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近四年新能源客车OEM与供应链格局解读
发布时间:2017-7-31 浏览次数:240

本文将主要对2014年~2017年新能源客车领域技术发展和供应链格局进行研讨和解读。

一、新能源客车的技术路线

2017年新能源补贴政策将新能源客车分为4类:非快充类纯电动客车、快充类纯电动客车、插电式混合动力(含增程式)客车和燃料电池客车。一定意义上,我们也可以根据这种划分方法来分解三条技术路线和代表企业,燃料电池客车由于占比较小,不在今天文章的讨论范围之内。

1.纯电动客车

以10米大巴而论,如下图所示,可以看出基本的动力电池配置类型有两类:第一类是采用120Kwh以上的磷酸铁锂电池的主流配置,总储电量配置从130kwh到300kwh,续驶里程从250km到500km(等速法);第二类是配置70~80kwh钛酸锂电池, 珠海银隆的快充方案即是如此,续驶里程在130km~150km之间。

新能源客车OEM与供应链格局的变化趋势

图1 10米纯电动大巴储能配置与续驶里程

2.插电/增程类客车

插电类车辆在电池方面的配置相对差异更小一些。如图2所示,电池配置在20~60kwh之内,纯电续驶里程在50~100Km之间,此类车辆在公交场景应用是主流,车辆在使用过程中循环次数比较多。

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图2 插电类客车的电池配置

插电式车型在动力结构上,主要分为并联和串联(增程)两大类:

·并联式混合动力发动机可以驱动车轴,电机可以对车载电池进行充电或直接驱动车轴。内燃机和电动机各自连接到车辆传动系统。在走走停停的交通状况下电机提供驱动力,而在高速公路上行驶时完全由内燃机提供驱动力。通过再生制动过程,刹车制动损失的能量被回收用于电池充电。

·串联式混合动力车,内燃机和驱动车轴之间没有机械连接。发动机驱动发电机对电池充电,电池带动电机驱动车轮前进。由于内燃机没有直接和车轮连接,可以在理想的状态下运行,甚至可以关闭一段时间而完全由电驱动公交车辆行驶。

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图3 插电式客车的动力配置

3.超级电容混合动力客车

新能源客车从动力技术路线看,还有一种是采用超级电容+磷酸铁锂的动力配置,比如宇通客车股份有限公司生产的超级电容车,有30.41kwh磷酸铁锂电池+0.32kwh电容和50.68kwh电池+0.63电容两种配置。如下图所示,这类车辆在实际运行过程中可根据公交的特定路线等要求来定制,配合基础设施的建设,可以达到比较好的运营效果。

 

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图4 在线充电类客车运营示意图

不同技术路线的客车在实际应用中也是有区别的,如下表所示。

表1 不同技术路线与应用场景的匹配

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而上海巴士三公司郭凯在跟踪710 辆新能源车的运营之后,做出了总结:从安全性、可靠性、续航里程、故障率的实际分析数据可见,纯电动客车的故障率最低,增程式其次,混合动力最高;实际应用感受是增程式和并联式两种车都能满足路况需求,但需进一步优化和调整,尤其是整个车的抗干扰性。不过,随着整个跟踪研究样本量的增加和对实际运行情况的追踪监控,各种技术路线的客车在不同应用场景中的实际效果,可能还会有新的总结结果。

二、新能源客车的市场和应用

1.市场规模

2016年,公交车在新能源客车细分市场的销量结构占比高达81%,成为新能源客车市场的核心市场。在插电式客车领域,公交用途占比高达96%,绝大部分的插电式客车出了公交市场没有销路。至2016年底,我国公交客车的保有量达50万辆左右,其中新能源公交约16万辆,市场渗透率达32%。相比之下,我国公路客车年均产销量基本维持在 40-44 万辆左右。到了2017年,上半年情况还是类似的,1-6月国内共销售新能源公交车11599辆,占销售总量的81%。

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图5 新能源客车应用类型

2.充电基础设施的支持

由于有着固定的充电需求,客车的充电运营是众多充电企业的基本业务支柱。由于公交车运行的线路固定、发车间隔固定,其运营调度安排比较规律,因此纯电动公交车动力电池的充电模式也比较清晰,目前采用的充电模式主要有以下几种:

