[汽車之家深評] 混合動力技術(shù)作為一項重要的節(jié)能技術(shù),從當前市場反應(yīng)來看已經(jīng)無法略過,,在2020年新能源汽車補貼退出之后,,混動技術(shù)很可能迎來爆發(fā)式增長。但日系車企儲備頗深,、大部分中國車企放棄多年,,如何保證陣營不被攻破?增程式是否是個很好的解決方案,?諸多問題,,請看本期深度解析。
●《深評問道》是什么,?
《深評問道》是汽車之家首個面向行業(yè)端用戶打造的節(jié)目,,特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆,獨家解析/揭秘行業(yè)大事件,。除了熱鬧表象,,我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì)、因果以及未來可能性的探究和思考,。
本期行業(yè)評論員——智電汽車專家團,,由一群擁有汽車專業(yè)碩、博士學歷,,十年以上汽車產(chǎn)業(yè)工作經(jīng)驗,,分布在高校、汽車行業(yè)協(xié)會,、零部件公司,、主機廠、咨詢公司等不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)鏈條上的資深人士組建,。在汽車產(chǎn)業(yè)向智能化,、電動化轉(zhuǎn)型升級之際,向更多的人分享汽車產(chǎn)業(yè)的新科技,。
本文作者:胡玉峰,,先后從事汽車電控開發(fā)、整車試驗,、節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)咨詢等工作,曾參與國家863重大項目、工信部“節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖”,、中國工程院“汽車強國戰(zhàn)略”等10余項重大研究/行動,,擅長汽車產(chǎn)業(yè)評論分析與政策解析。
本期精華導讀
★混合動力技術(shù)節(jié)能,、高效,、成熟,是汽車技術(shù)發(fā)展不可逾越的一環(huán),。
★國家技術(shù)路線戰(zhàn)略衡量,,新能源序列摒棄混動導致中國車企的混動技術(shù)發(fā)展幾近停滯。
★事實證明,,混動技術(shù)很可能在2020年補貼退坡之后大幅崛起,。
★對于中國車企而言,混動積淀不足是極大的風險所在,。
★增程式具有門檻低,、節(jié)能效果好等優(yōu)點,可作為對抗性策略提前布局,,但需注意幾個關(guān)鍵要素,。
一、混合動力的前世今身
在能源危機和環(huán)境保護的雙重壓力之下,,汽車節(jié)能減排已經(jīng)成為主要國家的重頭任務(wù),。傳統(tǒng)汽車節(jié)能技術(shù)也在被反復比較,從輕量化到VVT,,從8AT到降低Cd值,。但坦白而言,目前節(jié)能效果最為出眾的,,仍然非混合動力技術(shù)莫屬,。
混合動力技術(shù)是一個廣義上的概念,完整的混動包括電容式微混,、48V輕混,、中混、強混等,,這里的混合度應(yīng)該以電系統(tǒng)功率占總功率的百分比進行界定,。但直觀講,采用里卡多的分類法,,也有一定道理,。
混合動力技術(shù)分類 | ||||||
功能/分類 | 微混 | 輕混 | 中混 | 重混 | ||
啟停 | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
制動能量回收 | √ | √ | √ | √ | √ | |
智能能量管理 | √ | √ | √ | √ | ||
電能介入 | √ | √ | ||||
可部分零排放 | √ | |||||
數(shù)據(jù)來源:RICARDO制表:汽車之家行業(yè)評論員 |
實際上,混合動力技術(shù)并不是什么新穎的東西,,早在1903年,,保時捷創(chuàng)始人的自創(chuàng)品牌Lohner porsche就推出了全世界第一款混動汽車,,雖然很快夭折,但算得上是首次引入了油電混合的概念,。
