電動(dòng)汽車進(jìn)化關(guān)鍵詞:多樣化、聯(lián)動(dòng)
2011年11月30日~12月11日在東京有明國際會(huì)展中心舉行了“第42屆東京車展”。本屆車展共展示約400款車,其中53款為全球首發(fā)車,展會(huì)期間的入場人數(shù)超過84萬人次。插電式混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車及燃料電池車等新一代電動(dòng)汽車大量參展,從中可以看到汽車與智能手機(jī)和家庭等聯(lián)動(dòng)的未來汽車社會(huì)的影子。
“未來汽車不會(huì)只是電動(dòng)汽車(EV)或插電式混合動(dòng)力車(PHEV)。選項(xiàng)可能不是唯一的。各種汽車將活躍在各自擅長的領(lǐng)域”。
豐田代表董事社長豐田章男在東京車展首日舉行的新聞發(fā)布會(huì)上發(fā)表了上述講話。正如發(fā)言所述那樣,本屆東京車展鮮明體現(xiàn)了汽車將呈多樣化發(fā)展的未來趨勢。
以前一提起汽車指的就是汽油車。而現(xiàn)在除汽油車外,混合動(dòng)力車(HEV)在日本的銷售比率超過了10%。EV方面,2011年度三菱汽車的“i-MiEV”和日產(chǎn)汽車的“LEAF”(中國名:聆風(fēng))將分別實(shí)現(xiàn)超過2萬輛的銷量。PHEV方面,豐田、本田和三菱汽車將從2012年開始全面銷售。2015年前后燃料電池車(FCV)有望導(dǎo)入市場。
另外,日產(chǎn)汽車社長兼CEO卡洛斯·戈恩在本屆車展上稱,“汽車廠商只專注于汽車制造的時(shí)代結(jié)束了”。他認(rèn)為汽車不只是單純的交通工具,而是“維系智能住宅、智能電網(wǎng)和智能社區(qū)等,與生活息息相關(guān)的有效移動(dòng)手段”。隨著汽車的電動(dòng)化進(jìn)程的不斷推進(jìn),使汽車聯(lián)網(wǎng)并與智能手機(jī)、家庭和地區(qū)等聯(lián)動(dòng)的趨勢開始呈現(xiàn)。
HEV實(shí)現(xiàn)40km/L的燃效
汽車廠商推進(jìn)電動(dòng)化的背景在于降低汽車的CO2排放量的要求及石油枯竭等緊迫課題。各廠商之前一直通過投放HEV致力于燃效的提高,但最近稱為“第三環(huán)保車”、配備新一代發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油車開始盛行。
比如,大發(fā)工業(yè)2011年9月上市的輕型汽車“Mira e:S”的燃效在JC08模式下達(dá)到了30km/L。繼Mira e:S之后,本屆東京車展上也相繼展出了號(hào)稱擁有30km/L以上燃效的車輛,如三菱汽車的新款“Mirage”和鈴木的概念車“REGINA”等。
相對于這些針對汽油車展開的攻勢,HEV方面繼續(xù)堅(jiān)守高燃效(表1)。豐田全球首次公開的小型HEV“AQUA”在10·15模式下實(shí)現(xiàn)了40.0km/L、在JC08模式下實(shí)現(xiàn)了35.4km/L的燃效。
AQUA的混合動(dòng)力系統(tǒng)在沿襲現(xiàn)行普銳斯“THS II”的設(shè)計(jì)思想的同時(shí),專門面向AQUA實(shí)現(xiàn)了小型輕量化。配備的電池采用Primearth EV Energy(PEVE)制造的鎳氫充電電池。與現(xiàn)行普銳斯采用相同的電池單元,不過將數(shù)量由168個(gè)減至120個(gè),由此實(shí)現(xiàn)了小型輕量化。
PHEV是“新一代環(huán)保車的支柱”
能夠比HEV實(shí)現(xiàn)更高燃效的,是利用家用電源為車載電池充電,可EV行駛一定距離的PHEV。豐田在東京車展開幕前一天的2011年11月29日發(fā)布了新款“普銳斯PHV”,并在本屆車展上展出。預(yù)定2012年1月30日上市。
