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新能源汽車與潤滑油發展趨勢的研究報告

新能源汽車是指採用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、採用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

非常規的車用燃料指除汽油、柴油、天然氣(NG)、液化石油氣(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。

新能源汽車主要包括:混合動力電動汽車(HEV)、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲能器)汽車四大類型。

目前市場主要以HEV&BEV為主,FCEV和其它新能源汽車因受技術發展水平影響,難以普及以及進行規模化生產。常規車用燃料車以及HEV均需要使用潤滑油。

一、關於BEV的發展

BEV發展面臨電池續航里程、充電樁配套以及充電介面標準等問題。

鋰離子電池技術發展嚴重影響了BEV的發展,電池儲電量,充電速度,電池使用壽命均給BEV提出了較高的要求,同時增加了BEV的車輛成本,阻礙BEV發展。

目前兩種BEV電池技術:

磷酸鐵鋰電池:相比於早期的錳酸鋰電池,磷酸鐵鋰電池在能量密度上並未有太大差別,約為100-110Wh/kg,但其熱穩定性是目前車用鋰電池中最好的,當電池溫度處於500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解,而同屬鋰電池的鈷酸鋰電池在180-250℃時內部化學成分就已處於不穩定狀態。換而言之,磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指,也正因如此,其也成為目前電動車電池的主要門類之一。

三元鋰電池:與磷酸鐵鋰電池相比,三元鋰電池在能量密度上要高出許多,約為200Wh/kg,這也就意味著同樣重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續航里程更長。不過其缺點也顯而易見,當自身溫度為250-350℃時,內部化學成分就開始分解,因此對電池管理系統提出了極高的要求,需要為每節電池分別加裝保險裝置,除此之外,由於單體體積很小,所以單車要的電池單體數量非常龐大,以MODEL S為例,7000餘節18650三元鋰電池才能滿足一輛車的裝配用量,這無疑又為電池管理系統進一步加大了控制難度。因此,目前市場在售車型中,只有特斯拉一家使用的是三元鋰電池。

小結:BEV的發展受到技術以及顯示等諸多因素限制,HEV及PHEV在可預見的未來(2040年)將成為新能源汽車市場的主流車型。

二、關於能源

根據全球能源署IEA的全球能源展望,接下來的十五至二十年,化石燃料在全球燃料佔比中增速會放緩,但是其絕對值仍將保持增長。儘管電動汽車來勢洶洶,但宣告石油時代終結還為時尚早。

圖1:IEA2010年至2035年能源消耗增長情況

圖2:IEA2016-2040年全球各地區主要能源需求變化

由以上兩圖可以看出,化石類燃料仍然是主要能源,同時中國及印度未來對主要能源的使用增長仍然極高。

圖3:IEA2016-2040年全球電動汽車保有量及全球石油使用量

1.電動汽車的發展使小型乘用車對石油燃料的使用佔比下降,但是在卡車運輸,航行航天以及石化方向,石油使用佔比仍處於增長趨勢。可以看出雖然乘用車佔比略微下降,但是其它運輸行業佔比仍處於上漲時期,對於潤滑油的發展具有有利的影響。乘用車佔比下降極低遠不及其它增長佔比。

2. 另據中國石化石油勘探開發研究院專家的猜測,我國民用車保有量到2035年前後將到達4.95億輛的峰值,電動轎車保有量將保持穩定增漲,到2035年有望到達2500萬輛,約佔我國民用轎車保有量的5%。

3.以最樂觀的方式預期,至2040年,中國電動汽車保有量在1.5億輛左右,約佔汽車保有量總量的20%。

圖4:IEA2016-2040年各國發電裝機量以及電力使用情況

世界各國,尤其中國及印度至2040年發電裝機總量會有大幅度的增加,電力資源總量大幅增加。

但是,電動汽車BEV在電力能源巨大增加的趨勢中,使用佔比極低。

小結:就能源方面來看,在可見的未來(2040年),BEV(純電動汽車)不會成為車輛市場主流,中國乃至全球汽車仍將以燃油車、混合動力車以及插電式混合動力車為主,而該三種車型均需使用潤滑油,且該三種車型保有量會呈現上漲趨勢。

三、關於各類汽車的銷售可能性

根據BP(英國石油公司)的年度報告,至2035年BEV仍然不是主流選擇,具備極佳燃油經濟性的混合動力車會成為市場的主流選擇。

圖5:BP2015-2035年全球車輛規模以及電池組成本示意圖

圖6:BP2010-2035年燃油經濟性及各類乘用車銷售

圖7:BP2015-2035車用油燃料分解圖

在燃油效率越來越高的發展趨勢下,車用燃油需求仍處於增長階段,說明燃油車輛保有量處於增長階段。

至2035年,傳統汽車雖已不是主流但仍未退出歷史舞台,各類混合動力車成為汽車市場主流,呈現增長趨勢,因此潤滑油市場也應處於增長趨勢。

小結:從保有量來看,至2035年傳統汽車仍為主要的交通運輸工具,對潤滑油需求量仍然巨大。

四、關於燃油車停售時間表

首先,燃油車是指純燃油車,即純粹的柴油及汽油車,混合動力車不算在列。其次,燃油車停售,僅是新車停售,已售車輛及二手車的買賣不受影響,即原本的傳統汽車保有量不會受到影響。故在全球汽車保有量達到峰值之前,汽車市場會繼續擴大,同理,潤滑油市場也會隨之繼續擴大。

