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日产副社长谈e-POWER:将覆盖全系车型
 

  [爱卡汽车 新能源频道 原创]

  去年中国的汽车市场到达了拐点,销量连续26年上涨的势头被终结。在这样的大背景之下,新能源汽车成为了为数不多的几个亮点之一,销量逆市上扬,继续保持快速增长。油电混动车型虽然不在国家定义的新能源车范围之内,但是凭借着出色的便利性和经济性迅速获得了消费者的认可,丰田的THS和本田的i-MMD都成为了车迷们津津乐道的混动技术。相比之下,日系三强里的日产存在感就要弱了不少。

日产e-POWER技术

  但是如果我们把目光移到日系品牌的大本营——日本国内市场,就会发现日系车玩混动都有绝招,日产自然也不例外。日产的绝招就是e-POWER智充电动技术,这项技术在Note和Serena这两款车型上率先应用,并获得了极大的成功。截止2018年底,配备e-POWER智充电动技术的车型已经占据Note车型总销量的66%、Serena车型总销量的40%,其中,Note更是因此成为2018年度日本市场最畅销车型。

日产e-POWER技术

  面对中国迅速增长的混合动力汽车市场,日产自然希望能复制e-POWER智充电动技术在日本市场的成功。日产将在未来两年内向中国导入e-POWER智充电动技术,至2022年推出4款搭载e-POWER智充电动技术的车型。在去年日产及其合资伙伴公布的“东风有限 TRIPLE ONE”新中期事业计划当中,也明确指出至2022年,电动化车型(纯电及搭载e-POWER智充电动技术的车型)销量将占据整体销量的30%。

日产e-POWER技术

  在近日举办的2019世界新能源汽车大会上,日产e-POWER智充电动技术获得了大会颁发的“全球新能源汽车前沿及创新技术”大奖。日本汽车工程学会会长、日产汽车公司执行副总裁坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)先生出席本次大会并发表了题为“推广电动化措施”的主题演讲。大会期间,坂本先生向爱卡汽车介绍了e-POWER智充电动技术的特点以及在中国的推广计划。

日产e-POWER技术在日系三强里面,日产在纯电动汽车领域造诣最深,日产聆风是目前销量最高的纯电动汽车,并且至今保持着电池系统零重大事故的惊人记录。日产e-POWER智充电动技术充分应用了日产在纯电动领域的深厚积累,其最大的特点就是动力100%来自电机,同时却又不需要充电。

日产e-POWER技术动力100%来自电机,让采用e-POWER智充电动技术的车型能够获得如同纯电动汽车一样的平顺、流畅的驾驶感受;不需要充电则确保了消费者在用车时的便利性。那么e-POWER智充电动技术的燃油经济性如何呢?采用e-POWER智充电动技术的日产Note油耗仅为2.94L/100km(日本JC08工况),充分说明了它的实力。

日产e-POWER技术e-POWER智充电动技术的结构比较简单,主要包括发动机、发电机、驱动电机、逆变器/控制器和电池组。其中发动机采用了效率较高的阿特金森循环自然吸气发动机,以降低油耗;电池组的容量较小,以降低成本和重量,它在供电和用电系统之间起到中转和缓冲的作用,而是像一个蓄水池把回收的能量和发动机产生的溢出能量收集起来。

日产e-POWER技术e-POWER智充电动技术(上图中间)实际上是一种增程式动力系统,或者说串联混动,发动机带动发电机产生电能,然后为驱动电机供电。它与纯电动(上图左侧)和常见的油电混动系统(上图右侧)都有比较明显的区别。纯电动车型需要充电,使用便利性较差;油电混动系统结构比较复杂,而且需要解决发动机和电机的耦合问题。

日产e-POWER技术目前日本市场上的e-POWER智充电动技术只适配了小型车,在动力方面略显不足。而在中国市场上,消费者更加青睐大一点的车型,e-POWER能够满足这样的需求吗?

