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歐洲新能源汽車現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

2021-07-03 02:51:00汪善進(jìn)
關(guān)鍵詞:電式電動電動汽車

汪善進(jìn),程 遠(yuǎn)

(1. 法國華人汽車工程師協(xié)會,安東尼92160,法國;2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電氣工程及自動化學(xué)院,哈爾濱 150001,中國)

歐洲是傳統(tǒng)汽車的發(fā)源地,也是電動汽車的誕生地。世界上第1輛電動汽車通常被認(rèn)為是由英國人安德森(Robert Anderson)在1832年左右發(fā)明的,比燃油汽車早半個世紀(jì)[1-3]。在歐美,電動汽車最盛期是在19世紀(jì)末。1900年,在美國制造的汽車中,電動汽車為15 755輛,蒸汽機(jī)汽車1 684輛,而燃油汽車只有936輛。

20世紀(jì)末,隨著石油資源的日益減少、大氣環(huán)境的污染增加,人們重新關(guān)注起電動汽車。1990年,美國加利福尼亞州政府首先制定了零排放汽車 (Zero Emission Vehicle) 計劃,強(qiáng)制在美國的廠商從1998年起生產(chǎn)至少2% 的零排放汽車[1-2]。歐洲有些國家也制定了類似的目標(biāo),比如法國當(dāng)年設(shè)定的目標(biāo)是到1999年城市里的汽車5%為電動型[2]。全球各主要汽車廠商開始在新能源汽車領(lǐng)域做出嘗試。21世紀(jì)初,全球新能源汽車在政府政策補(bǔ)貼的刺激下,迎來了蓬勃發(fā)展的黃金時代。2012 年,特斯拉開始量產(chǎn) Model S。這款車新穎的設(shè)計、時尚的智能設(shè)備和超強(qiáng)的加速能力(百千米加速僅需2.7 s),把純電動汽車的發(fā)展推向一個新的高潮。

21世紀(jì)初,中國政府選擇了以新能源汽車振興汽車產(chǎn)業(yè)的國家戰(zhàn)略。2009-2012年,隨著電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略的確立,中國政府通過研發(fā)投入和直接補(bǔ)貼,大規(guī)模地在全國多個城市引入新能源汽車試點項目并優(yōu)先在公共領(lǐng)域推廣部署。在政府政策的激勵下,中國電動汽車產(chǎn)業(yè)和市場得以快速發(fā)展,并誕生了一大批新能源汽車新企業(yè)。2016年開始,中國成為全球最大的電動汽車市場。到了2019年,中國的電動乘用轎車銷量占全球的一半[4]。中國對全球新能源汽車的發(fā)展功不可沒。

作為汽車的發(fā)源地,一百多年來歐洲車企一直在汽車領(lǐng)域占據(jù)特殊地位,在很多方面引導(dǎo)世界潮流。悠久的歷史和雄厚的技術(shù),使得歐洲車企在汽車領(lǐng)域的各個方面都具有很大優(yōu)勢。同時,歐洲民眾普遍具有強(qiáng)烈的環(huán)保意識,歐洲政府的環(huán)保政策經(jīng)常起到引領(lǐng)全球的作用。2015年在巴黎召開的聯(lián)合國氣候大會達(dá)成了歷史性的減排協(xié)議[5]。在巴黎氣候大會召開前夕,歐盟制定了全球最嚴(yán)格的汽車碳排放標(biāo)準(zhǔn)[6],既能保護(hù)環(huán)境,又能從政策層面上推動新能源汽車的持續(xù)發(fā)展。因此,歐洲新能源汽車的發(fā)展進(jìn)程和動向,對中國新能源汽車未來的發(fā)展具有很大的借鑒作用。

新能源汽車包括純電動汽車、可充電混合動力汽車和氫能汽車。盡管氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗珰淙剂想姵仄囉捎诔杀靖?、技術(shù)不成熟等難題,在歐洲一直沒有起步。2019年,歐洲的氫燃料電池汽車總銷量只有526輛[7],在一個年銷量高于1 500萬輛的汽車大市場里,幾乎可以忽略不計。本文將限于對純電動汽車和可充電混合動力汽車的介紹,后者又被業(yè)界人士稱為插電式混合動力汽車。純電動汽車和插電式混合動力汽車兩者合稱為插電式汽車。

1 歐洲新能源汽車主要廠商和品牌

歐洲是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)最為發(fā)達(dá)的地區(qū),擁有眾多知名汽車品牌。德國、法國、英國、意大利都是汽車大國,這些國家的汽車發(fā)展歷史比較相近。一百多年來,歐洲的主要汽車品牌都集中在這4個國家之中。19世紀(jì)末,僅在法國就有近2 000個汽車品牌,這些品牌絕大部分都被殘酷的競爭淘汰了,能存活下來的百年品牌屈指可數(shù)[1,8]。在全球現(xiàn)有的汽車品牌中,歷史最悠久的是法國的標(biāo)致(Peugeot),1889年開始生產(chǎn)汽車,已有130多年歷史[9];意大利的菲亞特(Fiat)、法國的雷諾(Renault)、德國的歐寶(Opel)和英國的沃克斯豪爾(Vauxhall)也都有將近120年的歷史。目前雷諾、標(biāo)致和菲亞特這3個品牌在歐洲市場仍然占據(jù)很重要的位置,但歐洲市場的霸主是1937年成立的德國大眾(Volkswagen)。大眾集團(tuán)已成為世界第一大汽車集團(tuán)。

盡管汽車行業(yè)競爭激烈,但歐洲車企憑借其雄厚的技術(shù)積累,在歐洲本土的統(tǒng)治地位牢不可破。按汽車集團(tuán)排名,歐洲市場的前3名都被歐洲車企占領(lǐng)[10]。德國的大眾集團(tuán)一直是銷量霸主,2019年超過386萬輛,它擁有大眾(Volkswagen)、奧迪(Audi)、保時捷(Porsche)、斯柯達(dá)(Skoda)、西雅特(Seat)品牌;法國的PSA集團(tuán)位居第2,2019年銷量近247萬輛,它旗下品牌主要有標(biāo)致(Peugeot)、雪鐵龍(Citro?n)、歐寶/沃克斯豪爾(Opel/Vauxhall);占據(jù)第3位是法國的雷諾集團(tuán),2019年銷量165萬多輛,它擁有雷諾(Renault)、達(dá)西亞(Dacia)、拉達(dá)(Lada)、高山(Alpine)品牌;歐洲市場的第4位被韓國的現(xiàn)代集團(tuán)占據(jù);德國的寶馬集團(tuán)占據(jù)第5位,2019年銷量近105萬輛,它擁有寶馬(BMW)和Mini這2個品牌;德國的戴姆勒集團(tuán)占據(jù)第6位,2019年銷量101萬多輛,它擁有梅賽德斯奔馳(Mercedes Benz)和Smart這2個品牌;第7位是美國的福特集團(tuán);意大利的FCA集團(tuán)占據(jù)第8位,2019年銷量近95萬輛,它擁有菲亞特(Fiat)、阿爾法羅密歐(Alfa Romeo)、藍(lán)旗亞(Lancia)、克萊斯勒(Chrysler)等品牌。

2021年初,PSA集團(tuán)與FCA集團(tuán)正式合并,成為STELLANTIS集團(tuán)[11]。新的集團(tuán)將進(jìn)入世界前4名行列,并進(jìn)一步鞏固其歐洲第2的位置。