·整车充电模式 :每辆纯电动公交按照行驶线路和发车序列运行几次后,根据调度进入指定充电站进行充电,直到充满为止;充电结束后,再次投入运行。适用于车辆数充足、线路较短、充电场地较大、充电设备设施完备、充电时间短、补充电能速度快的电动公交线路。

·集中充电模式 :每辆纯电动公交在充分考虑续航里程的前提下,按照行驶线路和发车序列运行,待电能用到不足以完成一个完整的序列时,当天停止运行,进入指定的充电站进行集中充电,将己消耗的电能全部补充完毕。适用于线路乘客较多、电池容量大、白天充电难以调度的情况,可利用夜间负荷低谷时充电,降低充电所消耗的电费,降低运营成本。

·补充充电模式:整车充电模式和集中充电模式的结合,是指每辆纯电动公交按照行驶线路和发车序列运行几次后,根据动力电池电量使用情况(电量低于某一数值后),进入指定充电站进行充电,待电池电量充到一定比例后(一般应能满足当天剩余的运营需求),再次进入发车序列,完成当天的运营计划后,再次进入指定充电站,等待夜间进行集中充电。

·在线充电模式:如前面所述,配置超级电容,实现部分区段在线充电。

新能源客车OEM与供应链格局的变化趋势

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图6 公交的充电需求也带动了诸多充电桩发展

3.安全问题

新能源客车火灾次数随产销量的增长而有一定的增长,发生火灾比率与产量估算比达到了50PPM以上。当未来保有量继续增大的时候,火灾事故将达到也会一个非常大的比率,对于客车而言难免有重大伤亡事故。特别是北京杨柳絮引燃了几十辆新能源客车,也加重了各界对新能源客车安全的重视度。

新能源客车OEM与供应链格局的变化趋势

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图7 新能源客车的安全问题

三、客车OEM行业格局和供应链格局或存变化

1.行业分化

在电动化的过程中,客车企业为争取市场份额投入了大量的研发、生产资金,而补贴在整个运营层面占据主导地位,使得行业格局呈现领先而不能完全控制市场的实际情况。随着补贴的调整,车企的产品组合也需要调整,这就要求客车企业在未来的新能源客车竞争格局随政策的调整而变化的情况下,不断开发新的车型,以平衡成本、实用性和补贴的关系。

新能源客车OEM与供应链格局的变化趋势

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图8 纯电动客车的市场竞争格局

2.系统整合方案

目前整车企业很讲究把各种控制器整合在一起,把逆变器集成起来(用来驱动电动汽车上的主电机,一般是接收整车控制器的信号,控制汽车主电动机的启动、运行、调速、停止),例如转向电机、打气电机、DC/DC、高压配电盒以及绝缘检测仪。相比离散的组合控制器,一体化多合一控制器外观整洁,可以减小控制器的总体积,从而节省了整车的空间,有利于汽车向轻量化、小型化发展。一体化多合一控制器减少了离散控制器之间的外部接线,降低了故障点,在节省成本的同时,提高了产品的可靠性,未来将是新能源电动汽车的发展方向。

所以很有趣的是,不同的客车企业对以下部件进行裁剪组合,倒是零部件企业做起来需要更费心。往后的趋势是进一步集成,去掉外壳和简化连接器,系统性考虑冷却回路。

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图9 各种N合一控制器

3.电池供需格局

如上文所述,新能源客车在2014~2016年给电池企业带来了大量的订单,随着2017年进入调整期,客车企业与电池企业的关系也逐渐进入稳定而又竞争的局势。我们可以看到随着部分电池企业重心转入乘用车,客车主打的磷酸铁锂电池供应市场呈现出了波动性。

客车企业与电池企业的关系,远不是双方博弈这么简单,也要考虑实际地方采购在其中的诉求。因此未来地方保护主义较弱的乘用车市场,将会是重点电池企业打破格局的工作重心,而客车与电池企业的合作关系也将会变得更为分散。

表1 新能源客车企业与电池企业的配置合作

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