是中间产品,用于拉动进一步的制成品生产,包括汽车。

而且,美国无法简单压制中国的汽车业,就像它压制芯片业那样。这可能是一个会影响世界政治经济版图的大事!



更多我的博客文章>>> 韩国总统演讲让中国人羞愧 中国电车的崛起及其油混新方向。 俄国就地主动停战能解决问题吗? 乌克兰利用中国产品取得战场优势 乌克兰春季攻势和世界南北对峙
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old-beijing
2 楼
都是垃圾车
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成功的熊
3 楼
电车快充普及明显无解。因为即使快充技术有了,现在的电网也撑不住。大陆可能还好,美国的破电网肯定没戏。
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Backcountry
4 楼
中国电车的发展主要得益于中国完整的工业制造链,近20年自己科技的迅猛发展,政府的大力扶持和行业竞争。电车要竞出生存,在于

科技化。我们消费者应该抛弃对车的传统认知,就像我们改变对原来电话的传统认知一样。

我非常看好中国的电车,现在的Xpeng, BYD, NIO, Geely 等,市场目标不同,希望能在激励的市场竞争中无论是质量还是科技化都能胜出。中国要走出制造廉价低质产品的阴影,这是一个很好的机会。

所以我一直支持Tesla等在中国的投资,直接带动了汽车行业的创新。中国帮助Tesla走出bankruptcy, 同时也推动了自己的汽车工业。自动驾驶是个瓶颈,但是中国大面积的5G站建设为将来的自动驾驶打下了良好基础,我认为中国在自动驾驶的开发上将来会超过Tesla.

下面copied 是一位读者对Toyata 在电车方面对Tesla的观点,认为Tesla是"work of art", 从中也可以看出大众的视野。Jobs在开发iphone 曾经说过,消费者不知道他们要什么,是我们告诉他们需要什么。

Toyota tore down the Tesla Model Y to learn how to build its own electric car that would be competitive. Did one of the leaders of the company (Toyota) say that under the skin, the Model Y is a real work of art?

Follow-Up “Toyota’s Decision” Below (28 Mar 2023)

Context information added below - can we trust this news story? Credit to Rick Collins’ Comment for asking the key question.

Short Answer: Yes, after tearing down a recent Tesla Model Y, senior Toyota engineers and managers describe the internals as, “…a work of art.”

Long Answer: Toyota was shocked by two factors, and likely overlooked two other factors that are incomprehensible to established auto manufacturers.

Shock 1: The elegant and efficient (to manufacture and operate) design. They correctly concluded Tesla has far more integrated design - across vehicle systems - and aggressive innovation than Toyota practices. Shock 2: The pace of improvement. I suspect that Toyota tore down an early Tesla Model 3 about five years ago. The engineers would have continually laughed at poor body & chassis design as well as bungled assembly. 

Toyota probably concluded they could out-compete Tesla with their eyes closed in 2018. Established auto manufacturers “know” that it takes at least five years to make major changes. Since the Model 3 looks exactly the same, and the Model Y reuses so many of its parts, Toyota wasn’t going to waste time and money doing another Tesla teardown in the insignificant (to them) Battery Electric Vehicle (BEV) category. Especially when they still grinned every time they told teardown stories about stone-age Model 3 body & assembly. Overlooked Factor 1: Tesla’s aggressive drive for constant innovation, and the nearly-unique Agile capabilities that allow them to constantly introduce new capabilities, designs and features into running assembly lines. Usually without disruption. Even Munro & Associates, a respected lean design firm, has Agile manufacturing blind spots. Overlooked Factor 2: Tesla’s integration. This covers three dimensions: Different technology groups work together for full-system optimization. The entire process - design, sourcing and assembly - is integrated. Expertise is shared across Musk companies - Tesla, SpaceX, Boring company and NeuraLink.

Follow-Up: Toyota Announces Strategy - All Options, Hydrogen First, Battery-Electric in Lexus

From the outside, it seems that Toyota resumed its apparent denial and now believes:

Hydrogen powered vehicles will be mainstream soon and should remain the company’s primary focus. Battery Electric Vehicles (BEV) will not be important until nearly 2030. Though they could very well be superseded by Hydrogen-powered vehicles by then. Lexus will be the BEV incubator. Toyota seems to emulate Tesla’s strategy - introduce BEV with high-end cars that can repay the development costs, then move down-market. There will be continued strong global demand for combustion (ICE) and hybrid vehicles in both developed and developing countries.

