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与李罡聊广汽新能源 为什么新车会那么强

来源:原创编辑:崔啸2018-11-21

罡--拼音为gāng,四正为罡。常见词“星罡”,特指北斗七星的柄;又常见“罡风”一词,道教意指高空的风,也指强劲的风。单字引申,则可引出“心、身、言、行”之四正。心有四正:道正,德正,法正,智正;身有四正:体正,气正,精正,神正;言有四正:语正,声正,韵正,音正;行有四正:行正,立正,坐正,卧正

看到这里,我觉得需做一些解释了,不然读者朋友们八成都会以为“走错了片场”。与往年广撒网、打海鱼的方式不同,今年的广州车展专访我有意自我控制了一下,邀约了几场偏重技术的,以及技术专家的场次。承蒙厚爱但万分抱歉了几场纯市场公关类,尤其几场从嘉宾就能看出只敢照本宣科,而绝不会越雷池半步的访谈。毕竟市场公关的朋友们日常还有约到的机会,但技术类尤其是专家、工程师难得能在车展露个面,平时想见一面实在是太难了。
在这其中,难能可贵的是在群访为主的车展上,我约到了个别几场一对一的单独采访,其中广汽新能源是其中之一,而被访嘉宾则是广汽研究院首席技术总监、院长助理、新能源中心主任-李罡先生

广汽研究院首席技术总监、院长助理、新能源中心主任-李罡先生。

第一次看到李罡先生的名字,我真的是“小惊讶”了一下,因为我是第一次看到“罡”字出现在一个人的名字里,当时我脑海里浮现出小说《水浒传》中天罡星玉麒麟卢俊义的形象。但是真正当李罡先生坐在我面前的时候,一个和蔼老哥哥的形象完全颠覆了我之前的“心理侧写”,除了 “两鬓斑白”符合“技术大拿”们的标志以外,根本看不出他曾经是广汽GS3、GE3、GA4三款车型的项目总监,以及GS4项目副总监。正所谓人不可貌相,海水不可斗量,下面就让我们转入正题,看看我和李罡先生到底都聊了哪些内容吧。

广汽新能源的首款纯电动车型GE3,李罡先生是担任车型项目总监。

新能源产业纷乱的技术路线
目前新能源,尤其是纯电动汽车的技术路线还是相对比较纷乱的,与燃油车几乎大一统的方法不同,目前纯电动汽车的技术路线还处于摸索期,但不乏鱼龙混杂以及浑水摸鱼的。对此,身为技术总监的李罡先生自然有一番看法。
在他看来,不同的主机厂针对自己的情况,制定不同新能源车的发展策略。虽然目前市场新能源技术路线上鱼龙混杂,但是可以看到主要的几个大主机厂,大家基本上都是大同小异。
对于广汽新能源来说,他认为很像特斯拉,尤其是从对产品的理解,以及对可靠性的把控上,广汽新能源独有一番见解。比如GE3自第一代就采用了水冷电池包的,当初在做产品开发的时候就意识到这一点,如果不做水冷电池包,在北方地区低温续航里程是非常严峻。

