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吉利高级副总裁王瑞平:吉利第二代混动系统GHS2.0节油率达35%-40%

【EV视界报道】由中国汽车工程学会主办的第十三届国际汽车变速器及驱动技术研讨会7月8日在上海开幕,吉利汽车集团高级副总裁、乘用车动力总成专业委员会(SCP)理事长王瑞平在论坛上表示,在碳达峰、碳中和的国家环境大战略背景下,未来10-15年传统出行动力必须向电气化转型升级,吉利第二代混合动力系统GHS2.0即将推出,节油率可以达到35%到40%。

2021年是“十四五”开局之年,在“碳中和”这样一场广泛而深刻的经济社会系统性变革的背景下,汽车工业走向全面电动化和智能化的时代,中国也正踏上由汽车大国向汽车强国转变的新征程。按照《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的愿景规划,到2035年,节能与新能源汽车将各占50%,而在节能汽车中,混合动力汽车将占到100%,混合动力汽车的市场前景十分广阔,汽车产业势头迅猛地在实现全面电动化转型的目标。

王瑞平首先对行业双碳情况进行了分析,在过去50年以来,大气中二氧化碳的含量已经增长了近三倍。从上世纪的60年代,120亿吨增长到了2019年的340亿吨,而中国二氧化碳的碳排放量占据了全世界总量的三分之一,超过了100亿吨。大气中二氧化碳含量的急剧增加给全球环境带来的变化,环境温度在快速的上升,使得人类的生存环境也在日趋恶化。

因此,我国把2030年前碳达峰和2050年碳中和纳入到了国家的发展规划,强调要构建低碳的能源体系,推动低碳技术的突破。以使得我们的排放在逐步的减少,我们的绿色能源在逐步的增加,这样最终实现一个碳中和。

对于中国碳排放行业的分布情况,数据显示和交通相关的大概占9%,电力占比最大,达到40%,特别是中国目前火力发电占比很高达到了70%,而且主要是煤电66.5%,日本达到75%的火电,但是煤电只有30%左右,欧洲火电只有45%,有更多的清洁能源。

由此可见,在中国当前的能源结构下,发展混动、电动和清洁燃料这种多元化路线,更加有利于实际的节能减排。我国汽车保有量还有一倍以上的增量,汽车减排的任务非常艰巨。

根据IHS预测,到2028年,车辆的内燃机动力搭载仍会占70%,因此燃油车降油耗,动力高效化和电气化是碳达峰的关键举措。燃油车减排必须要加快电气化和高效化这种技术的推进。 也就是说,市场上主流的燃油车必须要按照现在既定的目标进行持续的优化向混动转型,要实现2.0的技术路线,碳达峰、碳中和的目标才有可能落地。

面向最终的碳中和,还必须深入研究推动清洁合成染料技术,也就是E-FUELS,首先可以采用可再生电力、生物质制备低碳、可再生绿色甲醇,这种燃料制备的过程不是在产出二氧化碳而是在吸收二氧化碳,这样的燃料就是绿色燃料,比如说甲醇就是这样的一种绿色燃料,易于存储和运输,是一种液态阳光。从能源战略安全来讲,甲醇作为一种替代燃料也是战略性燃料。

王瑞平表示,目前,整个行业除了纯电动汽车企业之外,从2020年开始CAFE负积分已经非常严重,高达666万分,燃油车能源的电气化转型已经刻不容缓,很多企业已经面临怎么来解决负积分的问题,一方面是节能车的推动,另一方面,一些规模比较大的企业在同时开发电动车,或者是包括插电这些对深度电气化技术应用的车辆,来应对新的双积分要求。

在能源清洁化、燃料效率提升的紧迫环境下,现在要加快推进,这也是碳达峰、碳中和的关键路径。2019年中国乘用车队生命周期碳排放量高达71.6亿吨,这个指标相当之高,离碳中和达到零还是有非常艰巨的任务要攻克。随着保有量的增长预计在2030年现有政策的情景下排放增幅是9%,如果不采取减碳的措施,还会继续增长,就不可能达到达峰的结果。而如果在低碳的情景下,按照技术路线图2.0指出的技术路径,碳排放可以在2030年降低19%,也就是说碳达峰其实是可能提前实现。

王瑞平认为,使用低碳技术,特别是电网清洁化和燃料效率提升是中国乘用车车队生命周期碳减排的关键路径,实施生命周期碳排放的管理也是刻不容缓,这也是中国汽车走向全球的一个必经之路。

吉利动力总成针对双碳的具体举措就是基于对全生命周期碳排放的思考,从燃料周期和车辆周期两个维度开展工作。从燃料的周期方面,把未来的发展分成蓝色吉利行动一和蓝色吉利行动二,行动一主攻智能化的节能与新能源汽车,行动二是主攻智能化的纯电动汽车。两条技术路线可以在今天和未来形成互补。

吉利动力总成是秉承蓝色吉利行动计划两条腿走路的方向,从现在的动力总成发展的维度主攻纯电动的同时,让燃油的技术方向也在主攻节能和新能源领域的改善。能源的技术同时也要向多元化和清洁化转型,动力总成也会向高效化、电气化、智能化转型。

吉利的产品会聚焦在电气化方面,现在发展混合动力已经是行业高度关注的主攻技术方向,也是比较有效的节能减排的技术路径。聚焦电气化可以带动混动和电动的同步发展,电气化、电动化的技术是共通的,混合动力和电动车可以实现动力成果共享技术互补的。并不是矛盾和冲突的,也不是非此即彼的概念。

