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梦想接轨现实

中山大学东莞研究院研制的新型轻量化纯电动中巴上路


稿件来源:新闻中心 | 作者:秦昕 | 编辑:黄爱成 | 发布日期:2013-04-03 | 阅读次数:


       “欢迎乘坐纯电动中巴!”清明时节,一批外表轻盈、节能环保的纯电动中巴行驶在春意盎然的松山湖。这是由中山大学东莞研究院开发、深圳五洲龙生产的新型轻量化纯电动中巴在松山湖陆续开始运营,东莞的“汽车梦”由此接轨现实。
       这批按照“汽车适应电池”的新思路开发的轻量化纯电动中巴,百公里能耗不到20kwh,价格控制在40万左右,两项关键指标都比常规纯电动中巴降低了一半以上。
       这在纯电动中巴产业化的历史上是一个突破。完成这个突破的是中山大学东莞研究院(下称中大东莞研究院)、深圳五洲龙汽车厂、诸多供应零部件的东莞企业以及投入启动资金的东莞政府。“这不仅是一款产品的创新,而是整个电动汽车产业链的系统创新,”中大东莞研究院常务副院长宗志坚说,“而促成这一切的正是大学、企业、政府三方协同创新的机制。”

       难题:纯电动汽车行业的三大短板

       2009年6月,中山大学与东莞市政府签订协议,在松山湖共建研究院,电动汽车被列为其中的重点工作。东莞市政府投入了1.2亿资金,中山大学则投入品牌、人才团队、技术等无形资源,推动地方研究院建设成为凝聚创新创业人才的基地、区域技术创新的基地和科技成果孵化的基地。
       国内外的纯电动汽车存在三大短板:售价高、续驶里程短、充电时间长,由此导致纯电动汽车一度处于要不要发展的风口浪尖。面对东莞政府的殷切期待和电动汽车的严峻现实,初到松山湖,宗志坚副院长和他的团队深感责任重大、压力山大。
       目前大多数车企普遍采用在燃油车基础上改装的方式开发电动汽车,然而这种“改装”的技术路线却存在售价高、续驶里程短、充电时间长等明显的缺陷。现有电池的储能密度不到燃油能量密度的百分之一,远远不能满足现有车型对能源的需求。宗志坚副院长形象地指出:“改装,就相当于用小孩子的胃口(电池)和少年的心脏(电机)来武装大人的身体(传统车身),显然这是不可能造就一个强壮的大人(纯电动汽车)的。”何况改装以后的电动汽车还会更重,对能源的需求更高,不仅如此,昂贵的电池,导致改装车的成本居高不下。这些问题,都是摆在电动汽车团队面前的难题。

       理念:让汽车适应电池

       中大东莞研究院提出该变“让电池适应汽车”的惯性思维,提出“让汽车适应电池”的新观念。在电池储能密度难以大幅度提高的前提下,要做“车”的文章,重新考虑汽车的结构、材料和工艺,给汽车“减肥”,为电池“减负”,使汽车更加节能环保。
       这样,中大东莞研究院提出“轻量化+新能源”两条腿走路发展纯电动汽车的技术路线。所谓轻量化,是指全面采用轻量化材料、设计全新的结构、使用全新的工艺,获得减重显著、安全可靠的轻量化车型平台,然后再在该轻量化车型平台上合理布置电驱动总成和电池组,获得新型轻量化纯电动汽车。

       实践:挑战传统的汽车结构设计理论与制造方法

       从理念到现实,一走就是3年多。要改变存在了上百年的汽车结构设计理论与制造方法,谈何容易。
       3年前,第一代低速纯电动中巴没有车窗车门,时速30km,定位是场地观光车,但是比市面上已有的观光车能搭载更多的乘客、行驶更远的里程。第二代纯电动中巴开始使用轻量化结构,时速50km,可服务于小镇区域交通。有了前两代的经验,第三代纯电动中巴将时速提高到70km,采用了“三元结构”,在确保安全性能的同时有效降低车身重量。经过不懈努力,第三代纯电动中巴终于登上工信部2012年第243号汽车产品目录,可以销售并挂牌上路运行。
       随着设计的不断改进,中大东莞研究院轻量化纯电动中巴的优势愈发显现出来。纯电动中巴的关键指标主要有两项,其一是百公里能耗,今天市场上常规的纯电动中巴在满载(载客8-11人)和不开空调的情况下,百公里能耗约为40kwh左右,续驶里程接近180公里;而中大东莞研究院开发的新型轻量化纯电动中巴在同等条件下百公里能耗不到20kwh,续驶里程接近180公里。其二是性价比,常规纯电动中巴是在同型号的燃油中巴车型上改装而成,整备质量约5吨左右,市场售价普遍在80万元上下;而新型轻量化纯电动中巴采用全新开发的轻量化车型平台, 整备质量2.3吨,车辆的市场售价可控制在40万元左右。
       轻量化纯电动中巴的能耗和价格都降低了一半以上,而载客量和续驶里程与常规改装电动中巴相同,具有明显优势。进一步测算表明,该款轻量化电动中巴在电池寿命期内的经济性也已经接近同类型的燃油车,如果考虑政府提供的节能车购车补贴,甚至已经具备一定的优势。

       延伸:打造东莞电动汽车产业链

       破解了技术难题之后,中大东莞研究院还需要在制造、工艺、应用、推广等环节开展一系列创新,打造一条全新的电动汽车产业链,使新型轻量化纯电动中巴真正走出车间、走向用户、服务于市民。
       设计上,建立了新结构、新能源和新动力的“三新”技术体系;建设了快速车型平台、硬件在环集成仿真平台、电源测试与电子开发平台、轻量化结构创新平台的四大技术平台;针对不同的车型,研发出多款高效集成的动力总成。
       制造工艺上,首创铝合金车架构件的模块化生产和拼装工艺、夹心玻璃钢覆盖件的生产和拼装工艺、关键连接件的制造及装配工艺。  
       应用上,开展镇街区域公交中巴的应用示范,设计了一种“线上线下混合充电”的应用模式:线下满充,晚上在停车场慢充3-4小时充满;线上补充,白天在首末车站通过充电亭补充充电。
       推广上,设计“三电协同”的推广模式,通过“电车厂—电池厂—电网”三方的分工与协作,共同推动电动汽车市场,打开利润空间。
       在中大东莞研究院的带动下,东莞新型轻量化电动汽车产业链已初具雏形。该款车型上有70%多的零部件由东莞企业生产,在东莞也聚集了一批核心零部件企业,积极配合轻量化中巴的产业化。如东莞迈科、志诚冠军、乔登新能源、兰阳科技等企业都在积极开发动力电池;东莞格兰玛、东莞电机等企业在积极开发AMT和电机;东兴铝业、东莞宜安、东莞宏毅碳纤等企业在积极开发轻量化产品;信义玻璃、旭邦油漆、以及一批汽车电子、线束接插件企业也都在积极配合轻量化中巴的产业化。

       中大东莞研究院不负厚望,正在为东莞实现多年的“汽车梦”。随着首批40辆新型轻量化纯电动汽车逐步上路营运,标志着在电动汽车领域的初步成果,却并不意味着创新的终结。目前,宗志坚和他的团队正在设计第四代纯电动商务中巴。不久的将来,相信会有更友好、更安全、更快捷的纯电动中巴诞生在中大研究院,且让我们拭目以待。

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