豐田將PHEV定位為“繼HEV之后的新一代環(huán)保車支柱”(豐田代表董事副社長內(nèi)山田竹志)。將EV行駛和HEV行駛的燃效復(fù)合計(jì)算得出的“燃料消耗率(PHEV燃效)”為61.0km/L。配備的鋰離子充電電池由三洋電機(jī)制造,容量為4.4kWh。采用了容量為20.5Ah的大型單元。正極材料以采用鎳(Ni)、鈷(Co)和錳(Mn)的鋰氧化物三元系為基礎(chǔ)。2009年限量上市的原車型配備的是PEVE制造的鋰離子充電電池。
豐田首次在普銳斯PHV上采用了與智能手機(jī)聯(lián)動(dòng)的“PHV Drive Support”功能。例如,即使駕駛員不在汽車旁,也能利用智能手機(jī)確認(rèn)電池剩余電量和可EV行駛的距離等。還能在地圖上顯示充電設(shè)備的位置。
另外,當(dāng)豐田信息管理中心認(rèn)為車輛需要充電時(shí),或者忘記插入充電插頭時(shí),會(huì)通過智能手機(jī)宛如從車輛發(fā)出詢問一樣提醒用戶,此外用戶還可以向車輛發(fā)出店鋪檢索等詢問。該功能是與從事云服務(wù)的美國Salesforce.com公司的合作成果。
本田和三菱也打算投放PHEV
除豐田的普銳斯PHV外,本田和三菱汽車也計(jì)劃2012年前后向市場投放PHEV。本田在本屆東京車展上展示了概念車“AC-X”。總行駛距離為1000km以上,可達(dá)到約為500km的汽油車的2倍左右。
三菱汽車公開了“Concept PX-MiEV II”。該公司在上屆的“第41屆東京車展2009”上發(fā)布了PHEV的概念車型“Concept PX-MiEV”,此次的車輛是其改良版。“首先計(jì)劃向市場投放SUV的PHEV”(三菱解說員)。
PX-MiEV II在前部配備輸出功率為70kW的發(fā)動(dòng)機(jī)和60kW的馬達(dá)以及發(fā)電機(jī)和離合器,在后部配備了輸出功率為60kW的馬達(dá)。燃效目標(biāo)為60km/L。
開發(fā)自動(dòng)泊車功能
雖然可EV行駛一定的距離,但PHEV仍然不是“零排放車”。因此,各汽車廠商必須要開發(fā)行駛時(shí)不排放CO2的EV和FCV。宣布積極開發(fā)EV的日產(chǎn)汽車在展區(qū)內(nèi)并排展示了3輛EV概念車(表2)。其中,全球首次公開的是“PIVO3”。該車定位為日產(chǎn)汽車在2005年的東京車展上發(fā)布的小型EV“PIVO”的第三代車型。與第一代和第二代相比更接近實(shí)用化。
PIVO3配備的功能中比較有特點(diǎn)的是名為“自動(dòng)代客泊車(AVP)”的自動(dòng)泊車功能。在支持AVP的停車場,PIVO3會(huì)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)尋找停車位。另外,還具有通過操作手機(jī),使汽車自動(dòng)移動(dòng)至駕駛員所在位置的功能。
此前一直對EV銷售持消極態(tài)度的豐田和本田也計(jì)劃2012年投放EV。豐田展出了計(jì)劃上市的“FT-EVⅢ”。該車以豐田的小型車“iQ”為原型,預(yù)定2012年在日美歐上市。鋰離子充電電池容量為11kWh,充電一次的續(xù)航距離為105km。鋰離子充電電池與普銳斯PHV配備的電池單元相同,采用三洋電機(jī)的產(chǎn)品。
本田將從2012年夏季開始在日美銷售“飛度EV”。該車采用東芝制造的鋰離子充電電池“SCiB”,配置在車體下部。電池組容量為20kWh。馬達(dá)采用租售的FCV“FCX Clarity”的產(chǎn)品,不過將最高輸出功率由100kW降至92kW。
本田除飛度EV外,還首次展出了小型跑車“EV-STER”。該公司代表董事社長伊東孝紳在新聞發(fā)布會(huì)上宣布,“目前正為了向市場投放跑車而進(jìn)行開發(fā)”。
除此之外,作為新款EV的發(fā)展方向,鈴木、大發(fā)工業(yè)、豐田車體及興和tmsuk等在本屆車展上相繼展出了1~2座的小型EV“通勤EV”。其中,行駛距離在50km以內(nèi)的車輛較多。目標(biāo)是通過小型輕量及低價(jià)格化,實(shí)現(xiàn)能在日常生活圈內(nèi)輕松駕駛的車輛。不僅是歐洲,日本也開始將通勤EV作為新的車輛種類進(jìn)行探討。