当时GE3与GS3这两个车是一个平台,开发的时候,先开发GE3。尤其是电池技术方案与布置的时候很困难,做纯电的时候要考虑常规车的结构布局,当时有些人是想放弃的。但李罡认为不能妥协,不能因为要做GS3,去把GE3针对纯电开发的优势和性能牺牲掉。所以,现在可以看到GE3纯电车型的底盘是很平的,人机工程做得也非常好,靠的一是努力,二是专注。
为什么要选择上水冷电池包呢?广汽研究院当年在GE3立项之初,发现国内市场上的车型都采用风冷,而没有水冷的产品上市,但是特斯拉已经有水冷电池包。因为自然冷却包有一个缺陷,冬天电池挺怕低温,低温下电量难放出来,里程缩水甚至能达到50%。因此如果想卖到北京这样冬季寒冷的地区,这种续航缩水是无法让消费者接受的。
但是如果采用水冷电池包,可以通过加热导热液体,保持电池的温度在合理范围内。用户晚上把车开回家并插上充电枪,第二天一早到预设出发的时间之前,自动通过电桩的电给电池包液体加温,电池恢复最佳工作温度区间,不仅保证续航,还能保证电池电量相对稳定。
目前有些厂家为了给系统减重,在不提高电芯能量密度的条件下,提高系统能量密度的数值,坚持不用液冷系统,而是通过类似电加热板的方式,给电池升温。甚至还有的中低端车型就不设置这一功能,全靠电池风冷条件下自生自灭。不仅危险,而且对性能有非常大的影响
理论上说了这么多,可以结合实例。广汽带液冷电池包的GE3上市之后口碑是挺好的,水冷电池包没有出现问题。同时,通过广汽研究院和广汽新能源的努力,坚持自己做技术验证和标定,还有系统架构。在黑河晚上2点起来,去标定低温。当时拉了一个特斯拉Model X,标称是500公里续航里程,在零下25℃低温续航,跑了210公里。而GE3通过控制优化,还有水冷系统加热优化,当时在零下25度的条件下,也达到了180公里续航。但两款车的电池容量相差接近一倍,售价更是数倍不止。
这些都是广汽新能源的第一代产品,如今在研究院的努力下,广汽新能源的第二代纯电专属平台也发布了,这套水冷系统又进行了升级,上了很多黑科技。比如说制冷,现在的技术是通过空调的冷媒去循环交换器,给液体冷却,再通过冷却水给电池降温。但在一代新平台上,应用了制冷技术与废热再循环技术。需要制冷的时候,直接通过半导体板进行电芯降温。如果环境温度比较低,需要开启制热空调的时候,系统会将电池通过液冷导出的热量,以及驱动电机导出的热量提取出来,给到空调系统进行加热,类似热泵空调的工作原理,这样需要降温的就降温,需要升温的就升温,但尽可能不用电能去做这些工作,这样极大提高了热管理效率,并降低本来就不应该浪费掉的电池电量。
通过种种技术手段,在第二代纯电车型平台上,能够让新车型做到500公里以上等速续航,从技术和原理上是讲得通的,也是合理的,不是山忽海绍吹出来的。

广汽新能源第二代纯电动平台的首款车型,Aion的电池包。

简单来说,就是所有需要热量管理的系统,包括三电系统,包括空调系统,基本可以理解为一个整体回路,而回路中有两个耦合系统。冬天空调里面的热水与电机的热水要形成一个耦合,这里面有控制策略,也就是说当电机还没运转起来,温度比较低的时候,要到空调的水给电机加热。当电机运转起来,电机已经热了,电机里面的水就直接给电池包加热,空调这块的热水就不去加热。所以,续航里程可以大幅提升,同时实现很好的节能。
至于电池方面,李罡先生透露了一个研发小细节,让我觉得很有意思。目前广汽研究院在研发一种名为“全气候电池包”的产品,目前还处于研发测试阶段,采用了材料学方面的原理,具体细节还不能透露,但可以举个十分形象的例子:在超市里买的“热得快”,10块钱一个,插上去不到5分钟就热起来了。而全气候电池包就采用类似的技术。不动电芯的配方,而是通过那加热技术,很快短时间内马上从零下30多摄氏度,加热到5摄氏度,而又不需要背负重量不轻的液冷循环系统。这样的话就可以很好地解决低温问题,让车开起来在北京零下17摄氏度与在广州开,续航里程是一样的。
简单来说,从技术角度来讲就是使用了一种相变材料,属应用材料科学范畴。所以,新能源车是非常跨界的一个工程领域,如今电池研发都拓展到了材料相变的原理,目前来看在2019年就能投入到量产车上。
续航里程的发展方向
现在消费者都在要求高续航车型,而厂家相应也不断推出高续航里程的车型,但是政府的补贴即将取消,而现在纯电动车的消费者对价格又十分敏感,补贴取消后动辄增加5到7万元的购车预算是很难接受的。在这种情况下,尤其是很多用户也意识到纯电动车的城市通勤属性,并不寄希望于长距离续航。再加上充电设施日趋完善,充电也将变得更容易,因此有一种传闻,说很多用户已经意识到纯电动车不需要那么长续航,而价格可以接受的中低续航车辆,减少电池的成本能够打平补贴退坡的价差。
李罡先生从广汽研究院的角度来看,认为这种说法是有一定道理的。2021年就没有补贴了,就是完全靠新能源车自己的竞争力。事实上,广汽研究院正在基于GEP平台开发的车,在开发过程当中不考虑补贴,成本完全按照传统车的成本进行开发的。
怎么做到呢?其实就是广汽新能源的第二代纯电平台。这个平台已经做了有段时日,广汽GE3是第一代平台,GE3一上市之后,马上启动了第二个平台的开发,从GE3在2017年6月份上市,第二大平台从2017年6月上线就开始启动,启动的时候不考虑传统车型,而仅考虑纯电动车型。有人可能会质疑成本,但经过研究院的核算,如果基于传统架构来做EV车,成本反而会更高。