Toyota’s made a lot more money in the auto industry than I have. Still, my experience with disruptive technologies suggests that Toyota is under-estimating the inconvenient BEV tsunami that has already risen to their ankles.

History may view this decision as the time when Toyota reaffirmed their commitment to failure. Similar to when the Titanic’s officers under-valued their spotter’s iceberg alert and continued forward at full speed. Or Kodak made desultory digital photography efforts on their way to oblivion.

The necessary BEV architecture and platform may be late and inadequate if they are the company’s second priority, limited to a single division. When Tesla introduced the Model S, it had no credible BEV competition, had better acceleration than nearly all combustion vehicles and the purchase included a home charger. When Lexus delivers its first BEV models there will be many credible competitors.

Context - Can We Trust This Automotive News Story?

Automotive News, a reliable industry journal, reported the story. I purchased a subscription to read the full original story. It includes the attribution, “Numerous executives described Toyota's new approach to Automotive News with the understanding that they would not be identified discussing internal planning.” In a company as loyal as Toyota, a large group of executives would only talk about such sensitive issues and bad news with a reporter if their leader had instructed them to do that.

My guess is that Koji Sato is setting direction and expectations as he assumes leadership. He probably wants to “level-set” and align employees and suppliers, also minimize frustration and disappointment in the market by telling people:

The company now understands how far behind it is in the BEV market. The company recognizes it must start with the fundamentals. A no-compromise dedicated BEV platform. Not a “pretty good” global platform with ICE baggage. The story mentions many other areas where Toyota recognizes gaps. Toyota cannot quickly introduce a leading BEV-from-the-ground-up vehicle. For the next few years, Toyota can only work to improve products based on the vastly sub-optimal E-TNGA platform. Note: VW faces the same issue - non-competitive EVs handicapped by an ICE-compromised platform. VW has firmly decided to NOT address the problem. VW fired Herbert Diess, the leader who called it out, and indefinitely postponed their version of the program Koji-san’s team shared with the reporter.

My respect for Koji Sato has grown. He demonstrates clear vision with great courage to acknowledge and quickly communicate bad news. Also the wisdom to conceive and adopt such an approach to advance the company.

The bad news - Toyota lost many years and now faces tremendous challenges over the next five years. The good news - the company has the right leader. He has sounded the alarm and is aligning the company to work in unison towards a common objective. It’s possible the executives were instructed to talk to the press to ensure and demonstrate their alignment around and ownership of the situation.

Conclusion: Toyota is correctly amazed at Tesla’s lead. Toyota may not yet realize that Tesla’s products will be much further ahead by the time Toyota emulates the Model Y they recently tore down. Toyota must also endure huge organizational, cultural and process disruption if they intend to achieve a competitive position in the BEV market.

 

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bushihandyman
5 楼
吹啥啊,你忘了电车门槛低,弄一电机四个轮子就可以跑
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MoonRiverMe
6 楼
大陆停电多还是美国停电多?能在自己家里充电的大陆多还是美国多?

电车能在大陆进展这么快只是因为电车不过就是一个电池加上电机的玩具车,小孩子也能装,用不着发动机变速箱这两大大陆落后的技术。

电车战的上甘岭是电池技术,谁攻克了电池关谁就能独占鳌头。

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Backcountry
7 楼
无知者无畏!看来您从来没有开过电车,也没有读我引用的文章。
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成功的熊
8 楼
美国的破电网已经无力吐槽了。只要风大点,就可能停电。美国电线都在杆上走,又那么多树,无解。
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bushihandyman
9 楼
我是无知,我做控制项目的时候你还不知道在哪,哈哈
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Backcountry
10 楼
关于快充:有个观点是电车依赖快充,对,但是大部分电车的日常使用都是在家里充满,一天开300mile的极少。即使长途,如果

每天充满出发的话,除非一天开800mile, 要充2次,一般也仅需要用到一次快充。在寻找快充时,app不仅告诉您的价格,还告诉您总共有几个桩,有多少桩available 等。

而且一般也不会充满。譬如一天如果开500mile, 出发时充满300 mile, 开到280mile 到快充桩,一般仅冲250mile to top up, 而不是全部充满。然后到目的地过夜时全部充满。所以用在充电上的时间非常少。

 

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萨克斯风
11 楼
解决电池的持久,耐温和后处理是电车工业的当务之急。其它内饰电子设备之类的全是噱头,一张白纸你随便画,但是没有什么创新。
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原上草2017
12 楼
那么中途充一次要多久?是不是去到充电桩地方肯定马上可以充?肯定不用排队等待?
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成功的熊
13 楼
感觉氢燃料电池车很不错。但因为政治原因没法推广。
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Backcountry
14 楼
前面80%的充电速度大约200mile 15分钟,现在新建的250kw大约1小时1000miles.

