“歡迎乘坐純電動(dòng)中巴!”清明時(shí)節(jié),一批外表輕盈、節(jié)能環(huán)保的純電動(dòng)中巴行駛在春意盎然的松山湖。這是由中山大學(xué)東莞研究院開(kāi)發(fā)、深圳五洲龍生產(chǎn)的新型輕量化純電動(dòng)中巴在松山湖陸續(xù)開(kāi)始運(yùn)營(yíng),東莞的“汽車夢(mèng)”由此接軌現(xiàn)實(shí)。
這批按照“汽車適應(yīng)電池”的新思路開(kāi)發(fā)的輕量化純電動(dòng)中巴,百公里能耗不到20kwh,價(jià)格控制在40萬(wàn)左右,兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)都比常規(guī)純電動(dòng)中巴降低了一半以上。
這在純電動(dòng)中巴產(chǎn)業(yè)化的歷史上是一個(gè)突破。完成這個(gè)突破的是中山大學(xué)東莞研究院(下稱中大東莞研究院)、深圳五洲龍汽車廠、諸多供應(yīng)零部件的東莞企業(yè)以及投入啟動(dòng)資金的東莞政府。“這不僅是一款產(chǎn)品的創(chuàng)新,而是整個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)創(chuàng)新,”中大東莞研究院常務(wù)副院長(zhǎng)宗志堅(jiān)說(shuō),“而促成這一切的正是大學(xué)、企業(yè)、政府三方協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制。”
難題:純電動(dòng)汽車行業(yè)的三大短板
2009年6月,中山大學(xué)與東莞市政府簽訂協(xié)議,在松山湖共建研究院,電動(dòng)汽車被列為其中的重點(diǎn)工作。東莞市政府投入了1.2億資金,中山大學(xué)則投入品牌、人才團(tuán)隊(duì)、技術(shù)等無(wú)形資源,推動(dòng)地方研究院建設(shè)成為凝聚創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的基地、區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的基地和科技成果孵化的基地。
國(guó)內(nèi)外的純電動(dòng)汽車存在三大短板:售價(jià)高、續(xù)駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng),由此導(dǎo)致純電動(dòng)汽車一度處于要不要發(fā)展的風(fēng)口浪尖。面對(duì)東莞政府的殷切期待和電動(dòng)汽車的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí),初到松山湖,宗志堅(jiān)副院長(zhǎng)和他的團(tuán)隊(duì)深感責(zé)任重大、壓力山大。
目前大多數(shù)車企普遍采用在燃油車基礎(chǔ)上改裝的方式開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車,然而這種“改裝”的技術(shù)路線卻存在售價(jià)高、續(xù)駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)等明顯的缺陷。現(xiàn)有電池的儲(chǔ)能密度不到燃油能量密度的百分之一,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有車型對(duì)能源的需求。宗志堅(jiān)副院長(zhǎng)形象地指出:“改裝,就相當(dāng)于用小孩子的胃口(電池)和少年的心臟(電機(jī))來(lái)武裝大人的身體(傳統(tǒng)車身),顯然這是不可能造就一個(gè)強(qiáng)壯的大人(純電動(dòng)汽車)的。”何況改裝以后的電動(dòng)汽車還會(huì)更重,對(duì)能源的需求更高,不僅如此,昂貴的電池,導(dǎo)致改裝車的成本居高不下。這些問(wèn)題,都是擺在電動(dòng)汽車團(tuán)隊(duì)面前的難題。
理念:讓汽車適應(yīng)電池
中大東莞研究院提出該變“讓電池適應(yīng)汽車”的慣性思維,提出“讓汽車適應(yīng)電池”的新觀念。在電池儲(chǔ)能密度難以大幅度提高的前提下,要做“車”的文章,重新考慮汽車的結(jié)構(gòu)、材料和工藝,給汽車“減肥”,為電池“減負(fù)”,使汽車更加節(jié)能環(huán)保。
這樣,中大東莞研究院提出“輕量化+新能源”兩條腿走路發(fā)展純電動(dòng)汽車的技術(shù)路線。所謂輕量化,是指全面采用輕量化材料、設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)、使用全新的工藝,獲得減重顯著、安全可靠的輕量化車型平臺(tái),然后再在該輕量化車型平臺(tái)上合理布置電驅(qū)動(dòng)總成和電池組,獲得新型輕量化純電動(dòng)汽車。
實(shí)踐:挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與制造方法
從理念到現(xiàn)實(shí),一走就是3年多。要改變存在了上百年的汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與制造方法,談何容易。