表1:各國燃油車停售時間表及車輛種類

荷蘭最早停止燃油車銷售,但是其僅僅停止傳統燃油車銷售,對於潤滑油市場影響不大。

2025年挪威雖然停止了所有非電動車銷售,但是挪威汽車本身保有量決定了其對市場整體影響極低。

英國至2040年停止了燃油車及油電混合汽車的銷售,但時間已至2040年,短期內沒有影響。

小結:以上停售燃油車的國家及地區,除印度之外均為人口較少國土面積較小的國家及地區,對整體市場的影響不會很大,且眾多國家僅停售傳統內燃機車,不會對潤滑油市場的增長產生過大影響。另外,關於中國的燃油車停產時間,雖然工信部發表聲明表示開啟了相關時間表的制定,但是具體規定仍未完成,考慮到中國現有車企的投資,國家人口、國土面積以及相關配套設施的安置,理論上中國的時間表不會早於其它國家和地區。即至2040年國內相關市場仍然會處於上漲時期。

五、關於國家政策

1. 工業和信息化部公布的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法(徵求意見稿)》(簡稱「徵求意見稿」)顯示,明確對車企實行雙積分並行管理,評價體系將向低能耗、高效率的乘用車型傾斜。根據該評價方法及指標,2018年度到2020年度,乘用車百公里油耗目標要分別達到6.0L、5.5L與5.0L;而乘用車企業新能源汽車積分比例2018年度到2020年度需達到8%、10%、12%。

2. 按照徵求意見稿,新能源汽車產量占公司總產量比例高的車企將獲得較大優勢,擁有高續航里程、低耗電量、輕量化車身的車型將獲益。而受益於主機廠油耗限制壓力的增加,產業鏈中擁有節油技術的相關企業將獲益,這也對潤滑油節能環保技術提出了更高要求。

表2:2017&2018年國家新能源補貼政策對比

簡單來說,2018年補貼計劃較2017年BEV補貼分類細化,燃料電池保持不變、PHEV補貼下調。

1.新標準與2017年補貼標準相比,純電車性補貼顯然細化了很多,起步門檻從2017年的100km提升至150km。劃分檔次倒是與傳聞的一致,150km-250km劃分為兩檔,可見不適宜人民出行要求的短續航產品將不再受到政策的扶持。對於超過250km續航的產品,想要拿足補貼也沒那麼容易了,分別設有250km-300km、300km-400km、450km以上三個檔位劃分,對於450km以上的長續航產品,補貼金額甚至還有不小幅度的提升。

2.插電混動車型方面,依然是續駛里程不低於50km即可獲得補貼,只是在補貼金額上小有下降,減少了2000元。燃料電池車型就與2017年保持一致,續駛里程不低於300km即可獲得補貼。可見補貼政策對於後兩者來說興趣不高,採取了不溫不火的態度。同比來看各國對於新能源汽車發展各有側重,2018年美國加州ZEV零排放汽車政策當中,插電混動車型將不再得到補貼,著力發展純電動車型與燃料電池車型。

技術要求:

「 純電動車型」

1、純電動乘用車30分鐘最高車速不低於100km/h。

2、純電動乘用車動力電池系統的質量能量密度不低於105Wh/kg,105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補貼,120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補貼,140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補貼,160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補貼。

3、 根據純電動乘用車能耗水平設置調整係數。按整車整備質量(m)不同,工況條件下百公里耗電量(Y)應滿足以下門檻條件:m≤1000kg時,Y≤0.0126×m+0.45;10001600kg時,Y≤0.0045×m+12.33。百公里耗電量(Y)優於門檻0(含)-5%的車型按0.5倍補貼,優於門檻5(含)-25%的車型按1倍補貼,優於門檻25%(含)以上的車型按1.1倍補貼。

表3:新能源汽車補貼技術要求

小結1:新規定對於動力電池包能量密度起步補貼門檻小有提高,滿足120Wh/kg-140Wh/kg才能保住補貼金額不變,想要拿到高額的1.1倍補貼,則需要將動力電池系統的質量能量密度提升到160Wh/kg以上,門檻提升幅度較大。考慮到前面提到過的電池技術160Wh/kg的技術要求著實是一個挑戰,對於百公里耗電量來說,新規定將耗電量門檻做了小幅的提升。優化不積極的車型將面臨補貼金額的大幅縮水,至少要把優化比例控制在5%-25%之間才能保住補貼金額不變,想要拿到最高的1.1倍補貼,就要做到優化25%以上,其技術挑戰可想而知。