广汽GE3采用的是广汽第一代纯电动车平台。

基于纯电来说,相对新能源,可以把纯电动车的优势全部发挥出来,包括现在电池包,就跟手机电池是一个平板电池,有不同的续航里程,因为现在电池包都是挤压件,模具是一样的,只是长短不一样,其实模具共享,只是落料的时候落短点。假设有600公里、500公里、400公里续航版的车,电池包是平台化,很容易实现,拿掉几个电池芯就可以了。把电芯拿掉几个,把成本降下去,但是这个东西不是技术人员该干的活,这是很简单粗暴的。广汽研究院现在有七八十个人在做降电耗的研发,并且做了很多工作。在第二代纯电平台上,电耗能做到百公里12度左右,而第一代GE3是16度多,第二代GE3 530百公里是14.6度,降低了将近2度。
在同样的电池电量下,再加上电池包上的制冷技术、废热再循环技术,促进了电机效率的提升,以前GE3的电池效率在92%,第二代平台动力组成效率提高到了98%,这对续航里程也是有提升的,因为电耗少了,效率高了。
关于新的电池技术
目前电池技术进步得不算慢,但是从原理上没有变化,修修补补。现在半固态电池的概念出来,董明珠最近碳酸锂电概念也闹出不少风波。可以说围绕电芯本体打主意,几乎蔚然成风。在这方面,广汽研究院倒是稳得下来坐得住。
李罡先生认为,眼下固态电池的确有很多声音,有些人认为2030年就会量产。从目前来看,他觉得固态电池可能不会那么早。因为现在固态电池成本比较高,低温性能已经以及稳定性,好像没那么成熟。因此固态电池最快可能要到2023-2025年,才有可能实现商品化。目前这段时间内,是液态锂离子电池占主流。
从目前的实际应用来看,锂电池通过近些年的技术研发和改进,成本下降很快而能量密度和安全性也有了较大程度的提高。毕竟固态电池目前的瓶颈还是在成本居高表,因此如果政府补贴退坡,相比现在的锂电池,固态电池的成本压力会更加突出。
氢燃料电池的是是非非
由于前一阵子,总理访日的一些小道消息,以及个别相关企业的煽风点火。氢燃料电池这一话题重回人们的视野当中给。早先在2007年,由宝马主导的氢燃料内燃机项目很快就夭折了,之后氢燃料这一块一直没有什么动静。直到近期,氢燃料电池的诡异走红,让氢燃料又再次回到了人们的视野当中。

早在2007年就亮相的宝马7系氢燃料内燃机测试车。

之所以我要重提当年宝马的氢燃料内燃机项目,其实是想给大家解开一个误区。现在非常多的人对氢燃料电池并不了解,以为是车辆通过直接燃烧氢气产生动力。这个不是氢燃料电池,这个是以氢为燃料的传统内燃机,也就是氢燃料发动机的工作原理,也是当年宝马叫停的研发项目。