按汽車品牌排名,大眾穩(wěn)坐歐洲第1品牌位置,2019年銷量接近177萬輛,市場份額為11.2%,遙遙領(lǐng)先其他品牌;雷諾為歐洲的第2大品牌,2019年銷量超過106萬輛,市場份額為6.8%[12]。除美國的福特、日本的豐田外,歐洲市場的前10名都是本土品牌,如標(biāo)致、寶馬、梅賽德斯奔馳、奧迪、歐寶/沃克斯豪爾等。

1.1 歐洲新能源市場的主要品牌

在新能源汽車市場,情況與傳統(tǒng)汽車市場大不一樣。主要原因是相對美國、中國和日本,歐洲車企總體上在新能源汽車領(lǐng)域起步較晚。之所以起步晚,與歐洲車企在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的優(yōu)勢密切相關(guān)。 一方面,歐盟和歐洲各國政府受環(huán)保組織的壓力,通過制定嚴(yán)苛的碳排放法規(guī)來推動新能源汽車的發(fā)展;但另一方面,歐洲車企,特別是德系車企,由于自身在燃油汽車減排技術(shù)方面占有優(yōu)勢,遲遲不愿選擇電動化的發(fā)展道路。直到2015年大眾“柴油門”事件爆發(fā)[13],才迫使大眾集團(tuán)改變戰(zhàn)略,拋棄傳統(tǒng)的柴油汽車路線,徹底走上電動化道路,并制定了全面的電動化發(fā)展目標(biāo)。與大眾集團(tuán)的電動化布局遲到相似,德國戴姆勒集團(tuán)、法國標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)也是從2016年才開始把發(fā)展重點轉(zhuǎn)移到電動化路線上。

在歐洲車企的電動化道路上,值得一提的是法國雷諾集團(tuán)。雷諾集團(tuán)的純電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略制定得最早。憑借與日產(chǎn)公司聯(lián)盟的優(yōu)勢,雷諾集團(tuán)于2008年公布了發(fā)展戰(zhàn)略,明確把發(fā)展重點放在純電動汽車上,并于2012年開始量產(chǎn)4款純電動汽車,其中小型乘用車 Zoe深受歡迎。Zoe采用純電動專屬平臺,是歐洲第1款現(xiàn)代版的純電動乘用車[14]。除雷諾外,寶馬、沃爾沃的電動化布局也較早,但他們的重點放在插電式混合動力汽車上。2013年,寶馬推出第1輛純電動汽車BMW i3[15]。憑借本土優(yōu)勢,雷諾、寶馬在歐洲新能源市場多年來一直名列前茅,與美系的特斯拉、日系的日產(chǎn)、三菱分享歐洲市場的前5大品牌。特斯拉多年占據(jù)歐洲新能源汽車市場銷售榜首。與燃油汽車相比,歐洲的新能源汽車品牌明顯缺乏優(yōu)勢,即使在本土市場也無法占據(jù)主導(dǎo)地位。

隨著大眾、PSA等歐洲車企電動化戰(zhàn)略的全面實施,這種狀況正在改變。2019-2020年,歐洲所有的大型車企都推出了各自的純電動和插電式混合動力新車型。2020年,純電動乘用車在歐洲市場多達(dá)80款車型,其中歐洲本土品牌超過半數(shù)。

在2020年歐洲新能源汽車排名中 (見表1),前10名車型里有6款是歐洲品牌[16],其中有3款來自德國的大眾集團(tuán),兩款分別來自法國的雷諾和標(biāo)致公司。雷諾 Zoe 登上歐洲榜首,特斯拉Model 3屈居第2??梢灶A(yù)見,未來幾年里歐洲本土品牌在新能源汽車市場上的地位將會繼續(xù)上升。

表1 2020年歐洲市場新能源汽車銷售數(shù)量[16]

2 歐洲政府的新能源汽車政策

歐盟和歐洲各國政府對新能源汽車的引導(dǎo)和推動政策主要表現(xiàn)在3個方面:1) 歐盟的汽車尾氣排放法規(guī),特別是CO2排放法規(guī);2) 制定禁售燃油汽車目標(biāo),或稱零排放汽車目標(biāo);3) 在特定的時間內(nèi)對新能源汽車實行高額補(bǔ)貼和其他優(yōu)惠政策。

2.1 歐盟的汽車CO2排放法規(guī)

2013年底,在巴黎氣候大會召開前夕,歐盟執(zhí)委會和歐洲議會達(dá)成協(xié)議,自2020年起將實施新的乘用車和輕型商用車強(qiáng)制性CO2排放目標(biāo)。乘用車的CO2排放平均值不得超過95 g/km,2020年達(dá)標(biāo)率95%,2021年達(dá)標(biāo)率100%[5]。輕型商用車的CO2排放平均水平不得高于147 g/km。如圖1所示,自2020年起歐洲成為全球汽車CO2排放要求最嚴(yán)苛的地區(qū)。

到2021年,如果汽車制造商無法達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),超出碳排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛每輛車每超出1 g/km 罰款95 €,超出10 g/km 罰款950 €。罰款力度之大,幾乎沒有一個車企能夠承受。發(fā)展低碳排放或零碳排放汽車,成為歐洲車企的求生之路。

圖1 全球各國乘用車CO 2排放標(biāo)準(zhǔn)比較[5]

2018年12月17日,歐盟執(zhí)委會、歐洲議會和歐盟理事會達(dá)成新的協(xié)議,為乘用車和輕型商用車設(shè)定了具有約束力的2025年和2030年CO2排放目標(biāo)[6]。按此目標(biāo),相對于2021年的標(biāo)準(zhǔn),2025年歐盟地區(qū)新車平均CO2排放量必須減少15%,到2030年必須減少37.5%;輕型商用車的目標(biāo)是2025年減少15%,2030年減少31%。以乘用車為例,2025年和2030年以NEDC工況計算的CO2排放目標(biāo)值分別為81 g/km和59 g/km。

就燃油經(jīng)濟(jì)性而言,當(dāng)今最好的汽油汽車的CO2排放約為100 g/km??梢宰鰝€簡單的計算:假設(shè)某個生產(chǎn)傳統(tǒng)汽油汽車的車企通過開發(fā)純電動汽車來實現(xiàn)CO2排放達(dá)標(biāo),那么到2025年,它在歐洲市場的電動汽車份額必須達(dá)到20%左右;到2030年,則必須達(dá)到40%左右。

可以看出,歐盟嚴(yán)苛的汽車CO2排放標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)厲的罰款措施,確保了歐洲市場新能源汽車份額的下限,同時也逼迫所有歐洲車企走上新能源汽車路線。

2.2 歐洲地方政府的零排放汽車目標(biāo)

世界各國都在積極推動交通能源領(lǐng)域的清潔和可持續(xù)發(fā)展,不少國家先后出臺燃油汽車限行和零排放汽車發(fā)展目標(biāo)[17]。歐洲各國在限行和零排放目標(biāo)上總是走在世界前列,例如歐洲5大汽車市場中的英國、法國和西班牙都已經(jīng)決定從2040年開始禁售燃油車,挪威更是將燃油車禁售提前到了2025年 (如圖2所示)。部分城市和地方政府也出臺了更為嚴(yán)苛的燃油汽車禁行限制,例如巴黎、倫敦、米蘭、巴塞羅那、斯德哥爾摩等歐洲城市將在2030年禁行燃油汽車。這些限行、禁行、禁售等法規(guī)的出臺,將迫使整個汽車行業(yè)加速向電動化轉(zhuǎn)型,汽車電動化成為法律意義上的必然。