「 插電混動車型」

工況法純電續駛里程低於80km的插電式混合動力乘用車B狀態燃料消耗量(不含電能轉化的燃料消耗量)與現行的常規燃料消耗量國家標準中對應限值相比小於65%,比值介於60%(含)-65%之間的車型按0.5倍補貼,比值小於60%的車型按1倍補貼。工況法純電續駛里程大於等於80km的插電式混合動力乘用車,其A狀態百公里耗電量應滿足純電動乘用車門檻要求。

「 燃料電池車型」

1、燃料電池系統的額定功率與驅動電機的額定功率比值不低於30%,比值介於0.3(含)-0.4的車型按0.8倍補貼,比值介於0.4(含)-0.5的車型按0.9倍補貼,比值在0.5(含)以上的車型按1倍補貼。

2、乘用車燃料電池系統的額定功率不小於10kW。

3、燃料電池汽車所採用的燃料電池應滿足《道路車輛用質子交換膜燃料電池模塊》(標準號GB/T 33978-2017)標準中的儲存溫度要求。

小結2:相比於2017年的新能源汽車國家補貼政策,2018年的補貼政策提高了各類新能源汽車的補貼門檻,其中,對純電動汽車的要求極為細緻。同時補貼方案削低補高,進一步鼓勵技術進步。在BEV方面,補貼政策此次變化的傾向,是讓資源更多地傾向於技術含量更高的電動車,能耗和能量密度都要兼顧,才能獲得更好的照顧,導致今後主流電動車可能是400km續駛里程的A級轎車。現有嚴重依賴補貼,頻繁霸佔銷量榜前列的那些150km左右A00級電動車,可能即將和主流市場說再見。在PHEV方面,變化傾向嚴格限制油耗,但是放鬆了純電里程剛剛超過80km的車型。相比較之下,PHEV的市場前景要好於BEV,雖然會降低對於潤滑油市場的進一步擴大的速度,但是其絕對值的增加是肯定的。

六、關於各類潤滑油油品發展方向

埃克森美孚化工全球合成產品市場部經理Brad Rinderknecht曾表示:「較輕高粘度的油、更長的換油周期和更複雜的潤滑油體系,這是汽車潤滑油發展的未來趨勢。」

潤滑油分析師鞏巍認為「從長遠來看,新能源汽車勢必會推動潤滑油產品向著專業化、精細化發展,諸多品牌會推出更多適應發動機發展及符合混合動力兼容性強的潤滑油產品,總體而言影響是正面的。」

表4:中國潤滑油信息網潤滑油油品應用部點陣圖

由該表格可以看出,在新能源汽車中,除純電動汽車的發動機外,其它的換油周期較長的部位潤滑油均有使用,故就未來所有車輛保有量均增加的情況來看,其它各類潤滑油產品的市場將會得到極大的發展提高。

而受益於主機廠油耗限制壓力的增加,產業鏈中擁有節油技術的相關企業將獲益,這也對潤滑油節能環保技術提出了更高要求。

小結:對於混動汽車來說,不僅具備傳統的內燃機動力系統,還增加了電動機動力系統,以及符合車輛動力要求的傳動系統,所以在潤滑油的使用上和傳統汽車差異不大,涉及到內燃機油和齒輪油等傳動系統潤滑油。而純電動汽車由於完全由充電電池提供動力,因此不需要使用內燃機油,但是傳動系統用油依然存在,需要用油的部位包括變速箱、連接件、減震器、冷卻系統和制動系統。總的來說,新能源汽車的發展還是為潤滑油的環保、節能的高效性提出了更高的要求。

就李書福表示2019年吉利汽車90%以上產品為新能源汽車的討論:

新能源汽車種類較多,並非單純的純電動車汽車。

目前吉利汽車不含沃爾沃,共有汽車產品13款,其中現有新能源汽車僅2款,若要達到90%新能源產品,則有放棄其它產品或者將現有非新能源汽車改版為混合能源的新能源汽車兩種選擇。我個人認為改版生產混合能源汽車的可能性較大。

就吉利的發展方向,以及其對市場的帶動作用,可能會加速其它車企的新能源汽車發展速度,不過就總體趨勢而言,潤滑油市場所受影響應該為市場增速降低,但是市場總量仍然會增加。

個人意見:

潤滑油市場在可見的未來(2040年),發展增速將會較之前放緩,但是其絕對值增加趨勢不會改變。同時市場對潤滑油產品的種類,質量,環保以及節油技術提出了更高的要求。因此對於產品研發,產品技術含量提高,產品環保性的發展至關重要。電氣能源是社會發展的必然趨勢,因此與之相關的純電動汽車的除發動機外的較長更換周期的各類部位潤滑油產品的發展也極為重要。

因為中國政府政策導向,中國未來幾年對新能源汽車,尤其高技術含量純電動汽車的發展力度將會加大,國內潤滑油市場的增長會相對放緩,但是短期內不會出現明顯的變化,較國外市場,國內市場會相對緊張一點。

印度,南非,南美的市場增速在2040年前,仍會保持較快的發展速度,是一個開拓新市場賺取外匯的絕佳機會。

更高效,質量比更高的電池技術會成為制約電動汽車發展的重要因素,值得重點關注,或者作為一個新的經濟增長點加以利用。

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