3年前,第一代低速純電動(dòng)中巴沒(méi)有車窗車門,時(shí)速30km,定位是場(chǎng)地觀光車,但是比市面上已有的觀光車能搭載更多的乘客、行駛更遠(yuǎn)的里程。第二代純電動(dòng)中巴開(kāi)始使用輕量化結(jié)構(gòu),時(shí)速50km,可服務(wù)于小鎮(zhèn)區(qū)域交通。有了前兩代的經(jīng)驗(yàn),第三代純電動(dòng)中巴將時(shí)速提高到70km,采用了“三元結(jié)構(gòu)”,在確保安全性能的同時(shí)有效降低車身重量。經(jīng)過(guò)不懈努力,第三代純電動(dòng)中巴終于登上工信部2012年第243號(hào)汽車產(chǎn)品目錄,可以銷售并掛牌上路運(yùn)行。
隨著設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn),中大東莞研究院輕量化純電動(dòng)中巴的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)顯現(xiàn)出來(lái)。純電動(dòng)中巴的關(guān)鍵指標(biāo)主要有兩項(xiàng),其一是百公里能耗,今天市場(chǎng)上常規(guī)的純電動(dòng)中巴在滿載(載客8-11人)和不開(kāi)空調(diào)的情況下,百公里能耗約為40kwh左右,續(xù)駛里程接近180公里;而中大東莞研究院開(kāi)發(fā)的新型輕量化純電動(dòng)中巴在同等條件下百公里能耗不到20kwh,續(xù)駛里程接近180公里。其二是性價(jià)比,常規(guī)純電動(dòng)中巴是在同型號(hào)的燃油中巴車型上改裝而成,整備質(zhì)量約5噸左右,市場(chǎng)售價(jià)普遍在80萬(wàn)元上下;而新型輕量化純電動(dòng)中巴采用全新開(kāi)發(fā)的輕量化車型平臺(tái), 整備質(zhì)量2.3噸,車輛的市場(chǎng)售價(jià)可控制在40萬(wàn)元左右。
輕量化純電動(dòng)中巴的能耗和價(jià)格都降低了一半以上,而載客量和續(xù)駛里程與常規(guī)改裝電動(dòng)中巴相同,具有明顯優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步測(cè)算表明,該款輕量化電動(dòng)中巴在電池壽命期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性也已經(jīng)接近同類型的燃油車,如果考慮政府提供的節(jié)能車購(gòu)車補(bǔ)貼,甚至已經(jīng)具備一定的優(yōu)勢(shì)。
延伸:打造東莞電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈
破解了技術(shù)難題之后,中大東莞研究院還需要在制造、工藝、應(yīng)用、推廣等環(huán)節(jié)開(kāi)展一系列創(chuàng)新,打造一條全新的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈,使新型輕量化純電動(dòng)中巴真正走出車間、走向用戶、服務(wù)于市民。
設(shè)計(jì)上,建立了新結(jié)構(gòu)、新能源和新動(dòng)力的“三新”技術(shù)體系;建設(shè)了快速車型平臺(tái)、硬件在環(huán)集成仿真平臺(tái)、電源測(cè)試與電子開(kāi)發(fā)平臺(tái)、輕量化結(jié)構(gòu)創(chuàng)新平臺(tái)的四大技術(shù)平臺(tái);針對(duì)不同的車型,研發(fā)出多款高效集成的動(dòng)力總成。
制造工藝上,首創(chuàng)鋁合金車架構(gòu)件的模塊化生產(chǎn)和拼裝工藝、夾心玻璃鋼覆蓋件的生產(chǎn)和拼裝工藝、關(guān)鍵連接件的制造及裝配工藝。
應(yīng)用上,開(kāi)展鎮(zhèn)街區(qū)域公交中巴的應(yīng)用示范,設(shè)計(jì)了一種“線上線下混合充電”的應(yīng)用模式:線下滿充,晚上在停車場(chǎng)慢充3-4小時(shí)充滿;線上補(bǔ)充,白天在首末車站通過(guò)充電亭補(bǔ)充充電。
推廣上,設(shè)計(jì)“三電協(xié)同”的推廣模式,通過(guò)“電車廠—電池廠—電網(wǎng)”三方的分工與協(xié)作,共同推動(dòng)電動(dòng)汽車市場(chǎng),打開(kāi)利潤(rùn)空間。
在中大東莞研究院的帶動(dòng)下,東莞新型輕量化電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形。該款車型上有70%多的零部件由東莞企業(yè)生產(chǎn),在東莞也聚集了一批核心零部件企業(yè),積極配合輕量化中巴的產(chǎn)業(yè)化。如東莞邁科、志誠(chéng)冠軍、喬登新能源、蘭陽(yáng)科技等企業(yè)都在積極開(kāi)發(fā)動(dòng)力電池;東莞格蘭瑪、東莞電機(jī)等企業(yè)在積極開(kāi)發(fā)AMT和電機(jī);東興鋁業(yè)、東莞宜安、東莞宏毅碳纖等企業(yè)在積極開(kāi)發(fā)輕量化產(chǎn)品;信義玻璃、旭邦油漆、以及一批汽車電子、線束接插件企業(yè)也都在積極配合輕量化中巴的產(chǎn)業(yè)化。
中大東莞研究院不負(fù)厚望,正在為東莞實(shí)現(xiàn)多年的“汽車夢(mèng)”。隨著首批40輛新型輕量化純電動(dòng)汽車逐步上路營(yíng)運(yùn),標(biāo)志著在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的初步成果,卻并不意味著創(chuàng)新的終結(jié)。目前,宗志堅(jiān)和他的團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)第四代純電動(dòng)商務(wù)中巴。不久的將來(lái),相信會(huì)有更友好、更安全、更快捷的純電動(dòng)中巴誕生在中大研究院,且讓我們拭目以待。