無線供電展示接連不斷
在大量展示EV和PHEV的同時(shí),為車載電池非接觸充電的無線供電方面,豐田、三菱汽車和日產(chǎn)汽車相繼進(jìn)行了展示。其中,豐田和三菱汽車公開了正與美國風(fēng)險(xiǎn)公司W(wǎng)iTricity共同開發(fā)的磁共振方式系統(tǒng),日產(chǎn)汽車公開了電磁感應(yīng)方式的系統(tǒng)。
豐田為普銳斯PHV配備了無線供電系統(tǒng)。不過,“并未實(shí)際安裝無線供電功能,只是想告訴大家我們也在研發(fā)無線供電。包括合作的WiTricity公司的技術(shù)在內(nèi),正在廣泛探討哪種方式最合適”(該公司解說員)。
三菱汽車采用i-MiEV進(jìn)行了演示。該公司已經(jīng)開始與WiTricity和IHI兩家公司共同開發(fā)EV無線供電系統(tǒng)。此次展出的送受電裝置的充電功率為3kW。目前,如果送受電裝置的相對位置在垂直方向?yàn)?0cm、在水平方向?yàn)?0cm以內(nèi),線圈間的傳輸效率可確保在90%以上。
在EV及PHEV無線供電功能中,如果出現(xiàn)位置偏移,電力傳輸效率就會(huì)下降。針對這個(gè)問題,日產(chǎn)汽車打算利用上述PIVO3配備的自動(dòng)泊車功能。如果能采用自動(dòng)泊車功能對齊供電線圈和受電線圈的中心軸,就有望解決位置偏移問題。
投放轎車款FCV
作為與EV相同的零排放車而備受期待的FCV方面,豐田首次公開了“FCV-R”(表3)。FCV-R是預(yù)定2015年前后上市的概念車。“這表示我們將投放轎車款FCV”(豐田解說員)。
FCV-R配備70MPa的高壓氫燃料罐。形狀各異的兩個(gè)燃料罐配置在后座下方和后座背面下方。氫氣填充量約為5kg,在JC08模式實(shí)現(xiàn)了700km以上的行駛距離。
除豐田外,展出FCV的還有大發(fā)工業(yè)。大發(fā)工業(yè)的FCV的最大的特點(diǎn)是采用水合肼(N2H4·H2O)作為液體燃料注1)。
注1)關(guān)于肼的危險(xiǎn)性和毒性較高的擔(dān)憂,大發(fā)工業(yè)表示沒有太大問題。水合肼的沸點(diǎn)比水高,為118℃,常溫下不容易揮發(fā),因此在濃度80%以上時(shí)被歸類為日本消防法第四類第三石油類。與重油及水箱防凍液使用的乙二醇同屬一類。致癌性屬于國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)劃分的致癌性風(fēng)險(xiǎn)2B類,與汽油相同。
優(yōu)點(diǎn)是,可使用低價(jià)位Ni-Fe類催化劑,因此無需使用氫燃料電池所需的白金(Pt)催化劑。大發(fā)工業(yè)表示,“輕型車等低價(jià)車難以使用價(jià)格非常昂貴的Pt催化劑和高壓氫燃料罐”(該公司解說員)。
但同時(shí)也存在課題。那就是,此次展出的燃料電池組單位體積的輸出密度僅為1kW/L以下。而以氫為燃料的燃料電池組卻達(dá)到了2.5kW/L的高性能。另外,在壽命方面也存在問題。“目前壽命只有1000小時(shí)左右,目標(biāo)是達(dá)到5000小時(shí)”(該公司解說員)。
汽車公司涉足HEMS
今后隨著EV和PHEV的普及,導(dǎo)入家庭時(shí)需要安裝家庭內(nèi)電力管理系統(tǒng)“HEMS:home energy management system”。這是因?yàn)?,如果在EV和PHEV充電的同時(shí),還使用烘干機(jī)和微波爐等耗電量較大的產(chǎn)品,可能會(huì)出現(xiàn)用電量超過合同上規(guī)定的安培數(shù)從而導(dǎo)致跳閘等的問題。
因此,豐田開發(fā)并在車展上展示了名為“H2V Manager”的系統(tǒng)。將隨著普銳斯PHV的上市,從2012年1月開始銷售。