2.3 歐洲各國政府的財政激勵和補(bǔ)貼政策

在電動汽車市場發(fā)展的早期階段,政府的財稅激勵政策的作用極為關(guān)鍵。由于歐洲人的環(huán)保意識相對超前,歐洲各國政府在這方面起步較其他地區(qū)更早。以挪威為例,自2001年開始,政府便對新能源汽車采取了一系列的激勵措施[18]。首先,購買插電式汽車可免除25%的增值稅以及注冊費(fèi)、年費(fèi)等。有了這些減稅政策以后,對挪威的消費(fèi)者來說,普通的汽油車價格和進(jìn)口純電動汽車已經(jīng)是同等水平。其次,插電式汽車不收取高速公路過路費(fèi)和公共停車場停車費(fèi)。在挪威的很多地方,過路費(fèi)比較高,以首都奧斯陸(Oslo)為例,每年使用高速公路上班的車主大概要花費(fèi)1萬Kr (克朗) 的過路費(fèi)。有的地方甚至每年需要花2~3萬Kr在過路費(fèi)上。在市屬的停車場,插電式汽車可以免費(fèi)停車,有的停車場甚至可以免費(fèi)充電。這也可以為車主節(jié)省一筆不小的費(fèi)用。另外,政府鼓勵建設(shè)更多的快速充電樁,并對公司建立充電樁或充電站提供財政補(bǔ)貼。最后,插電式汽車被允許使用公交專用車道。這些強(qiáng)有力的激勵措施使得挪威成為全球新能源汽車滲透率最高的國家,2019年插電式汽車銷售份額為58%。

法國從2008年開始對新車市場實施生態(tài)獎勵和罰款制度,對CO2排放少于50 g/km (按NEDC工況計算)的乘用車給與500 €的獎金,而對CO2排放超過160 g/km的乘用車實行罰款。罰款額隨CO2排放的增加而上漲,最多可達(dá)每輛2 600 €。此后,法國生態(tài)獎勵和罰款政策有過幾次調(diào)整,總體趨勢是對高排放汽車罰款的力度越來越大。到了2020年,乘用車CO2排放量超過110 g /km (按NEDC工況計算)就必須繳納罰款,罰款的額度最多可達(dá)每輛2萬€ (見表2)。歐洲其他國家也采取了類似的獎勵和罰款制度。

2020年,受新冠疫情影響,歐洲各國汽車行業(yè)都遭受沉重打擊。為了緩解危機(jī),促進(jìn)電動汽車發(fā)展,歐洲各國又都紛紛出臺新的電動汽車補(bǔ)助方案,條件非常優(yōu)厚。以法國為例,政府對每位純電動汽車購買者補(bǔ)貼7 000 €,如果是換購形式購車還能額外享受5 000 €補(bǔ)貼,也就是說在法國購買1輛純電動汽車最多可以享受到1.2萬€的補(bǔ)貼[19];插電式混合動力汽車購買者可獲得每輛2 000 €的補(bǔ)助,條件是續(xù)航里程高于50 km,價格低于5萬€。在德國,2020年政府將對純電動汽車的補(bǔ)助從每輛3 000 €提高到每輛6 000 €,加上來自企業(yè)的3 000 €補(bǔ)貼,消費(fèi)者可享受每輛 9 000 €的補(bǔ)貼;插電式混合動力汽車購買者則可獲得每輛6 750 €的補(bǔ)助[20]。

圖2 各國燃油車禁行限制和電動汽車發(fā)展目標(biāo) [17]

英國在免除增值稅和路稅之外,政府再額外補(bǔ)貼3 000£,對于1輛4萬£左右的純電動汽車,消費(fèi)者獲得的實際優(yōu)惠約1.1 萬£。歐盟27國加上英國,除了立陶宛之外,全都提供電動汽車購置優(yōu)惠政策。在歐洲各國政府的重獎之下,2020年歐洲新能源汽車飛速增長,銷量同比增長137%。

表2 法國政府對燃油乘用新車的生態(tài)罰款規(guī)定(2020年數(shù)據(jù)) [19]

2.4 歐洲的電池產(chǎn)業(yè)布局

歐盟目前僅生產(chǎn)全球1%的鋰離子電池,而亞洲中日韓3國則占據(jù)全球汽車動力電池供應(yīng)量的3/4。為扭轉(zhuǎn)被動局面,減少歐洲電動汽車業(yè)對中日韓3國動力電池的依賴,歐洲近年來開始明確動力電池制造的布局,即國家和企業(yè)共同抱團(tuán)創(chuàng)辦組建“歐洲汽車電池聯(lián)盟”。試圖通過雄心勃勃的“電池空中客車”項目,在動力電池領(lǐng)域盡快趕上亞洲和美國。

歐洲電池聯(lián)盟(European Battery Alliance,EBA)平臺創(chuàng)建于2017年,又稱“電池空中客車”。 它匯集了7個成員國(法國、德國、意大利、波蘭、比利時、瑞典和芬蘭),17家企業(yè)(BMW、PSA、Saft、BASF、Solvay以及中小型企業(yè)),70家合作單位以及歐洲投資銀行(European Investment Bank),目的是在歐洲建立具有競爭力的可持續(xù)電池制造鏈[20]。

2019年12月9日,歐盟委員會宣布通過一項“歐洲共同利益重要項目”(IPCEI)提案,由比利時、芬蘭、法國、德國、意大利、波蘭和瑞典等7個國家到2031年前共同投入32億€公共資金,并撬動50億€的私人投資,推進(jìn)電池全價值鏈的研發(fā)創(chuàng)新,以建立強(qiáng)大的泛歐電池生態(tài)系統(tǒng)[21]。該項目是2018年5月歐盟通過的《歐洲電池聯(lián)盟戰(zhàn)略行動計劃》 的一部分,將實施至2031年,有17個直接參與者(大多為企業(yè),包括中小型企業(yè))和70多個合作伙伴,如歐洲各地的中小企業(yè)和公共研究機(jī)構(gòu)。歐盟7國將為該項目投入32億€公共資金:德國12.5億€、法國9.6億€、意大利5.7億€、波蘭2.4億€、比利時8 000萬€、瑞典5 000萬€、芬蘭3 000萬€。

歐洲電池聯(lián)盟的目的不是要創(chuàng)建一個單一的跨國實體,而是要在成員國和某些公司之間形成聯(lián)盟。2019年4月,法國標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)及其德國子公司歐寶與法國電池制造商帥福(Saft)聯(lián)合成立了汽車電池公司(Automotive Cells Company, ACC)[22],這是歐洲第一個跨國動力電池聯(lián)盟。2019年9月,歐洲9國決定建立歐洲第2個動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。這9個國家分別是德國、法國、波蘭、意大利、芬蘭、比利時、瑞典、斯洛伐克和西班牙。德國寶馬、巴斯夫等約30家企業(yè)為歐洲第2個電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員。