和现在的氢燃料电池不同,2007年宝马是在内燃机的基础上改进,也就是把燃料从汽油改为氢,氢直接进入内燃机参与燃烧提供动力。

而现如今的氢燃料电池,不是直接燃烧氢气,而是将氢导入一个所谓的“燃料电池反应堆”,简称“反应堆”通过反应堆中的隔膜和填充料产生电离子运动,进而产生电流
换句话说,氢燃料电池就是一个用氢来发电的小型发电机,而所谓氢燃料电池车的本身,还是一部纯电动汽车,只不过自带了一个以氢为原料的“发电机”而已。所以以我的态度,做不好纯电动车,就别提做好氢燃料电池车。
对于我的看法,李罡先生的意见有相同点,也有不同点。他认为目前的现状的确如此,但是广东省政府刚刚发布了2025新能源汽车发展的扶持政策,尤其是广州市政府要布加氢站,并且广汽研究院接到一项“政治任务”那就是在2020年9月之前,广汽的燃料电池车要量产,在广州市做示范运行,小批量示范运行。所以,广汽的燃料电池车正在开发过程当中。

广东佛山南海瑞晖加氢站。

关于“反应堆”内部氢隔膜的成本和耐用性,目前的确他的成本很高,有人说等量换金的水准,而且耐用度不高。但与锂电池一样,氢“反应堆”的技术进步也很迅速,目前丰田Mirai这款车保修里程已经做到20多万公里,说明膜电极那块也已经有突破,否则不可能给出20万公里质保的承诺。同时,丰田也在开发第二代燃料电池车,目标是比现在的成本至少降低50%,摆脱依靠日本政府补贴售车的现状。
而谈到中国国内的情况,有几家公司的技术进步也是很快的,所以在燃料电池电堆技术与现代的电池技术方面是可以看到突飞猛进的成果。
广东省现在大力发展燃料电池,出台很多政策,规划明年在广州布50个加氢站,解决燃料电池车对加氢的便利性需求。同时再加上相关技术的进步,不排除未来2025-2030年后,燃料电池车与EV车并行推进,两个产品都在推进,甚至燃料电池车的速度会加速,因为电池也是有瓶颈的。比如现在的锂电池是NCM532体系的,其中需要用到很多钴,我国电池钴资源都来自刚果金,但刚果金宣布停止出口钴,估计电池厂商也要顺势涨价。而新技术下的NCM811体系锂电池,钴会少一些,电池也是会存在上游资源的问题。所以,预计在2025-2030年,中国的新能源将两条腿走路,一个是纯电动车,一个是燃料电池
但同时也要看到一些现实情况,目前氢燃料的基建项目还几乎处于0的状态,所有发展都还处于规划阶段,以目前的进度和水平来看,几乎等同于纯电动车在2013年刚刚在国内起步时候的状态,最终还是取决于政府的决心与投入。。
关于快速充电和换电的话题
现在聊聊充电,目前充电技术有常规的220V及380V电桩,而很多号称充电几分钟就能跑上百公里的快充技术也出现在各个车企的发布会上。但无非就是两种手段,一种是BBA采用的大电压配常规电流,车辆本身的三电系统,包括电池都不用怎么改,把困难甩给了充电的基础设施。但请问在目前国内的环境下,动辄800V、900V的充电桩高压不太可能大规模实现。而保时捷的快充模式则相对比较讨巧,常规的电压保持不变,但是开放高电流,同样实现了高功率充电,但是由于对三电系统的要求上升几个层级,因此整车成本也就一下子涨上去了。那么广汽研究院对快充技术有什么样的看法呢?得到的答案令我大吃一惊。

国内的充电桩功率还是以45-60Kw为主,个别高速公路服务区以及新建的充电桩群有90-120Kw的新款快充桩。而受制于供电网络等因素,眼下很难大面积普及高电压平台的超快速充电桩。