东风日产2019款天籁答案是肯定的。日产副社长坂本秀行先生表示,e-POWER智充电动技术有三种不同动力组合,可适用于更大尺寸或更偏运动的车型上。所以e-POWER智充电动技术是完全可以在日产汽车所有大型产品中得到广泛普及的。不过,在中国市场会涉及到包括电池国产等本土化问题,所以需要一定的时间才能完善产品线。

 

  坂本秀行先生谈e-POWER

  时间:2019年7月2日17:15-18:15

  地点:博鳌亚洲论坛大酒店会议室

  受访人:日本汽车工程学会会长、日产汽车公司执行副总裁坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)

  :我有两个问题想请问坂本秀行(Hideyuki Sakamoto)副社长,第一个问题你刚刚在演讲的时候,提到了一个生物乙醇燃料电池技术,您能否透露一下日产汽车的最新研发进展?相比氢燃料电池而言,它的技术难点和优势分别是什么?您在演讲中也提到e-POWER智充电动技术、氢燃料电池、及生物乙醇燃料电池,这几项技术当中,日产汽车最看好的技术路线是什么?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我们研发的生物乙醇燃料电池也是燃料电池的一种,但是它采用了固体氧化物作为燃料电池,专业名词为固体氧化物燃料电池(SOFC)。我们平时所说的燃料电池车主要泛指氢燃料电池,但总而言之,两者都属于燃料电池。

  日产汽车拥有30年的氢燃料电池研发历史,我们也曾在美国推出过氢燃料电池车。但是在我们的研究的过程中发现了有很多问题,目前的主要问题是,制造驱动燃料电池车的氢气燃料要消耗比普通电动汽车更多的能源。所以,就目前日产汽车的技术路线选择而言,我们是不推荐的。

  氢气燃料电池的催化剂对氢的纯度要求特别高,生成氢的同等能耗可以驱动两台纯电动汽车。此外,氢气燃料大多以液态进行储存,需要使用高压液化储氢技术,该项技术的使用也会产生较大能耗。

  氢燃料电池的优点也是众所周知的,它是完全的零排放。刚才我们说的生物乙醇燃料,有一个固定的词叫做固体氧化物燃料电池(SOFC),它的燃料构成主要是乙醇混合水,其中水和乙醇的比例是6:4。

  生物乙醇燃料主要提炼自甘蔗,其次还有一些垃圾中的纤维素。这是一款非常好的技术,非常适用于热带地区。因为用于提取乙醇的农作物都是依靠空气中的二氧化碳进行光合作用,从而生长的。如果加上人工的光合作用,提取乙醇将更加简单。从燃料构成方面来讲,我们具备一定的优势。目前,在日产技术中心,我们在实验室用6:4的水和乙醇所制造的乙醇混合水燃料可以实现发电。其实在全球范围内有很多厂在进行固体氧化物燃料电池(SOFC)技术研究,中国也包含在内。该项技术最大的问题在于目前的操作温度在600℃左右,导致启动时间较长。

  综上,氢燃料和生物乙醇燃料这两种燃料电池各有利弊。氢燃料在生成氢时会产生较大能耗,而固体氧化物燃料电池(SOFC)在生成燃料时,并没有特别大的难度。但是后者在运转时需要高温条件,这是它们各自的优劣势。

  关于e-POWER智充电动技术、氢燃料电池、及生物乙醇燃料电池三项技术的对比。e-POWER智充电动技术面临的主要挑战是如何提升整体效率,即如何提升汽油发动机发电,以及大功率电机驱动行驶的效率。2018财年在日本本土紧凑型车辆销量排行中,Nissan Note e-POWER拔得头筹,消费者认为Nissan Note e-POWER可以带来与纯电动车相媲美的驾驶感受。所以从消费者诉求层面来讲,我们的产品具有很高的消费者满意度。