該系統(tǒng)由“H2V Controller”和“H2V Gateway”構(gòu)成。H2V Controller具備管理PHEV充電的功能??呻S時(shí)監(jiān)控家庭內(nèi)使用的電力和PHEV的充電電力,當(dāng)預(yù)計(jì)用電量會(huì)超過合同規(guī)定的安培數(shù)時(shí),會(huì)停止為PHEV充電。當(dāng)家庭內(nèi)的用電量減少后,再重新為PHEV充電。還可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間表控制PHEV的充電,比如在電費(fèi)較低的深夜充電等。
利用另一個(gè)構(gòu)成要素H2V Gateway,能夠經(jīng)由無線或有線LAN使個(gè)人電腦、電視和智能手機(jī)連接至H2V Controller??衫脗€(gè)人電腦、電視和智能手機(jī)更改H2V Controller的設(shè)定。
H2V Controller在配電盤上安裝夾式電表來測量家庭內(nèi)使用的電量。另外,利用H2V Controller向PHEV的充電插頭供電。由于需要進(jìn)行電力施工,所以需要專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)置。因此,計(jì)劃由豐田住宅公司來銷售和安裝。
使汽車與家庭電力聯(lián)動(dòng)方面,日產(chǎn)汽車公開了將LEAF作為蓄電池使用的演示。在夜間為LEAF配備的24kWh鋰離子充電電池充電,白天為展區(qū)內(nèi)的照明器具和裝置供給電力。該公司將在2012年3月底之前上市可通過LEAF為家庭供電的快速充放電器。
車載導(dǎo)航儀以智能手機(jī)為主角
本屆車展上還可以看到車載導(dǎo)航儀領(lǐng)域與智能手機(jī)聯(lián)動(dòng)的新動(dòng)向。之前的智能手機(jī)與車載導(dǎo)航儀的聯(lián)動(dòng)只是將智能手機(jī)和車載導(dǎo)航儀作為對等的設(shè)備,使二者分別獨(dú)立工作。例如,利用藍(lán)牙將智能手機(jī)正在播放的音樂發(fā)動(dòng)到車載導(dǎo)航儀上,通過車載音響輸出,或者將智能手機(jī)應(yīng)用顯示的地圖位置信息發(fā)動(dòng)至車載導(dǎo)航儀,在車載導(dǎo)航儀的地圖上顯示等。
但此次豐田和電裝公開的是由智能手機(jī)唱主角,而將車載導(dǎo)航儀作為外設(shè)使用的展示。
其中,豐田公開了名為“按需車載顯示器”的試制系統(tǒng)。即利用智能手機(jī)執(zhí)行車載導(dǎo)航儀應(yīng)用,通過無線LAN使智能手機(jī)畫面顯示在車載導(dǎo)航儀畫面上??衫棉D(zhuǎn)向開關(guān)操作。
不過,如果一直用智能手機(jī)啟動(dòng)應(yīng)用,電池余量會(huì)減少。因此,豐田在車內(nèi)設(shè)置了支持無線供電行業(yè)團(tuán)體無線充電聯(lián)盟(WPC)制定的“Qi”規(guī)格的非接觸供電座。另外,只需將智能手機(jī)放到該供電座上,就能立即開始與車載導(dǎo)航儀聯(lián)動(dòng)。
電裝展示的是名為“ARPEGGiO”的系統(tǒng)。利用該系統(tǒng),可在通過藍(lán)牙通信與智能手機(jī)專用應(yīng)用聯(lián)動(dòng)的車載導(dǎo)航儀上繪制智能手機(jī)發(fā)送的畫面數(shù)據(jù)。車載導(dǎo)航儀作為Web瀏覽器、智能手機(jī)作為Web服務(wù)器運(yùn)行。
例如,可利用電裝預(yù)先準(zhǔn)備好的音樂播放、與Facebook和Twitter等SNS的聯(lián)動(dòng)以及店鋪檢索等應(yīng)用。首先計(jì)劃配備在電裝OEM供給的車載導(dǎo)航儀上,預(yù)定2012年春季前后上市。
LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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