2020年1月,Automotive Cells Company(ACC)的試點工廠在位于法國Angoulême(昂古萊姆)附近隆重開幕。這家工廠投資額達(dá)2億€,預(yù)計將于2021年中期開始運(yùn)行。ACC的下一步計劃是在巴黎南郊建立一個大型的動力電池工廠(初始規(guī)模為8 GWh,最終規(guī)模為24 GWh),并計劃在德國建立第2座具有相同產(chǎn)能的工廠。ACC的目標(biāo)是到2030年達(dá)到48 GWh的規(guī)模,每年生產(chǎn)100萬個電池,這將占?xì)W洲市場的10%~ 15%。

歐盟動力電池聯(lián)盟的項目涵蓋了從原材料、功能材料到電池的生產(chǎn)和集成,以及二次使用和回收利用的完整的電池產(chǎn)業(yè)鏈。研究和創(chuàng)新以及新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化是該項目的主題,目的是在歐洲制造最具創(chuàng)新性和可持續(xù)性的車載動力電池,從而進(jìn)一步確保歐洲的產(chǎn)業(yè)價值和就業(yè)機(jī)會。

電動汽車的電池幾乎占車輛總成本的40%。法國的目標(biāo)是在2025年之前至少生產(chǎn)100萬輛電動汽車,而德國的雄心更大,已設(shè)定到2030年使電動汽車保有量達(dá)到700萬~ 1 000萬輛的目標(biāo)。歐洲委員會在2019年發(fā)布的一份報告中估計,2025年歐洲電池的整體市場潛力為2 500億€。如此巨大的市場,歐洲政府和車企顯然不會拱手相讓。歐盟的終極目標(biāo)是在汽車動力電池方面具有獨立供應(yīng)的能力。

3 歐洲車企的新能源戰(zhàn)略

受歐盟汽車碳排放法規(guī)和大眾“柴油門”事件的雙重影響,歐洲各大車企除菲亞特外都制定了雄心勃勃的電動化戰(zhàn)略。

3.1 雷諾,歐洲純電動汽車的先行者

在歐洲眾多車企中,雷諾集團(tuán)的純電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略起步最早。2008年正式宣布選擇純電動汽車為集團(tuán)的發(fā)展重點。當(dāng)時,歐洲絕大部分車企都不看好純電動汽車市場。雷諾之所以大膽地選擇純電動汽車路線,一方面得益于它與日產(chǎn)聯(lián)盟的優(yōu)勢,另一方面也與它在電動汽車領(lǐng)域的積累有關(guān)。早在1937年,雷諾公司便生產(chǎn)了35輛Celtaquatre電動車,為當(dāng)年在巴黎舉行的環(huán)球展覽運(yùn)送參觀者[23]。1974年,雷諾與法國電力公司(EDF)合作生產(chǎn)了一百多輛雷諾5純電動款。1995年,雷諾公司的純電動 Electric Clio車型在法國正式上市。按當(dāng)時總裁Carlos Ghosn(卡洛斯·戈恩)的設(shè)想,雷諾的發(fā)展戰(zhàn)略是純電動汽車與燃油汽車優(yōu)化齊頭并進(jìn),混合動力被放在次要位置。

雷諾集團(tuán)于2011-2012年上市了4款純電動家用汽車: Kangoo ZE,小型商用車,2011年開始量產(chǎn);Fluence ZE, 中型乘用車,2011年開始量產(chǎn);Zoe, 小型乘用車,歐洲第1輛純電動專屬平臺車,2012年開始量產(chǎn);Twizy,兩座市區(qū)用車, 2011年開始量產(chǎn)。2020年以前,雷諾集團(tuán)一直占據(jù)歐洲第1大電動汽車制造商的位置。

2017年,隨著歐洲車企全面轉(zhuǎn)向電動汽車路線,雷諾集團(tuán)又制定了新的新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略;純電動與混合動力并肩而行,目標(biāo)是到 2022年向全球市場推出8款純電動車型和12款混合動力車型[24]。

3.2 大眾,最雄心勃勃的純電動汽車發(fā)展目標(biāo)

由于燃油汽車在減排技術(shù)方面占有優(yōu)勢,歐洲絕大部分車企遲遲不愿選擇電動化的發(fā)展道路,最具有代表性的是大眾集團(tuán)。但是,2015年大眾“柴油門事件”爆發(fā),大眾集團(tuán)被迫改變戰(zhàn)略,拋棄傳統(tǒng)的柴油汽車路線,并決定全面走上電動化道路。2017年,大眾集團(tuán)推出“ Roadmap E” 電動化發(fā)展規(guī)劃,制定了全球最雄心勃勃的電動化發(fā)展目標(biāo)[25-26]。

大眾宣布將在由燃油車向新能源汽車轉(zhuǎn)型的過程中專注于電動車型的發(fā)展。未來幾年,大眾計劃大力投資電動汽車領(lǐng)域,推出一系列電動車型。2019年11月,大眾投入12億€將德國東部的茨維考工廠改為電動汽車專用工廠,預(yù)計到2022年成為生產(chǎn)6個車型、年產(chǎn)33萬輛的歐洲最大電動汽車工廠。大眾汽車計劃2023年前投資300億€用于汽車電動化。到2028年,全球純電動產(chǎn)量增加至2 200萬輛,2030年實現(xiàn)電動汽車占比40%。

MEB平臺是大眾實現(xiàn)電動車戰(zhàn)略的核心平臺,預(yù)計最終年產(chǎn)量規(guī)模在400萬臺左右,是全球量產(chǎn)規(guī)模最大的純電動平臺。

2019年10月,大眾集團(tuán)旗下豪華品牌奧迪又宣布了它的電動化戰(zhàn)略。奧迪將采用大眾集團(tuán)的4個電動車平臺制造不同種類的電動車型,2025年向全球推出30款高端電動車型。

3.3 寶馬集團(tuán),2025年推出25款新能源車型

2019年電動汽車 (純電動 + 插電式混動) 保有量目標(biāo)為50萬輛,2021年為2019年的2倍,并提供5款新電動車型;到2020年推出10款新能源車;到2025年,保持平均每年30%的電動汽車銷售增長率,提供25款電動車型[26-27]。

寶馬正在對核心平臺進(jìn)行調(diào)整,計劃基于一個平臺以適應(yīng)傳統(tǒng)動力、插電式混動和純電動系統(tǒng),新的架構(gòu)將在2021年后投入量產(chǎn)。

3.4 戴姆勒集團(tuán),2030年新能源車銷量占比超過50%

2019年5月公布“雄心2039”計劃, 其中,規(guī)劃到2030年新能源汽車銷量占比超過50%[26,28];首款純電動汽車EQC續(xù)航里程超過 400 km,國產(chǎn)EQC采用CATL電芯。

戴勒姆電動化戰(zhàn)略分為3個方面: 1)發(fā)展高性能48 V技術(shù),降低油耗;2)對新車型或原有車型推出插電式混合動力版本,提升燃油利用效率;3)研發(fā)純電動與燃料電池零排放車。

戴勒姆集團(tuán)旗下的Smart在官網(wǎng)公告表示:從2020年起,該品牌在歐洲將只推出用電驅(qū)動的車型。

3.5 標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán),2025年實現(xiàn)100%車型電動化

標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)的電動化戰(zhàn)略直到2017年才制定[29],主要目標(biāo)是:到2021年將推出7款純電動車型,8款插電式混合動力車型;到2025年,100%車型將實現(xiàn)電動化,全車系將都具備純電動或插電式混和動力車型。