  就战略层面而言,e-POWER智充电动技术是100%电机驱动,汽油发动机只起到发电作用,因此,e-POWER智充电动技术不需要充电桩也可以用电力进行驱动。在基础设施不够完善的城市或地区,消费者也可以感受只有纯电动车才能带来的加速性能与其它特性。但是,我们的最终目标仍然是发展纯电动车。

  问:刚刚提到日产汽车生物乙醇燃料电池的进展情况,是实验室阶段,还是小规模测试的阶段?有没有一个时间表?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我们现在的生物乙醇燃料电池车还处于实验的阶段。虽然它的技术研发已经基本完成,但还没有实现大规模的商业化,因为我们还没有找到合适的合作伙伴来一起推进。

  问:第二个问题是,电动车安全已经成为了消费者越来越关注的问题,刚才您也提到了,日产聆风已经销售了41.5万辆,保持了电池零重大事故的纪录。那么日产汽车在保障电池安全方面做了哪些工作?您觉得是值得其他企业借鉴的?另外,您认为中国车企,对锂电池的应用是否有些过于激进?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):在美国、欧洲、日本,搭载于日产聆风的电芯数量超过8千万个,从未发生过任何起火事件。日产聆风所使用的电池,是日产汽车自己开发的电池,它的构造与其他的电池有显著差异。在发生高强度的剧烈撞击时的自我处理机制,以及防止劣化方面都有特殊的设计。

  再补充一些专业知识,正如刚才欧阳老师讲到的关于锂电池的问题,实际上液态电解质和电池极板材料的选择也是非常重要的。在微短路方面,锂电池与电池隔膜材料的选择是有很大关系的。所以,最重要的就是这两点。

  锂电池技术是一项非常重要的专业技术,也是日产汽车研究、设计电池的重要方向。我们在中国导入的纯电动车型搭载了国产电池。他们提供的电池也经过了我们严格的审查要求。除了电池以外,电池包的失效安全系统设计也非常重要。它可以实时检测电池是否出现异常情况,一旦发现异常,就会停止输出功率。所以,锂电池技术最重要的三点分别是:如何控制电池本身的散热;如何设计电池包;如何设计失效管理系统以应对突发状况。

  问:我想请您介绍一下日本新能源市场的发展状况,还想请您谈一谈对中日新能源市场的异同?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):就新能源车的销量而言,中国市场肯定是最多的,特别是A级车。关于燃料电池车,本田和丰田已经商业化了,虽然销量很少,但已经取得非常大的落地进展。

  在日本,由于政府的政策支持力度越来越小,电动汽车的普及速度堪忧。另外,在日本有一个特殊的分类,叫做轻型乘用车。这是日本特有的一个产品类别,包括了一半以上的车型,目前是这样的市场状态。因此,从这个方面来讲,纯电动汽车在日本的普及任重而道远。另外一方面,日本的充电基础设施发展迅速。

  欧洲的电动车普及很快,挪威的日产电动车销量位列欧洲第一。我们目前在挪威有很多订单,甚至已经多到我们无法全部及时供应。然而,挪威的充电基础设施并不是非常完善。由此可见,当地消费者对于想要驾驶纯电动汽车的意愿非常强烈。所以,从这个方面来想,在充电基础设施不完备的条件下,其实也是可以普及电动汽车的。

  我的第一个问题是:由于目前中国主推的还是纯电动汽车,日产汽车如何看待e-POWER车型在中国的市场潜力?坂本先生下午在演讲中提到,希望到2022年底,在中国销售的e-POWER和纯电动车型占到日产汽车在华销量的30%。那这30%中,e-POWER车型的占比大概是多少?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我认为e-POWER智充电动技术在中国市场具有巨大潜力。我这样理解的原因在于:e-POWER智充电动技术采用100%电机驱动,其高静谧性是非常适合在城市环境中行驶的;同时,e-POWER智充电动技术拥有动能回收系统,能够在车辆制动时进行动能回收,减少车辆在加、减速时产生的能量消耗。