此后近百年時間,,混合動力技術(shù)都因為不實用而被打入了冷宮,直到電池能量密度,、電機系統(tǒng)功率,、電力電子控制等技術(shù)的發(fā)展,在1990年隨著日本柴油混動巴士的出現(xiàn),,才開始重新進入世人的眼界,。
1997年,劃時代的時刻到來,,豐田推出了第一代普銳斯,,創(chuàng)新性地采用了行星齒輪結(jié)構(gòu)的功率分流模式,動力系統(tǒng)是一臺1.5L直列四缸汽油發(fā)動機,,電機采用了一臺永磁交流電動機,,動力電池則是鎳氫電池組。其中電機峰值功率為30千瓦,,在日本油耗法規(guī)下得到的結(jié)果是3.22L/100km(折算),,震驚了全世界。
此后,,豐田不斷在混動技術(shù)上發(fā)力,,系統(tǒng)架構(gòu)不斷優(yōu)化,油耗,、排放,、成本持續(xù)下降,可靠性逐步提升,,也帶動了日系混動整體水平的協(xié)同發(fā)展,。
直至今日,混動技術(shù)已成為以豐田為代表的日系車企的經(jīng)典名片,。
二,、中國品牌混動停滯之殤
與日系車企不同,中國品牌的混動技術(shù)發(fā)展可以用大起大落來形容,。
大起是在十五期間,,國家科技部正式提出了電動汽車“三縱三橫”研發(fā)布局,這個布局將混合動力汽車旗幟鮮明的列為三縱之一,,彼時,,插電式混動還根本排不上號,普混才是吃香的主兒,。
中國車企受到鼓舞,,紛紛上馬各種混動項目,,也開發(fā)出了一些具體產(chǎn)品甚至推廣應(yīng)用,雖然水平還是趕不上豐田,,但是也算實現(xiàn)了零的突破,,解決了一窮二白的問題,。
中國車企混合動力技術(shù)布局及應(yīng)用情況 | ||
時間 | 車企 | 發(fā)展情況 |
2005年 | 吉利 | 由上海交通大學自主知識產(chǎn)權(quán)的混合動力技術(shù)改造開發(fā)出一臺中度混合動力轎車,,采用發(fā)動機曲軸ISG方案 |
2006年 | 奇瑞 | 完成ISG混合動力轎車用汽車發(fā)動機研發(fā)和B-ISG轎車關(guān)鍵技術(shù)與核心零部件研發(fā)項目 |
2008年 | 一汽 | 開發(fā)出40kw輸出電機+10kw的BSG電機雙電機的重混系統(tǒng),應(yīng)用于B70車型上,,整車節(jié)油率據(jù)稱能達到40% |
2009年 | 長安 | 研發(fā)出國內(nèi)第一款自主ISG中混車-杰勛,,獲得專利80余項,其中發(fā)明專利18項,,還建成國內(nèi)第一條完全自主研發(fā)的混合動力生產(chǎn)線 |
2011年 | 上汽 | 上汽榮威開發(fā)出750混合動力版,,采用BSG系統(tǒng),節(jié)油率為20%左右 |
2014年 | 長安 | 匹配CVT的逸動ISG中混車型,,節(jié)油率達到20% |
制表:汽車之家行業(yè)評論員 |
比如一汽,,連續(xù)15年不間斷的投入,紅旗,、奔騰都在開發(fā)出了定型產(chǎn)品,,當然也拿到了不少國家863計劃的扶持資金。
大起之后就是大落,。在后面新能源汽車補貼政策施行之時,,決策層組織大討論,經(jīng)過慎重考慮,,認為當時若對混合動力給予新能源汽車身份,,就必然導致補貼全部流向水平更高的日系車企,這將引發(fā)納稅人的激烈反對,。為此,,混合動力從新能源汽車中黯然退出。
中國自主混合動力技術(shù)也自2013年逐步停滯,,大家都開始去追逐補貼,,除了吉利和科力遠還在苦苦支撐之外,混動給人的感覺就是消失了,,這種情況也從乘用車慢慢滲透到商用車(客車混動單獨享受了一段時間補貼資格),。
三、混動技術(shù)的卷土重來
前文說了,,補貼導致了中國混動技術(shù)發(fā)展中斷,,但問題又來了,2020年后補貼即將從新能源汽車市場全面退出,?;靹蛹夹g(shù)是否會迎來第二春,?