2019年,標(biāo)致雪鐵龍重申未來5年的戰(zhàn)略規(guī)劃,2019年年底正式投放新能源車型。集團(tuán)未來5大品牌旗下的新能源車型和內(nèi)燃機(jī)車型都將在CMP和EMP2兩大平臺完成。其中,CMP平臺的電動化平臺eCMP平臺是由標(biāo)致雪鐵龍與東風(fēng)集團(tuán)共同開發(fā)完成,主要集中生產(chǎn)緊湊B級車和入門C級車的純電動車型版本。另一個EMP2平臺集中開發(fā)插電混合動力車型,主要生產(chǎn)C級高檔車和D級車,未來也會推出這一級別的純電動車型。

3.6 總體趨勢

總體來說,歐洲車企新能源戰(zhàn)略有以下3大共性:

1)純電動與插電式混合動力齊頭并進(jìn)。歐洲所有車企都制定了純電動汽車與插電式混合動力汽車平行發(fā)展的目標(biāo)。實際上,插電式混合動力汽車相對純電動汽車的優(yōu)勢非常明顯。從車企角度看,純電動汽車的開發(fā)成本高,短期內(nèi)較難盈利。插電式混合動力汽車不管從平臺方面還是動力系統(tǒng)方面,都比較容易與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車形成協(xié)同效應(yīng)。從汽車的價格和性能方面比較,插電式混合動力汽車也具有明顯的優(yōu)勢。插電式混合動力汽車攜帶燃油動力和純電動2套系統(tǒng),造價雖然比燃油汽車高,但相比純電動汽車,由于電池小很多,插電式混合動力汽車在成本上更有優(yōu)勢。對上班族來說,只要工作單位離住所不超過50 km,插電式混合動力汽車用起來與純電動汽車一樣,不費(fèi)一滴油,同樣環(huán)保。對周末要遠(yuǎn)行的人來說,開混合動力汽車不必?fù)?dān)心半路沒電。

因此,預(yù)計在未來幾年,如果動力電池技術(shù)沒有大突破,插電混合動力汽車的增長潛力將比純電動汽車更大。

2)大、中、小型新能源汽車全面發(fā)展。目前,歐洲品牌的純電動車型以A、B型汽車為主,而插電式混合動力車主要集中在C型和D型。在歐洲,小微型汽車深受用戶歡迎,不僅經(jīng)濟(jì),而且環(huán)保,也方便在擁擠的城市里運(yùn)行。從碳排放和環(huán)保的角度看,小微型純電動車無疑是最合適的產(chǎn)品。雷諾、標(biāo)致、大眾、寶馬、Smart等品牌都推出了多款小微型純電動車。雷諾的小型純電動汽車Zoe占據(jù)2020年歐洲新能源汽車市場銷量冠軍。

3)氫能源汽車仍處于邊緣地位。2019年,歐洲的氫燃料電池汽車總銷量只有526輛。顯然,歐洲市場還沒有接納氫能源汽車的條件,歐洲大部分車企也沒有宣布明確的氫能源汽車發(fā)展目標(biāo)。到目前為止,歐洲所有車企都把未來的發(fā)展重點放在電動汽車上。

4 歐洲車企的新能源技術(shù)路線

汽車的未來充滿不確定因素,但有一點可以肯定:到了 2040年,燃油汽車在世界的許多地方將被禁售,全球市場將被零排放汽車主導(dǎo)。20年后的市場將是純電動汽車的天下, 還是與氫能源汽車平分天下, 還是會有更新的技術(shù)出現(xiàn)?這個問題似乎誰都沒有答案。汽車的研發(fā)不僅投資大,而且周期長,一款新車型的開發(fā)從決定到上市需要3~5年, 因此,汽車廠商必須對未來5~10年的發(fā)展趨勢有個清楚的預(yù)測,并以此決定新產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略和技術(shù)路線。

未來10年,決定歐洲車企新能源戰(zhàn)略的硬指標(biāo)是歐盟乘用車CO2排放法規(guī)。盡管各大車企對新能源汽車的長遠(yuǎn)目標(biāo)分歧較大,但在未來10年內(nèi),歐洲車企都必須遵循相同的CO2排放法規(guī),這也決定了歐洲車企的技術(shù)路線大同小異。氫燃料電池汽車由于制氫和加氫站方面的問題,短期內(nèi)較難有大的發(fā)展。因此,歐洲車企要想達(dá)到歐盟的碳排放目標(biāo),目前的技術(shù)路線只有電動化。

電動化路線可以有2種選擇:純電動汽車和插電式混合動力汽車。如前面2.1章節(jié)所述,要達(dá)到2030年汽車平均碳排放59 g/km目標(biāo),可以通過60%左右的燃油汽車加40%左右的純電動汽車實現(xiàn)。當(dāng)然也可以通過100%的插電式混合動力實現(xiàn),或通過30%左右的純電動汽車和70%左右的混合動力汽車實現(xiàn)。從目前公布的信息看,歐洲各大車企基本都選擇純電動汽車和插電式混合動力汽車齊頭并進(jìn)的技術(shù)路線。下面分別對歐洲主要車企的純電動技術(shù)路線和插電式混合動力技術(shù)路線做個簡單的概括。

4.1 純電動汽車技術(shù)概況

純電動汽車的平臺有2種選擇: 1種是兼容平臺,一般是把燃油車平臺稍加改動放上蓄電池和電動機(jī);另1種是電動汽車專屬平臺,按照純電動的特點和需求設(shè)計。兼容平臺的好處是經(jīng)濟(jì),但因純電動汽車的電池重量和體積很大,把電池放進(jìn)一個為燃油車設(shè)計的平臺,既減少了車輛的可用空間,而且不能充分優(yōu)化車輛性能。專屬平臺則可以充分發(fā)揮電動汽車的優(yōu)勢,但缺點是成本昂貴,開發(fā)一款全新平臺的成本接近10億€,如果車的銷量不高,肯定虧本。

憑借與日產(chǎn)聯(lián)盟的優(yōu)勢,雷諾為Zoe車型設(shè)計了純電動專屬平臺(見圖3)。對雷諾這個產(chǎn)量中等的車企來說,走電動專屬平臺路線不能說沒有風(fēng)險,但Zoe的成功證明了這個選擇是正確的。實際上,除了Zoe外,雷諾還開發(fā)了4款采用兼容平臺的純電動乘用車和商用車,但在市場上都不太成功。

圖3 雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟新一代純電動汽車平臺CMF-EV[30]

除雷諾外,德國大眾也選擇純電動專屬平臺路線,但大眾選擇的是模組化平臺,一臺多用。大眾的目標(biāo)是用它的MEB平臺實現(xiàn)年產(chǎn)量規(guī)模400萬臺純電動汽車,將是全球量產(chǎn)規(guī)模最大的純電動平臺。能否實現(xiàn),將拭目以待。

歐洲其他車企,如奔馳、寶馬、標(biāo)致雪鐵龍、捷豹路虎和沃爾沃都選擇兼容平臺策略 (如表3所示)。在這個純電動汽車市場的變化并不是很明朗的時期,采用兼容平臺策略,無疑降低了風(fēng)險。