  此外,e-POWER智充电动技术的另一个特性是只需通过加速踏板即可控制车速,从而大幅减少加速踏板与制动踏板之间切换的频次。如果有机会进行试驾,那么您就能够体会到,不需要使用制动踏板也可以实现减速和制动的驾驶乐趣,特别是在需要经常忙于切换踏板的城市道路上,e-POWER智充电动技术将带来一种轻松、舒适的驾驶体验。

  刚才您也提到,到2022年底前,e-POWER车型和纯电动车型将占据日产汽车在华销量的30%,其中e-POWER车型的占比会更高一些。从销售方面来看,我们计划在目前在售车型都将搭载e-POWER智充电动技术。

  问:下一个问题,如果日产聆风采用更高能量密度的电池,同时用更快的速度充电,那么它的安全技术是不是还能像之前那么出色?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):日产聆风配备了容量为60kWh时的电池,如果再提高电池容量的话,我们认为具有一定风险性。当然,如果从电池构造和液态电解质方面进行提升也是有可能实现的,我们也正在从事这方面的研究。我们一直致力于在电池容量和安全性之间达到一个平衡,而不是强行提升电池能量密度。安全对于日产汽车而言仍然是第一位的。

  因此,如果仅通过提高钴和镍的比例来提升电池容量,具有一定风险性。我们会全方位考量电池能量密度和安全性之间的平衡。在经过了长时间的电池研究之后会发现,实现电池能量密度的提升其实并没有那么难,难点在于保障电池的安全性,我们还是更注重后者。

  问:在日产汽车未来的电动化布局中,中国市场的重要性如何?另外,中国的新能源汽车补贴正在退坡,您怎么看这种政策的变化?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我们未来的目标是到2022年,在中国销售的电动化车型将占中国市场整体销量的30%。对于新能源车型来说,我们在中国市场布局确实相对较晚,市场销量也刚刚有所提升。今后我们会将更多元化的产品导入中国市场。但是,我最近在做市场研究的时候产生了一个问题,就是在中国是不是有很广阔的电动车市场?中国的消费者是不是真的愿意驾驶电动汽车?这是我想了解的问题。

  我发现补贴一旦减少了,整体电动车市场的销量就会急剧下滑,由此我感觉好像中国消费者对电动车的喜好程度并没有那么强烈。而挪威就是非常不一样的,他们主动购买电动车的意愿很强烈。

  另外对于中国消费者来说,对于纯电动车还有其他很多附加需求。比如需要搭载自动驾驶技术,车型最好是SUV,另外产品还要偏运动,驾驶操控反应要灵敏等。我们需要根据消费者这些不同的需求研发电动化产品。

  另外关于刚才您提到的补贴退坡,其实现在补贴与新能源车市场整体销量有很强的关联性。所以,我认为目前市场还是需要一定的政策支持。而另外一方面,目前中国市场还有双积分的政策,所以我们会持续努力,不断加大新能源车型的产量和销量。

  问:刚才说到电动汽车安全问题,此前的演讲当中也有人提到,中国的电动汽车安全事故,经过调查有一部分是可能与车辆没有关系,是由于驾驶者自己的使用安全意识不足造成的。我想知道日产汽车如何向消费者普及电动汽车安全使用的知识?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):您刚才说的用户在使用电动车的过程中到底是发生了什么样的安全问题呢?能不能举一个例子?

