积极推进电动汽车技术的开发

访戴姆勒公司燃料电池和电池驱动技术研发负责人Christian Mohrdieck博士

作者:Jens Meiners 陈永光 文章来源:AI《汽车制造业》-汽车技术 发布时间:2011-10-31
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OEM汽车生产厂商未来的驱动技术战略已经越来越明确.

OEM汽车生产厂商未来的驱动技术战略已经越来越明确。戴姆勒公司对发展电动汽车(EV),特别是批量生产燃料电池汽车(FCV)尤为积极。量产燃料电池汽车的主要动因是满足日益严格的尾气排放标准和转移对石油燃料的依赖。戴姆勒公司燃料电池和电池驱动技术研发负责人Christian Mohrdieck博士表示,到2012年或2015年,与采用其他驱动技术的汽车厂商相比,戴姆勒公司的技术有望达到相当先进的水平,届时可以生产成本更加划算的车型。

欧洲的电动汽车市场出现了明显的动向。2010年欧洲技术平台(ETP)制定出乘用车的EV化蓝图,计划分三个阶段导入行驶距离达到50 km以上的EV和PHEV(插电式混合动力车):2012年将导入极小一部分,争取到2016年累计导入100万辆,到2020年时累计导入500万辆。

在欧洲汽车厂商中,戴姆勒公司对发展EV业务,特别是燃料电池汽车尤为积极。该公司目前除了开发内燃机的节能技术之外,还在扩充HEV的车型种类,今后将会量产带增程发动机的EV、HEV及燃料电池汽车。

戴姆勒公司曾于1994年首次展示其燃料电池车Necar 1(见图1)。在2010年日内瓦车展上,戴姆勒公司发布了全球首款柴油HEV量产车——梅赛德斯-奔驰E 300 BlueTEC混合动力车型。该车型采用2.2 L直列4缸柴油发动机,配备额定输出功率为15 kW的电动机,CO2排放量为109 g/km,预计于2011年底在欧洲上市。


图1   戴姆勒公司曾于1994年首次展示的燃料电池车Necar 1

戴姆勒公司正在采用多家电池厂商的产品。据介绍,戴姆勒公司目前正在量产的S 400 混合动力车型采用了原江森自控-Saft高级电源解决方案公司生产的圆筒型锂离子充电电池(见图2),ML 450混合动力车型采用了美国Cobasys公司生产的镍氢充电电池。

就戴姆勒公司未来驱动技术的核心问题,本刊记者采访了戴姆勒公司燃料电池和电池驱动技术研发负责人Christian Mohrdieck博士。

AI: 您能够简要地介绍一下戴姆勒公司未来的驱动技术研发战略吗?

Christian Mohrdieck博士:我们采取了“多条腿走路”的战略。首先,我们继续对高性能的内燃机进行优化,进一步挖掘它的潜力;其次,在我们的车辆中采用混合动力技术,包括在家中即可充电的插电式混合动力车辆;第三,研发氢燃料电池和电池驱动技术解决方案。

AI: 您能更详细地解释一下您刚刚提到的第三种解决方案吗?

Christian Mohrdieck博士:原则上,这一解决方案的研发是朝着两个方向发展的:一个方向是电池驱动车辆的研发和氢燃料电池驱动车辆的研发;另一个方向是提高电池驱动效率的增程方案的研发。


图2  梅赛德斯-奔驰S 400混合动力车型采用了锂离子充电电池

AI: 戴姆勒公司仍会保留氢燃料电池的研发吗?

Christian Mohrdieck博士:是的,我们仍然像以前一样继续进行氢燃料电池电动车辆的研发。我们认为:这也是未来交通车辆中的重要组成部分之一。加拿大温哥华市的燃料电池汽车联盟,未来电动汽车核心部件的研发联盟就是由我们负责的。

AI: 那么,您估计哪种方案会获得成功?

Christian Mohrdieck博士:哪一技术方案最终会取得成功,主要取决于用户的需求以及市场和基础设施的下一步发展。从今天的角度来看,我们认为,这三大研发方向都是正确的。

AI: 混合动力汽车纯电力驱动的行驶距离能达到多少?

Christian Mohrdieck博士:这与车辆的配置方案有着密切的关系。例如有全混合动力的车辆,它们的电力驱动行驶里程是受限制的,最多几公里。在那些Plug-in插电式混合动力车辆中,我们努力使车辆在发动机工作之前能够行驶至少30 km,而增程方案应使电动车辆的电力驱动行驶距离达100km。

AI: 经过不断改进优化的奔驰S 350比S 400混合动力车型更加节能。您认为,混合动力是否还值得如此巨大的付出?

Christian Mohrdieck博士:这就像把这种苹果和那种苹果进行比较一样,虽然都是苹果,但它们却各不相同。混合动力与其基本型车辆相比总是更能节油。从投放市场开始到现在,S 400混合动力轿车一直都是梅赛德斯-奔驰公司高档豪华轿车这一价位汽油动力车中比较省油的车型。新的S 350轿车发动机,也就是在2011年配置到梅赛德斯-奔驰S级轿车中的发动机是直喷发动机所代表的当代发动机中的最新技术水平:多火花塞点火、多点多次喷射。它的进一步研发,也就是发动机的混合动力和油耗优化,还有许多问题尚未解决。但无论如何,S 400混合动力车型都将是市场上有力的竞争者,这也超出了我们的预测。


图3   技术升级后的S 400混合动力车型的锂离子电池更加小巧

AI: 我们知道,您同时也在Deutsche Accumotive公司任职,负责电池的研发工作。您能为我们介绍一下那里的研发工作有何突破吗?

Christian Mohrdieck博士:原则上已经有了第一个突破。目前我们正在进行德国第一种高能锂离子电池的大批量生产准备工作。与此同时,我们还平行地进行氢燃料电池和电池系统的优化改进。虽然取得了一些进步,但都没有超出自然法则的范围。在涉及到成本费用等问题方面,产量是决定性的杠杆。

AI: 但据我们了解,目前已经有人对纯电动汽车持消极论调。您如何看待这一问题?

Christian Mohrdieck博士:我们应该从成熟的、全局的观点来看待这一问题,我认为这是完全正常的事情,这并不代表纯电动汽车未来缥缈。

AI: 轻量化是锂离子电池的一大重要课题。戴姆勒公司在这方面取得了怎样的进展?

Christian Mohrdieck博士:是的,我们一直在从事电池轻量化方面的工作。我们已经取得了一些进步,但这不是一件简单的事情。经过技术升级后,锂离子电池的体积更加小巧(见图3),总体而言,实现轻量化是一个非常艰难的过程,但在整个系统中还是非常有潜力的,包括壳体和冷却系统的轻量化等。

AI: 那么,您估计电池的轻量化潜力有多大?

Christian Mohrdieck博士:若我们能够再把重量减轻20%,我们就很满意了。

Christian Mohrdieck博士自2008年起担任戴姆勒股份公司位于Ressort市的研发中心燃料电池和电池驱动技术研发负责人。

在完成物理学的学业之后,Christian Mohrdieck博士即在原戴姆勒-奔驰股份公司法兰克福市的研发部从事研发工作;1995年起,在斯图加特市技术和研发部总经理办公室工作;从1999年起,任原戴姆勒-克莱斯勒公司燃料电池研发部门负责人;后担任原戴姆勒-克莱斯勒研发中心结构化材料领域的负责人,并从2003年起担任替代能源和驱动技术负责人;从2005年起,任燃料电池和电池驱动系统研发负责人;从2006年起,开始兼任戴姆勒股份公司锂离子电池研发领导人。

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