動力電池方面,歐洲車企走的路線比較一致,都采用三元鋰電池,主要供應(yīng)商是韓國的Samsung和LG,還有中國的寧德時代 (如表3所示)。

電動汽車的動力總成相比內(nèi)燃機(jī)汽車要簡單得多。目前,絕大多數(shù)電動汽車都采用驅(qū)動電機(jī)+單速減速器的配置方式,雙速減速器只在少量高檔電動汽車中采用。由于高功率密度、高效率的突出優(yōu)點,采用稀土材料的永磁同步電機(jī)(permanent magnet synchronous motor,PMSM)在電動汽車驅(qū)動電機(jī)中占據(jù)主流,如表3所示[31-32]。然而,出于對稀土資源供給以及永磁體制造過程中環(huán)境破壞的擔(dān)憂,一些車企也在嘗試使用不同種類的交流電機(jī)。例如,雷諾Zoe電動汽車上就使用了外勵磁同步電機(jī)(external excitation synchronous machine, EESM),通過滑環(huán)和碳刷將外部勵磁能量輸入轉(zhuǎn)子中,以替代永磁體勵磁,其優(yōu)勢不僅在于避免了稀土永磁材料的使用,而且勵磁電流可根據(jù)不同負(fù)載和轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是它的主要問題在于碳刷和滑環(huán)的使用增加了額外的機(jī)械損耗并產(chǎn)生轉(zhuǎn)子發(fā)熱,系統(tǒng)可靠性是需要特別考慮的問題。Zoe電動汽車的電勵磁同步電機(jī)有2種功率可以選擇,分別是80 kW的R110電機(jī)和100 kW的R135電機(jī)[33]。除此以外,寶馬公司在其第5代電動力總成中也使用了EESM電機(jī)[31]。除了EESM電機(jī)之外,奧迪公司公布了使用感應(yīng)電機(jī)IM(或稱異步電機(jī))的e-tron電動汽車[33]。與EESM電機(jī)不同的是,感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用銅質(zhì)鼠籠繞組結(jié)構(gòu),無需外部勵磁電路。為了增強(qiáng)電機(jī)功率輸出能力,提升整車加速性能,奧迪采用了集成式水冷結(jié)構(gòu),并采用空心軸冷卻方案,水路流經(jīng)電機(jī)控制器、電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子,大大增強(qiáng)了電驅(qū)動系統(tǒng)的散熱能力。

表3 歐洲各大車企的純電動汽車技術(shù)概況

4.2 插電式混合動力汽車技術(shù)概況

從技術(shù)角度看,插電式混合動力與普通的混合動力很相似:都是由1臺燃油發(fā)動機(jī)和1套純電動系統(tǒng)組成,只是前者的蓄電池比后者大,并可以直接充電?;旌蟿恿夹g(shù)的關(guān)鍵是發(fā)動機(jī)與動力傳遞系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)的主要挑戰(zhàn)是降低油耗,也就是提高熱效率,這方面豐田做得最好,最高熱效率已經(jīng)達(dá)到41%。在降低油耗技術(shù)方面,歐洲車企也走在前列,特別是小體積的渦輪增壓發(fā)動機(jī)。歐洲車企發(fā)動機(jī)技術(shù)大同小異,主要差別在于優(yōu)化。混合動力發(fā)動機(jī)的優(yōu)化有2種方式:1) 通過優(yōu)化發(fā)動機(jī)本身的設(shè)計,但受內(nèi)燃機(jī)原理限制,潛力有限;2) 優(yōu)化混合動力系統(tǒng),即通過動力傳遞系統(tǒng)的設(shè)計和電機(jī)的輔助來讓發(fā)動機(jī)保持在最經(jīng)濟(jì)的工作點工作,這方面的發(fā)展?jié)摿Ρ容^大,也是衡量混合動力系統(tǒng)好壞的關(guān)鍵。

動力分配與傳遞系統(tǒng)的設(shè)計多種多樣。粗分有3大類:串聯(lián)式混合動力、并聯(lián)式混合動力、混聯(lián)式混合動力,如圖4所示。

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的電能傳到電池,再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動能驅(qū)動汽車,增程式電動汽車也屬于這一類。由于需要多次變換,導(dǎo)致能量損失嚴(yán)重,因此串聯(lián)混合動力的能量傳遞效率較低,乘用車很少會選擇這種架構(gòu)。寶馬i3電動汽車具有增程器版本,但是該增程器是選配,設(shè)計初衷是為解決電動汽車的里程焦慮問題,發(fā)動機(jī)及整車能量管理沒有經(jīng)過特殊優(yōu)化,其成本和性能都沒有優(yōu)勢。因此,歐洲除寶馬外,其他車企暫時沒有增程式電動汽車上市。

圖4 混合動力汽車的3種主要分類

并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有2套驅(qū)動系統(tǒng):傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。2個系統(tǒng)既可以同時工作,也可以各自單獨工作驅(qū)動汽車。并聯(lián)混合動力是歐洲車企的主要選擇,這主要是因為相對串聯(lián)結(jié)構(gòu)來說,并聯(lián)結(jié)構(gòu)的能量傳遞效率更高,工作模式豐富,也有利于充分發(fā)揮歐洲車企在發(fā)動機(jī)和變速箱技術(shù)方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢。另外,相比混聯(lián)結(jié)構(gòu)來說,并聯(lián)式的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制模式和標(biāo)定調(diào)試也簡單許多,且適用于多種不同的行駛工況。雖然并聯(lián)結(jié)構(gòu)的整體油耗或CO2降低沒有混聯(lián)結(jié)構(gòu)高,但是綜合考慮技術(shù)基礎(chǔ)、整體投資、開發(fā)周期等全部要素,并聯(lián)結(jié)構(gòu)仍不失為好的選擇。

并聯(lián)混合動力可以有非常多的變化形式[34],從圖5我們也可以看到,沿發(fā)動機(jī)、離合器、變速箱、驅(qū)動輪、整車的動力傳輸路徑,可以將并聯(lián)混合動力歸納為P0 ~ P4結(jié)構(gòu)。P代表并聯(lián),0~4代表電機(jī)在動力總成中的位置??梢钥吹?,隨著數(shù)字的增大,電機(jī)越來越位于動力總成的下游,電機(jī)傳遞到整車上的動力效率越高,電能回收的效率也更高。動力汽車的主流選擇。P4架構(gòu)的流行,主要得益于獨立電驅(qū)后軸技術(shù)的優(yōu)勢[35-36],不僅可以使得整車具有四驅(qū)功能,而且整車改裝和布置更加容易。但是,由于發(fā)動機(jī)不能通過P4電機(jī)給電池充電,電池電量的平衡必須依靠另1臺發(fā)電機(jī)來完成。因此P4架構(gòu)必須搭配另1臺具有發(fā)電功能的電機(jī)共同構(gòu)成系統(tǒng)架構(gòu),通常是1臺P0電機(jī),即構(gòu)成P0+P4架構(gòu),或稱為 “ through-the-road”并聯(lián)。標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)、寶馬集團(tuán)都采用了這種結(jié)構(gòu)。

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有1套機(jī)械變速機(jī)構(gòu),兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系,或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩關(guān)系,系統(tǒng)優(yōu)化的潛力大。豐田采用的行星齒輪機(jī)構(gòu)屬于混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。然而,除了豐田本身的專利封鎖因素,混聯(lián)結(jié)構(gòu)本身的技術(shù)難度、開發(fā)調(diào)試時間等也都限制了該架構(gòu)的大規(guī)模普及。另外,為充分發(fā)揮混聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,它通常會搭配經(jīng)過優(yōu)化的高效發(fā)動機(jī),這對于主要采用小型增壓發(fā)動機(jī)技術(shù)的歐洲車廠來說,也并不合適。