  问:比如说他自己把电动车改装了,导致后期在充电的时候,就会发生自燃的情况。

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我们认为向消费者普及相关的安全知识是非常重要的,在日本的专营店里会有这样的教育。另外如果遇到像您刚才提到的改装的情况,我们在车上安装一个识别系统,警示消费者不能进行存在潜在安全风险的操作,这也是一种保护措施。

  比如说在充电的时候,这个系统就会去识别充电机是否有问题或隐患,一旦发现问题就会马上断电,停止充电操作。我认为在电动车型上特别需要一个监测安全隐患的系统。

  问:我想问一下,现在e-POWER智充电动技术采用的是1.2L的自然吸气发动机,电池容量是1.5kWh,这个动力系统可能更适合小型车,但是中国消费者比较亲睐大尺寸的车型。那么,e-POWER智充电动技术会不会有一个更强动力的版本,或者说日产汽车有没有其他的混合动力系统能够搭载于天籁,或者是奇骏等车型上?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):其实日产汽车不只有e-POWER智充电动技术,我们也有一些混合动力技术,这些技术会搭载在一些较大的车型上。我们目前设想的是将来在所有车型上搭载e-POWER智充电动技术。

  另外刚才你所提到的e-POWER智充电动技术所采用的1.2L发动机,其产生的动力与2.0T涡轮增压发动机相当。此外我们还有三种不同动力组合,可适用于更大尺寸或更偏运动的车型上。所以e-POWER智充电动技术是完全可以在日产汽车所有大型产品中得到广泛普及的。

  我们的e-POWER智充电动技术采用了100%电机驱动的方式,能为消费者带来与纯电动车相媲美的驾驶感受。另外e-POWER智充电动技术还拥有动能回收系统,以降低能量消耗。此外e-POWER智充电动技术的发动机会始终保持在高效区间运转,可以带来更好的燃油经济性。

  在此我还想再次解释一下e-POWER智充电动技术的优势。我一直负责新车产品规划,就发动机的研发来看,我们通常都从最大输出功率和峰值扭矩开始研发工作。众所周知,峰值扭矩和最大输出功率会影响一款发动机的加速性能。而e-POWER智充电动技术采用了比较平稳的电能传输系统,因此该技术能够将电能由电池快速地传输到电机上。简单地说,e-POWER智充电动技术就像我们平常储蓄一样,可以一点一点的往账户里存,当积累到一定程度的时候,我们能很快就把所有积蓄取出来使用。

  问:既然e-POWER智充电动技术能够实现全车型的覆盖,为什么到2020年推出四款车,这一数量是不是偏少?因为很多品牌的混合动力车型的销量都挺高的。

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):这还是一个时间问题。从企业经营的角度出发,我们需要有规划的、有节奏的进行产品的量产研发工作。此外,对于电动化产品的本地化,特别是电池的本地化而言,我们一定需要慎重地进行评估,而评估则需要一定的时间。

  另外正如刚才提到的,e-POWER智充电动技术能够给电池慢慢充电,然后以最快的速度传输电能,所以这项技术的充放电频率是非常高的,因此其耐久性与可靠性是需要特别关注的。所以我们考虑了企业经营成本以及对中国市场实现零部件国产化的评估需要较长时间,所以才制定了目前的规划。

  问:目前海南省的汽车制造业基础仍然有些薄弱,所以海南省希望将大型车企的设计或研发中心引入当地。请问对于日产汽车这样的大型车企而言,在建立海外研发或设计中心时,比较注重哪些方面和因素?您认为海南是否具备成为大型车企设计或者研发中心的优势或条件?能否分享一些建议?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):我在日产汽车长期负责研发工作。目前,位于广州的东风日产乘用车技术中心是日产汽车在华最大的研发中心,拥有1,500名员工。其次,研发中心的选址有非常重要的一个因素,就是为了吸引优秀的、复合型的工程师人才,这也是大多数研发中心都选择在大城市的原因。

  第二点,研发中心应该靠近工厂。如果制造工厂与研发中心的距离较远,可能会产生一些问题。因此,我们希望研发中心能够距离制造中心近一些,最好能够一同办公。同时,我们希望能与其他产业公司,比如通信公司,以及我们的供应商距离较近。主机厂并不具备所有技术,因此,距离其他产业公司较近,有利于便利地使用其它产品和技术。

  另外,我们希望研发中心能与用户距离较近,这样我们日常可以收到客户的反馈、评价,以及对于汽车发展方向的愿景,从而更感同身受地了解消费者。

  问:据我们了解,除非限牌限号,一般家庭的第一辆车几乎不会考虑电动车,其主要原因是对车辆续航里程、电动车技术、电池衰减和安全性的忧虑。

  首先想问,日本消费者对电动汽车持有什么态度?Nissan Note e-POWER 在日本的销量非常好,其原因是什么?日产汽车如何规划增程式电动车型,以及纯电动车型?