快充我如果没有记错的话最早是100kw, 150kw, 现在250kw,将来目标是350kw.

一般来说,前面的80%速度极快,最后的5-10%最慢,主要是为了避免电池过热。所以快充一般都不会充满100%,一是不需要,二是相对最后一段时间过长。但是如果出去吃饭什么需要更长时间的,就会在手机上调整加大充电数。

App会告诉您要去的地方一共有多少个充电桩,多少充电桩在使用,多少充电桩空置可以使用,价格,和充电能量度。

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MoonRiverMe
15 楼
电车不是每家都适合的

第一,你一晚上停充夠第二天的电,你要没自己的充电桩这很不方便

第二,要节假日出远门的时候你得准备好去和别人抢电,

第三,要有足夠的地方建充电桩,充电桩不像加油站那样的低占用率,一辆电车停在那儿充电至少是加一箱油的两三倍,也就是说一个加油站等于两三个充电桩。

第四,极端气候区也降低里程。

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Backcountry
16 楼
电池是一,但是即使您单看电车的电机设计就会知道创新和”work of art “不光是电子设备的摆弄。
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原上草2017
17 楼
是这样。短途可能不错。长途的话,还是比较麻烦,起码现在是这样。
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成功的熊
18 楼
层主曾分享过一篇电车开长途的经历。我的读后感是他一路上都在操心充电问题。
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TBz
19 楼
这篇文章,错误多多啊!

只看第一段,就有这些:

 

比如拉列车的柴油机头,只是柴油发电由电机驱动,

==》这个称呼是“柴油机车”,不叫“柴油机头”,你说的,叫做电力传动柴油机车。

 

再比如美国核动力航母和潜艇,只是用核能烧开水蒸汽发电,也是直接用电机驱动的。

==》美国的核动力航母,无论是现役十艘正开始退役的尼米兹级,还是新一代的福特级,都不是“直接用电机驱动的”。航空母舰用电力驱动的是英国的伊丽莎白号。

==》美国的核潜艇,也不是直接用电机驱动的。比如最新的海狼级,就是核反应堆驱动蒸汽轮机,直接带动泵推进系统的。

 

汽车上,其实也缺不了电机了,除了驱动轮子,其它如各种带子,风扇,空调都是电驱动的,

==》汽车的发动机冷却风扇,只有部分汽车特别是横置引擎的车型,才采用电驱动,大部分纵置引擎的发动机,是通过一个离合器驱动的。空调压缩机,大部分也不是电驱动的。

 

有一种加力引擎(Turbo),实际上是汽油引擎外加一个电引擎,起到助力省油的作用。

==》这个放在车坛,就更错得离谱了。Turbo引擎,是涡轮增压,通过引擎的排气推动一个涡轮,给进气加压,是机械的装置。通过电机加压的也有,叫做Super Charged。

 

感觉楼主的知识不到位,文章是硬挤出来的。

 

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MoonRiverMe
20 楼
那次长途我的新电马行驶时间20小时充电另加4小时再加两晩hotel overnight charge

电费是油费的三分之一,由不得你赶时间,电池要能开七八百迈才能战胜油车。

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成功的熊
21 楼
hotel是不是也要选那种提供充电服务的啊?
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MoonRiverMe
22 楼
不是每个hotel 都有充电桩的,也不是每个人都充满了就腾出来让别人充的

充电桩无疑会越来越多但是EV也会越来越多,只希望充电时间能越来越短,能开更远。

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MoonRiverMe
23 楼
任何关于车的文字中文的最不值得浪费时间去读
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chinomango
24 楼
说tesla开始用交流电机是错误的,功率电机都是交流的,直流供电而已
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chinomango
25 楼
被日人洗脑了?绝非仅仅政治原因
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MoonRiverMe
26 楼
Tesla uses both

https://ev-america.com/are-tesla-motors-ac-or-dc/

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PrimeryColor
27 楼
看名字,就不要当真。
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Tiger666
28 楼
+100!美国电网绝对落伍,堪比第三世界。
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Tiger666
29 楼
呵呵,小朱的写的东西就不要太较真了。
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Tiger666
30 楼
你这话说的太过了吧?!
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