值得一提的是,隨著整車電氣化占比程度提升,特別是混合動力汽車市場份額不斷上漲,混合動力總成架構(gòu)也必須不斷做出適應(yīng)性調(diào)整,以充分發(fā)揮電氣化動力總成的優(yōu)勢。這一調(diào)整的核心變化在于設(shè)計電氣化車輛專用的混合動力總成,即DHT(dedicated hybrid transmission),需要對機(jī)電耦合方式、變速比、檔位數(shù)等做出全新設(shè)計,并站在系統(tǒng)功能的角度進(jìn)行整體思考和優(yōu)化[37-38],而不是對現(xiàn)有燃油汽車總成的簡單改造。

混合動力總成 (DHT) 的實現(xiàn)可以有許多種方式。例如,豐田普銳斯采用的HSD動力總成,如圖6a所示,就是一種采用行星齒輪的經(jīng)典DHT傳動結(jié)構(gòu)。該動力總成以行星齒輪為核心,發(fā)動機(jī)、電動機(jī)和發(fā)電機(jī)分別連接行星輪、齒圈和太陽輪,發(fā)動機(jī)的工作點可以得到無級調(diào)控,整車能量流得到了合理分配。通用汽車、福特汽車也都采用類似的行星齒輪結(jié)構(gòu)DHT,并各具特色。

圖5 并聯(lián)混合動力汽車的不同結(jié)構(gòu)[34]

表4總結(jié)了歐洲主要車企的混合動力技術(shù)路線??梢钥吹?,在多種并聯(lián)混合動力結(jié)構(gòu)的選擇中,P0、P2、P0+P4是目前的主流選擇。在P0架構(gòu)中,電機(jī)作為啟動發(fā)電機(jī)工作,盡管節(jié)油潛力相對較小,但是由于對動力總成改動小,投資少,性價比高,可作為大規(guī)模電氣化方案實施,特別是與48 V低壓系統(tǒng)結(jié)合,滿足整車持續(xù)增加的用電需求。在P2架構(gòu)中,通過對2個離合器的配合使用,電機(jī)不僅可以作為啟動發(fā)電機(jī)工作,還可以獨立驅(qū)動整車,制動能量回收效率高,成為混合

表4 歐洲主要整車廠的混合動力技術(shù)路線

圖6 典型DHT系統(tǒng)示意圖

雷諾的E-Tech混合動力系統(tǒng)是另一種DHT,設(shè)計相對比較簡單。如圖6b所示:它由1臺汽油發(fā)動機(jī),2臺電機(jī)(1臺主電機(jī)和1臺輔助電機(jī))和1臺多模式自動變速箱組成,4大件合為一體。它的DHT變速箱沒有離合器,由動力控制系統(tǒng)加電機(jī)輔助直接換擋。這種大膽的選擇不僅成本低,而且能夠改善駕駛性能,還減少了油耗,可謂一劍三雕[39-40]。DHT技術(shù)開發(fā)已經(jīng)形成潮流,不僅整車企業(yè)在積極行動,一些汽車技術(shù)咨詢公司也加大研發(fā),推出自己的DHT概念和產(chǎn)品[41-42]。

4.3 純電動、插電式混合動力與傳統(tǒng)汽車性能比較

歐洲是傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地,相比其他地區(qū)具有更強(qiáng)的汽車文化,消費(fèi)者的愛好和需求也有別于其他地區(qū),比如對汽車的加速性能、高速行駛性能和平穩(wěn)性要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。新能源汽車要想進(jìn)入千家萬戶,必須滿足用戶的基本要求,特別是在具有悠久汽車歷史的歐洲。

相對于傳統(tǒng)燃油動力,電動機(jī)具有轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、低速高扭的特點,因此,電動汽車在加速性能和減振方面具有先天的優(yōu)勢[43-44]。但電動機(jī)高速運(yùn)行時扭矩和效率衰減較大(如圖7所示),使得純電動汽車在高速行駛工況下性能較差。當(dāng)然,純電動汽車更大的缺陷是續(xù)航里程不足,無法滿足用戶長距離出行的需求。相比之下,插電式混合動力汽車既具備了純電動汽車加速性能好的優(yōu)點,又避免了純電動汽車?yán)m(xù)航里程低、高速性能差等缺點。對周末要遠(yuǎn)行的人來說,開混合動力汽車不必?fù)?dān)心半路沒電的危險。因此,相對于純電動汽車,插電式混合動力汽車在使用性能方面具有明顯的優(yōu)勢。

圖7 電動機(jī)的扭矩、功率隨轉(zhuǎn)速的變化示意圖

以下是歐洲市場具有代表性的兩款純電動汽車與兩款插電式混合動力汽車的性能比較:純電動雷諾Zoe 對比插電式混合動力雷諾 Captur e-Tech,純電動大眾 ID.3 對比插電式混合動力大眾 eHybrid (如表5所示)。Zoe 和Captur e-Tech這兩款車大小與價格都相近,但從表中可以看出,后者在最高時速與續(xù)航里程方面具有明顯的優(yōu)勢。大眾 ID.3 和大眾 eHybrid兩款車都是2020年上市的新能源汽車,屬于同一檔次,但在性能方面, eHybrid也明顯高于 ID.3。

從環(huán)保方面看,對上班族來說,只要工作單位離住所不超過50 km,插電式混合動力汽車可以完全按純電動模式運(yùn)行,零排放。因此,對于生活在城市和周邊的大部分用戶來說,插電式混合動力汽車完全可以當(dāng)作純電動汽車使用,不費(fèi)一滴油,同樣環(huán)保。

表5 純電動與插電式混合動力汽車比較[45]

從造價方面看,插電式混合動力汽車攜帶燃油動力和純電動2套系統(tǒng),造價自然比燃油汽車高,但相比純電動汽車,動力電池小得多。按目前三元鋰電池的市場價格(約140 €/kWh)估算,1輛插電式混合動力汽車電池的成本比1輛同等級的純電動汽車低5 000 ~ 6 000 €。這個差價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1臺汽油發(fā)動機(jī)的成本。因此,插電式混合動力汽車在總體成本上比同等級的純電動汽車更有優(yōu)勢。

目前歐洲各國政府對純電動汽車補(bǔ)貼的力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對插電式混合動力汽車的補(bǔ)貼,大大地提高了純電動汽車在市場上的競爭力。即便如此,2020年歐洲市場的插電式混合動力汽車仍然占據(jù)將近45%的新能源汽車市場份額??梢灶A(yù)見,未來幾年里隨著歐洲政府對純電動汽車補(bǔ)貼的逐漸減少,插電式混合動力汽車的優(yōu)勢將會更加明顯,有希望占據(jù)更大的市場份額。

6 歐洲新能源汽車市場的現(xiàn)狀與趨勢

歐洲一直占據(jù)全球第2大新能源汽車市場地位。如圖8所示,自2010年起,歐洲的新能源汽車銷量一直呈快速增長。2018年同比增長41%, 2019年同比增長40%,2020年同比增長137%。

德國、英國、法國、意大利是歐洲的傳統(tǒng)汽車大國,也一直占據(jù)歐洲汽車市場的前4名。但小國挪威在其政府的強(qiáng)力推動下,在新能源汽車市場是歐洲的領(lǐng)頭羊。2019年挪威新能源汽車銷量為86 200輛(歐洲第2),累計銷量為334 000輛(歐洲第2),電動汽車銷售份額為58%(世界第2)。