這取決于兩點,一是技術(shù)先進性,,二是政策傾斜性,。
就技術(shù)先進性而言,毫無疑問混動是敢挺直腰板的,,雖然100多年前就有了雛形,,但到目前為止混動技術(shù)的復雜度之高,不是所有車企都能輕松掌握的,,典型的例子,,北汽直接放棄了混動技術(shù)的開發(fā)。
就政策傾斜性而言,,雙積分政策在2020年后勢必要提高NEV積分比例,,但缺乏了新能源汽車油耗核算優(yōu)惠(5倍、3倍,、2倍和0油耗),,再加入了電能折算方法,2020年后的NEV并不能完全解決油耗問題,,因為更嚴苛的五階段油耗法規(guī)就要來了,,傳統(tǒng)汽車必須要大幅下降很多油耗,來還此前NEV優(yōu)惠欠下的帳,。
部分車企2016年企業(yè)平均油耗核算數(shù)據(jù)(L/100km) | ||||||
車企名稱 | 2016年產(chǎn)量(輛) | 2016NEV產(chǎn)量(輛) | 2015年平均油耗 | 2016年平均油耗 | 降幅 | 2016年平均油耗(不含NEV) |
比亞迪工業(yè) | 150397 | 46458 | 7.97 | 2.3 | 5.67 | 7.44 |
比亞迪 | 272066 | 40186 | 6.1 | 3.59 | 2.51 | 6.70 |
北汽股份 | 345973 | 42260 | 6.51 | 3.92 | 2.59 | 6.65 |
安徽江淮 | 328523 | 18370 | 7.05 | 5.51 | 1.54 | 7.14 |
江南汽車 | 292358 | 35899 | 7.76 | 4.54 | 3.22 | 7.72 |
浙江吉利 | 365282 | 39379 | 6.2 | 4.1 | 2.1 | 6.58 |
制表:汽車之家行業(yè)評論員 |
而對于傳統(tǒng)汽車降油耗,,幅度大的就是48V、混動,。對于48V而言,,其優(yōu)勢是上裝快、成本低,、占用空間小,,缺點是節(jié)能效果很難超過20%,也就是說對于緊湊型以上轎車和緊湊型以上SUV,,48V系統(tǒng)是很難滿足既定油耗下降額度,,這類車型還是要通過混動來實現(xiàn)。換句話說,,48V會占據(jù)大部分市場,,但HEV也會占據(jù)一定的份額,這個一定的份額放在中國年銷2000多萬輛的龐大體量面前,,就不小了,。
可能有讀者質(zhì)疑積分交易會產(chǎn)生影響,對于這點我判斷,,積分價格不會非常高,,除非政策走極端(概率極?。7駝t2020年如此高的積分比例之下,,NEV積分會比較泛濫,,供需失衡下,多則3000元,,少則1000元,。這點價格只能讓多數(shù)車企壓著NEV積分比例生產(chǎn),其余部分全部考慮替代方案,。
四,、兩手空空如何應(yīng)對卷土重來?
既然我們的觀點是2020年后純電動會讓出市場,,48V會逆襲,混動會分一杯羹,。那么,,接下來就要考慮如何應(yīng)對卷土重來了。
再看看我們的中國車企,,在混動技術(shù)方面的儲備可謂是消失殆盡了,!那些插電式混動主義的同學請不要著急抬杠,叫囂什么插電式混動很容易改成混動,,實際上,,兩者還真不是一回事!
本質(zhì)上的原因在于,,普混節(jié)能出發(fā)點不同于插電式混動,。普混的節(jié)能是基于整個系統(tǒng)而言,通過發(fā)動機優(yōu)化,、機電耦合效率提升,、控制策略優(yōu)化、功耗降低等手段協(xié)同來實現(xiàn),,而插電式混動則是追求加大用電頻率,、替代燃油。比如,,豐田的第四代普銳斯之所以節(jié)油,,還是在發(fā)動機熱效率上動了很大心思,包括進氣道角度的改善和湍流的控制,,但把目前的插電式混動拉出來遛一遛,,百公里以后綜合能耗低于5L/100km的有誰?