李罡先生承认,目前实现超级快速充电,在没有突破物理定律的基础上,只有两个思路:要么抬高电压平台,要么就是大电流。目前广汽研究院并没有择一而行,而是分别有两批人马在跟进不同的技术路线。一拨团队在抬高电压平台,目前正在做800V的平台测试,样车在明年1月份就出来了。另外一拨团队在搞3C快充平台,现在的车辆快充一般都是1C到1.2C快充,最大也就到1.5C广汽研究院正在做3C的快充分析,并且在做相关电池芯和电池包的开发,预计2019年会有样件问世,但商品化还没有确切的时间表。换句话说,广汽研究院在向华为学习,做任何事情都是红军、蓝军同步推进。两套人马、两个方案,一旦选择其一,那么意味着50%的投入没了。但换个角度考虑,如果开发成功了,市场上赚的利润,完全可以覆盖前期的研发投入。因此,该投入的还是要投入的。
说到换电,北汽的商用出租车换电已经正式试运行了一年多快两年,不久前向私人用户开放。而蔚来从开始就主推自己的换电模式。从我个人而言,我觉得这是一个可行,而且蛮不错的技术方向。如果商业化解决的好,甚至是一个卡位的东西。比如说北汽换电大行其道,大家都觉得好,其他的车可能被挤死。
对此,李罡先生也比较赞同我的看法,目前广汽也做了一些调查,换电模式在网约车与出租车上,是特定的需求车辆。要知道网约车、出租车要求车价低,是生产资料,不是用户享受的私人消费品。通过换电模式,极大地降低了购车成本,而且通过换电,换电时间很短,用户体验极好。
在特定的领域,换电模式是可以的。所以,广汽也是在开发类似的换电技术,但面向的主要是网约车和出租车用户,至于是否会在私人用车上推广,目前公司还没有准确的想法。
至于换电模式除了简单的能量补充方式变更之外,其实我觉得它有更深层次的意义。比如真正常规的换电模式普及了,商业模式也成型之后,续航里程就不再重要了。比如蔚来ES8,常规续航355公里,高速公路行驶在200多公里。但是如果在高速路服务区修建换电站,那么车辆本身不需要长续航里程,哪怕一站一换,三分钟换完电池就可以继续行驶。仅有200公里续航的纯电车,也可以从北京开到广州,就像这次广州车展之前蔚来就打通了京港澳高速全线的服务区换电站,一堆蔚来ES8就是采用换电的方式,从北京到广州全程行驶无忧,也就根本不需要单车做到600公里的长续航了。

蔚来ES8的换电演示。

对于我的说法,李罡表示,其实换电模式广汽也已经做了一年多调查,调查蛮深入的。目前以北汽新能源和奥动的换电站为例,目前广州和北京建的换电站,基本上全是处于亏损状态当中,而换电站是否盈利几本取决于电的价格。北汽新能源在厦门是盈利的,主要是因为当地政府给了比较优惠的政策,电价仅按照50%的价格收取。如果换电站长期处于亏损状态,也不是长久之计,没有人愿意做的赔本生意很难长久。不过从技术的角度来讲,这个商业模式是可行的,所以广汽也在做技术方面的研究和储备。

与奥动合作的北汽新能源换电站,目前仍然以服务出租车为主。

总之,在半访谈半聊天的状态下,一个小时很快就过去了。这就是一对一采访的魅力和价值所在,能够围绕几个问题,深入且充分地交换意见,不仅是媒体与嘉宾的访谈,也是交流与学习的过程。而这些也是我在时间冲突的情况下,选择广汽专访,而婉拒另外几家举足轻重的大品牌群访的原因。与其坐在群访的一群人当中,听某个临时来中国出差的老外,通过翻译磕磕巴巴的重复那几句标准话术,我还不如回去看他们家发布会的公开新闻稿和车辆技术手册来的有价值些。
总之,与李罡先生的一个小时,我了解到了,也学习到了,更感受到了广汽研究院以及广汽新能源的很多信息与知识,而李罡先生也从我这里了解到很多实际新能源车主的反馈,以及对今后新车型的需求,以及新技术如何更好地满足车主的实际需要,而不是单纯地爆黑炫技。

李罡先生与笔者(右侧)的合影。

总之,这一个小时的时间很有价值,我很开心。

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