2019年歐洲電動汽車銷量為564 000輛。如圖9所示,德國銷售量最多,為10.6 萬輛,其次是挪威(8 萬輛)、英國(7.4 萬輛)、法國(6.15 萬輛)。整個歐洲的新能源汽車銷售滲透率為3.6%,而分布并不均勻,市場滲透率高的國家是挪威(56%),荷蘭(15%)和瑞典(11%)。德國、英國和法國的電動汽車市場滲透率都在3%左右。東歐和南歐的許多市場的電動汽車市場滲透率均低于1%。

圖8 2010-2019年歐洲新能源汽車銷量與新車市場份額變化[46]

圖9 2019年歐洲各國新能源汽車銷量與新車市場份額分布[46]

2020年是歐洲新能源汽車的一個重要轉(zhuǎn)折點。2020年開始,歐盟新的汽車CO2排放法規(guī) (95 g/km) 開始實行,所有車企都竭盡全力地把新能源車型推向市場。2020-2022年將有50多款新型電動汽車在歐洲上市。大量的新能源車型出現(xiàn),帶動了消費(fèi)來歷史上最嚴(yán)格的汽車碳排放法規(guī),對每個車企都是巨大的挑戰(zhàn)。禍不單行,年初又遭遇席卷全球的新冠疫情,歐洲成為重災(zāi)區(qū),汽車市場受到了極大沖擊。但可喜的是,歐洲市場的新能源汽車銷量不減反而大增。新能源汽車銷售份額從2019年的3.3%暴漲到2020年的10.2%,實現(xiàn)了歷史性的飛躍。

2020年歐洲新能源汽車的突飛猛進(jìn)主要歸功于政府的補(bǔ)貼政策和歐盟碳排放法規(guī)的推動。這一年,所有車企都為實現(xiàn)歐盟新的CO2排放標(biāo)準(zhǔn)竭盡全力推銷新能源車型,大量的新能源新車型涌上市場。同時,歐洲各國政府對新能源汽車采取了強(qiáng)有力的財政激勵措施,特別是幾個汽車生產(chǎn)大國 (德國、法國、意大利、英國等), 除了助力歐盟的碳排放法規(guī)實施外,還能幫助本國車企實現(xiàn)低排放轉(zhuǎn)型,以便在未來的競爭中保持優(yōu)勢。

歐洲是全球燃油經(jīng)濟(jì)性要求最嚴(yán)苛的地區(qū),歐盟2025年和2030年乘用車的CO2排放目標(biāo)值分別為81 g/km 和59 g/km。(按NEDC工況計算)。假設(shè)通過純電動汽車實現(xiàn)CO2排放達(dá)標(biāo),那么到2025年,其份額須達(dá)到20%左右。到2030年,則必須達(dá)到40%左右。如果通過純電動汽車加插電式混合動力汽車實現(xiàn)達(dá)標(biāo),那么新能源汽車份額須遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過上面的數(shù)字。

因此,歐盟嚴(yán)格的CO2排放法規(guī)是歐洲當(dāng)前新能源汽車普及的真正推手,更是保證新能源汽車在未來的幾十年里持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大動力。預(yù)計在下一個10年里,歐洲市場的新能源汽車份額會穩(wěn)定、持續(xù)地增長。鑒于氫能源汽車技術(shù)和制氫技術(shù)有待成熟,短期內(nèi)氫能源汽車大量進(jìn)入市場的可能性不大。未來10年純電動和插電式混合動力汽車仍將是新能源汽車的主力。插電式混合動力汽車由于其性能的優(yōu)勢,更符合歐洲用戶的駕駛習(xí)慣和需求,更容易被大部分人接受,因此在未來的幾年里其增長空間應(yīng)該比純電動汽車更大。隨著純電動汽車技術(shù)進(jìn)步、成本降低和充電設(shè)施的建設(shè),歐洲消費(fèi)者會逐漸打消疑慮,突破購置障礙,消費(fèi)側(cè)的需求拉動會加速電動汽車的普及。若干年之后,消費(fèi)者對純電動汽車的喜愛和需求會逐漸成為拉動純電動汽車普及的動力。

到了2040年,歐洲的大部分城市將禁止燃油車通行??梢灶A(yù)計,到那時,燃油汽車、混合動力汽車包括插電式混合動力汽車將從歐洲市場消失,純電動汽車將會主導(dǎo)歐洲市場。2040年的歐洲汽車市場將會是100%純電動嗎?估計這種可能性不會很大,也不符合環(huán)保、能源多樣化的理念。氫能源汽車技術(shù)將會更加成熟,新的零排放汽車技術(shù)也將會出現(xiàn)。20年后歐洲者的購買欲,也增強(qiáng)了老百姓對新能源汽車的信心。2020年第1季度,歐洲主流市場新能源汽車的銷量超過了20萬輛,同比增長約85%,其中純電車型的注冊數(shù)達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的12.6萬輛,同比增長約56%;第2季度受新冠疫情影響比較大,6月整個歐洲市場仍處于復(fù)蘇模式,同比下降24%。為了拯救汽車市場,歐洲多個國家加大了對新能源汽車的補(bǔ)貼力度,其中德、法兩國的補(bǔ)貼力度非常大。受政府的補(bǔ)貼政策影響,2020年下半年歐洲新能源汽車銷量增速進(jìn)一步加快。

據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年歐洲市場的全年新能源汽車(純電動 + 插電式混合動力)銷售達(dá)到將近137萬輛,同比增長137%,歐洲新能源汽車銷量5年內(nèi)第1次超過中國 (將近125萬輛),其中將近55%為純電動汽車,45%為插電式混合動力汽車。新能源汽車銷售份額從2019年的3.3%暴漲到2020年的10.2%,實現(xiàn)了歷史性的飛躍。

按國家排名,2020年歐洲前5大市場分別是:德國(39.8萬輛), 新能源汽車銷售份額達(dá)13.5%; 法國(19.4 萬輛), 新能源汽車銷售份額達(dá)11.3%; 英國(18.1萬輛), 新能源汽車銷售份額達(dá)10.7%; 挪威(10.8萬輛), 新能源汽車銷售份額達(dá)74.8%;荷蘭(9萬輛), 新能源汽車銷售份額達(dá)24.9%。

如表6所示,按車企排名,大眾集團(tuán)后來者居上,占據(jù)2020年歐洲新能源汽車市場的第1名,雷諾集團(tuán)占據(jù)第2名,特斯拉退居第3名,第4名是現(xiàn)代集團(tuán),第5名是標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)。

表6 2020年歐洲各大車企純電動汽車銷量[47]

歐洲品牌在這一年有兩大亮點:1) 雷諾Zoe 超過Tesla Model 3,奪回歐洲新能源汽車市場銷量冠軍寶座(見表1);2) 大眾全新純電動車型ID.3強(qiáng)勢登場,2020年9月開始上市,10月便進(jìn)入歐洲新能源車型的前2名,全年銷量占據(jù)第3名。

7 總結(jié)與展望

2020年注定是不平凡的一年。歐洲汽車制造商迎汽車市場最有可能的局面將是由純電動技術(shù)主導(dǎo),多種零排放技術(shù)并存。

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