所以從插電式混動轉(zhuǎn)向普混是一個偽命題,,在豐田已經(jīng)將成本做的極低(依托1000萬輛的累計銷售規(guī)模)情況下,,中國車企如果選擇這種方案就是不折不扣的自殺行為,。因為要降成本,就要減電池容量,,減電池容量就會導致能耗飆升,,最后又回到了依靠其它手段降能耗的老路,而這條路其實就是普混正向開發(fā)的路徑,。
所以,,除非選擇吉利/科力遠那套系統(tǒng),否則就只有自己重新開發(fā),,插電式混動能幫點忙但不要寄望太大,,還是打消這個念頭吧。
五,、拱手交給日系不如來個增程,?
那市場就這么交出去了?好歹也是上百萬輛的規(guī)模,,恐怕中國車企不會答應(yīng),。雖然2017年日系混動已經(jīng)吃掉95%的市場。
坐以待斃,?其實不然,,個人覺得可以用來替代的是增程式。很多人會說,,增程式不是新能源嗎,?跟傳統(tǒng)節(jié)能有什么關(guān)系?
實際上,,所謂的傳統(tǒng)節(jié)能和新能源不過是人為的定義,,并沒有真正的區(qū)格。從結(jié)構(gòu)上講,,普混是中大排量發(fā)動機+電機+小電池通過耦合協(xié)同來驅(qū)動車輛前進,,增程式是小排量發(fā)動機+電機+小電池協(xié)同來驅(qū)動車輛前進。前者可以根據(jù)工況多種混合驅(qū)動,,后者發(fā)動機只負責提供發(fā)電,、不直接驅(qū)動車輛。
用增程式對抗普混的好處是,,增程式難度比較低,、節(jié)油效果也比較好。難度低的原因是不用做兩套動力(油電)的耦合,,把POWER SPLIT及控制這個最麻煩的事情給避開,,只專心做一條能量傳遞路徑。節(jié)油效果比較好是因為增程式在低速工況下能通過電的形式解決發(fā)動機效率偏低的頑疾,以及發(fā)動機膨脹做功的能量不能自我儲存的缺陷,。把電量收集起來,,用最高效的方式在行駛需要時精確到每毫安的能量輸出。
但增程式仍然需要解決兩個問題,,一是高速能耗,,二是成本的問題。
對于高速能耗問題,,可以通過其它手段解決,。比如,通過發(fā)動機最佳工作點的優(yōu)化,,把高速工況下的能耗進行一定控制,,再加強車輛風阻和制動能量回收,把能耗損失減少一些,,可以彌補不少(以1.2L發(fā)動機對應(yīng)1.8L發(fā)動機,、自吸、高速狀態(tài)),。
對于成本問題,,也要考慮好電池和充電設(shè)計。其實成本的控制關(guān)鍵在于電池,,沒有必要都做成別克Velite5那樣的18kWh,這個成本都接近2萬元了,。完全可以把電池做小點,,再做好SOC策略,讓發(fā)動機合理介入,。另外,,不要上充電口!不要上充電口,!不要上充電口,!重要的事情一定要說三遍。現(xiàn)在不少車企談及增程式就把插電式增程想起,,已經(jīng)形成了固定思維,,這就是一個笑話,說明補貼對其影響太根深蒂固了,。個人建議把充電口大膽放棄,,就做低成本、小排量,、高能耗優(yōu)化的純增程,。
因此增程式適用的領(lǐng)域是緊湊型、中型轎車、中型SUV這些車型里的混動,,不是微型,、小型,也不是緊湊型SUV,,只有不到300萬輛的市場份額,,這個市場只需要低成本的降油耗。所以,,純增程在面對純電動化的微型,、小型車是沒有優(yōu)勢的,面對插電式混動也是沒有優(yōu)勢的,,它不需要優(yōu)勢,,它需要的,只是把混動的市場給奪過來,。它是補充性,,不是主力性,只要做好了上面的亮點,,正面抗擊2020年后日系混動的進攻,,還是有把握的,這一點,,希望所有主機廠都要清醒,。(文/汽車之家行業(yè)評論員 智電汽車)