  其次,目前轩逸·纯电的综合续航里程为350km左右,但是今年中国市场的电动车普遍续航里程已经达到500km左右,明年可能达到600-700km。日产汽车对于纯电动车型的续航方面有什么规划?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):首先,我理解了你的观点,大多数中国消费者不会将电动车作为家庭用车的首选。在日本,消费者购买每一台汽车都有长远的使用规划,因此购买电动汽车的人不在少数。日本消费者青睐的车型与中国市场有一些区别,两厢车和面包车比较受欢迎,SUV车型在日本并不是最热门的车型。因为日本大多数人都居住于公寓等住宅密集区,所以很多人选择快充的方式,很少有人在家里充电。而且,有些公司配备了充电桩,因此很多消费者会选择在公司充电。

  e-POWER智充电动技术兼具高品质的行驶表现和出众的燃油经济性,同时可以让消费者体验到纯电动车驾驶乐趣。我们认为这是非常好的方式,并不想把e-POWER智充电动技术变成增程式的想法。如果市场有需求,我们也可以考虑增程式电动汽车。增程式电动车的研发投入较大,强化电动车研发或许是更好的选择。

  轩逸·纯电电池容量为40kWh,而日产聆风高续航版的电池容量达到60kWh。我们也会考虑更大的电池容量。但是考虑到安全性的问题,如果大幅提高电池能量密度,会产生较大风险。

  问:日产汽车对于电池技术的发展有什么规划?是否计划从三元锂电池过渡到固态电池,最终推出生物乙醇电池?每一步的时间表如何?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):首先,日产汽车的纯电动车,与生物乙醇燃料电池车是不同的技术路线。生物乙醇燃料电池车型是一种特殊的发展路线,它主要面向长距离行驶的商用车,如货车,巴士等等。而乘用车现在使用的是软包三元锂电池。

  目前日产汽车也在进行固态电池的研发。日本政府提倡汽车制造商和电池制造商共同研发全固态电池,日产汽车也是其中的主要成员。日产汽车同时与一些研究机构共同研发全固态电池。目前,全固态电池已经可以实现发电,这是一个非常大的进展。但是,如果想要实现量产,依然存在很多问题,并没有像预想的那么快。

  现在的锂电池使用了液态电解质,电解质与电极板之间充分接触。而全固态电池的电解质是粉状的,如何做到完全接触仍是个课题。因此,我个人有另外一个设想,是否有可能在液态电解质和粉状电解质之间有一个相对中性的介质?从生产技术与材料选择方面来说,这将是一大难点。尽管可能花费比预想更长的时间,但我相信这一难题终将被突破。

  问:日产汽车的固态电池计划在何时量产?

  坂本秀行(Hideyuki Sakamoto):固态电池的试生产大概会在2025年至2030年实现,但是我们目前无法透露实际量产的具体时间。 另一方面,如果将目前锂电池的液态电解质进行改良,可能实现接近全固态电池的效果,这也是可以考虑的一种方式。

  如果液态电解质温度超过60度,就会产生气体,这可能是上述提到的电池自燃的原因之一。所以,我们的研究方向之一,就是如何让液态电解质在特定温度下不产生气体。由于液态电解质在特定温度下一定会产生气体,所以研究液态电解质的沸点非常重要,也是确保电池安全性的关键之一。我个人认为,在研发目前的锂电池过程中,不断提高其沸点,继而逐渐转移至全固态电池,这是一个良好的发展路线。这只是我的个人观点,并不代表日产汽车或日本汽车行业。

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