混合动力系统为什么能够提高动力系统的效率?混合动力大部分是在高效区域工作,规避了过去内燃机在低速工况下的低效工作,这就给了发动机一个空间可以更好的提高系统效率,测算下来可以提高5%,不用考虑低速可以牺牲掉一部分总体的动力性来去聚焦到效率的提升上,有5%的改善。

另外,在WLTC循环工况让发动机工作在高效区域,可以提高整体系统效率20-25%,通过能量回收可以使系统再提升效率10%,以一个1.7吨的SUV实测数据为例,一个WLTC循环总量的需求从6万多千焦减到3700千焦,也就是节油率可以达到35-40%。混合动力可以看到按照这套技术路线下来,节能潜力是非常巨大的。

王瑞平透露,吉利第一代的混动产品GHS1.0于2018年上市也出口到了欧洲,第二代产品即将上市,节油效率可以达到35%以上到40%。对于即将上市的GHS2.0混合动力系统,根据理想混动平台构型要求进行设计开发,对于发动机、变速箱、电机、离合器等提出了系统性、理想化的要求。从而使得混动综合性能每一个部分都能够实现效率的提升和优化,来有机的整合整个系统,达成最好动力性和经济性的结果。

在发挥混动和电动优势基础上,双方在零部件上是有共通性的,混动和电动可以开发公用性的电气产品,只是各自的结构不同,但是技术是相通的,可以同时助力混动和电动技术的一起发展。

另外2.0的高效动力技术落点通过内燃机的高效化提高发动机的热效率,使得动力的电气化和控制的智能化能够得到很好的实现。

对于新一代吉利1.0开发通过智能化高效燃烧系统等关键技术,也聚焦了高热效率的提升,吉利还在着手研究混动专用的下一代高效发动机技术,已经在台架上实现了指示热效率51%,将为下一代的高效混动发动机提供良好基础,为2030年前的碳达峰做好技术制程。

王瑞平表示,电气化促进了燃油技术智能化,使得智能化变得简单可行。控制系统可以从这个模块看出来,这是混合动力系统的控制模块。这个控制系统的模块其实是覆盖了从燃油车到电动车的全功能的模块。我们可以看到左边是燃油车,右边是混动控制模块,中间绿色部分是纯电的控制策略。纯电控制策略是融合在了整个混合动力在发动机和变速箱混动专用变速器中间的,我们把中间的这些模块拿出来就构成了电动车的控制系统。混合动力做好了,做电动车那也就是同时可以达成的。

吉利的新一代混合动力平台架构,也实现了进一步的智能化控制,汽车新四化和FOTA成为可能,也让燃油、油电混合这些动力都能够跟上整车的发展,这是持续发展的重要课题。为此,吉利思考了动力与控制集成的概念,把动力各个控制单元集成于一个模块,通过T-BOX实行智能安全管理,实现机车互联,同时也提升了优化各种控制软硬件的程序和应用和整个车辆融为一体。电气化也使得燃油车和电动车同样能够使智能化连接网联化,这样在实际应用的场景上,可以综合GPS的信息和人车路多目标的优化,将导航的大数据和实时路况信息,电控系统相结合,采用智能路况能量管理,结合发动机的稳态的技术,实现节能效果最优,并且提升了驾驶性能和可靠性。

在实践高效化、电气化和智能化的同时,吉利一直在探索面向碳中和的清洁燃料E-FUELS应用技术。王瑞平表示,经过多年的公关,已经解决了甲醇在内燃机应用上的技术难题,是目前全球唯一拥有量产甲醇汽车产业的企业,也是唯一一家在汽车上面使用了甲醇之后进行产业化的企业形成了批量生产的。继国六甲醇车型投放市场之后,也将把甲醇应用于混合动力的车型进一步降低醇耗。

在E-FUELS技术应用上吉利还对高效的氢气发动机也展开了研究,利用内燃技术的雄厚的产业技术来探索内燃技术加电气化加绿色燃料E-FUELS新碳中和的出行方案。根据技术路线图2.0的减排要求进行了动力规划,测算显示,到2025年,企业平均油耗4.6升,电动车占比达到40%,混动包括微混达到60%,比2021年碳减排近20%,而到2030年企业平均油耗达到3.2升,电动化要达到40%,混动要达到45%,碳减排相比2020年可以减少近50%。

王瑞平认为,未来能源结构中,会由电能、氢能、电子燃料、生物燃料多种清洁的能源载体构成,把这些能源与各种形式的电气化应用相结合,相信是实现碳中和一个非常显著的有效关键路径。

同时在车辆周期方面,吉利初步设想首先要聚焦到循环经济战略,从原材料开始抓起,要能够更好的循环利用最大程度的来消除浪费。为循环利用设计,零部件要使其保持价值最大限度的延长其使用寿命,使其产生循环和经济效益。同时来发觉产品和技术的潜力,通过优化当前的业务产品来推出新产品从材料、零部件和汽车使用中来创造业务价值。同时也要对零部件供应商提出要求,要相应的全生命周期从零部件的制造过程就要开始实施减排的目标,保障产出的每一辆汽车都是符合目标要求的。

此外,吉利也在规划通过扩大绿色材料的应用,材料的循环利用,工艺流程优化等等措施,在产品的增量情况下来挑战碳排放的不断降低。王瑞平呼吁大家要抓住国家推动双碳的时机,化挑战为机遇把产业纳入可持续发展的轨道,吉利将持续与同行合作共赢,为绿色出行以及环境友好共同合作,做出积极贡献。

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杨晓红编辑
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