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国内下一代混动节能路线的最优选择?

2020年已经接近尾声了,我们来大话侃述一下中国未来的混动节能路线的选择问题吧,相信这个问题曾经被无数次地被汽车圈内圈外的专家讨论过,但是由于政策和市场的反复、技术的快速变化,导致大家一直在各种方案之间来回徘徊。但经过这次全球性的疫情黑天鹅冲击之后,汽车经济在上半年也经历了有史以来持续的惨痛的低谷期,这刚好给了很多企业们重新思考战略、制定技术方案以便更好地应对接下里的市场变化的机会。

那么针对越来越严苛的油耗目标(具体内容可参考下图)和新能源汽车补贴政策补贴政策的退出,国内的OEM们到底该如何去做选择呢?

目前,我们能看到的是欧系汽车制造商在大力的推进48V,如戴姆勒、宝马大众最近的规划里明显可以看到多了很多48V的影子,相对应的方案供应商法雷奥、舍弗勒、华域电动等也纷纷加推自己的业务;而日系那边,依旧在继续开发他们下一代的HEV技术;反观国内你会发现大家的技术分歧很大,吉利率先推出的48V和以比亚迪、上汽为代表的PHEV各自都有市场,除此之外,日系的本田丰田日产的HEV也在国内的市场上占据了不少的份额。但是笔者认为截止到目前还没有任何一家的混动方案是最适应国内的发展的

因为只有做到真正理解了中国消费者的需求,更好地解决他们问题的方案才是最好的方案,而不是一味的为了应对政策,为了降成本做出来的方案(详情参照——风口上的猪)。做产品嘛,一定要站在产品使用者的角度去思考问题,或许把身份转换之后,车商们应该会更容易更深刻地理解未来的混动技术路线的选择应该是——PHEV和HEV的结合版。

以下,是部分笔者认为该这么定的一些原因,大侃之言,欢迎讨论和指正哈。

首先,“48V”这个名词在汽车界的出现频率是越来越高了,从笔者来看,48V的确是短期内突破汽车经济性和排放的绝佳措施,通过提升车内电压,可以实现很多传统12V启动系统无法实现的功能,比如:直接驱动一台电机,作为起步或巡航时的辅助甚至是唯一动力,车内额外增加的一块锂电子电池由于电压较高更能提升车辆动能回收的充电效率,同时电机可以实现更为优秀的启停功能(启动电机功率大,可直接规避发动机启动时的共振点),以上技术均给整车的动力性、经济性、平顺性带来了实实在在的提升。

但其只是在原有燃油车的基础上加装48V混合动力系统,其实质可以理解为一种提升车内电气化基础的一种过渡燃油车技术,马自达也同样另辟蹊径的将车内最高电压提升到了24V,和48V混合动力系统是出于同样的技术考量,短期来看,这种技术既可以给用户,也可以给厂家带来巨大的收益,但是长期来看,笔者相信这只是混合动力系统的开始,而不是最后,因此笔者在这里直接否定48V混合动力系统会使最终混动解决方案。

目前这样的方案对更加严苛的欧洲排放标准而言有实用性,毕竟排放和油耗标准时间点上被强制提前了,加之欧洲目前的新能源推广今年才开始发力,到大面积普及的程度还有很长一段路要走,在整个过程中必须有大量的满足节点减排要求的节能汽车做替代,而在不增加过多成本(大约5000块的成本)且改动量较小的方案中48V无疑是当前最优的方案。

国内没有这样的强要求,自主车企们的积分大多够用,可能未来真正需进行积分购买的是外资品牌;另外48V没有绿牌的优势。而且,早些年市面上部分购买完48V和轻混的跑出租的车主们会直接去修理仓去掉电池再转手卖出去然后用纯油开(主要问题是因为很多工况存在动力不足或顿挫或频繁启发动机的情况,长时间驾驶体验不好,早些年拿到补贴之后电池再转手还可以再赚一笔,奈何真香定理啊)

截止2019年各车企的油耗积分情况分布

为何现阶段的HEV和PEHV为何也不是最好的解决方案呢?

总的来说,混动车的节能减排目的就是要实现经济性,而混动车的经济性是要跟实用性做结合的,做工况的策略匹配、功能适应,未来的混动车应该是在实现节能减排的经济和实用结合之后再向前探——做消费者需求的匹配,给出更多真正有用的功能,让车在满足政策法规要求之外给消费者更多的功能配置选择,才能决胜赛道。

目前市面上的HEV车型基本是以本田、丰田为主的日系车,丰田以TNGA架构设计的THS混合动力产品,本田以i-MMD架构设计的串并联,配上阿特金斯循环发动机,高效的电驱动总成乃至可变电压平台,使得整车的经济性可以达到4.2-4.3L/100km的水平,这是目前国产车无法企及的目标。

当然HEV也有自己的局限性所在,其纯电的行驶里程过短,难以满足现阶段大多数消费者日常出行的需求,而且针对很多特定场景的需求(比如白领上下班出行、乡镇区域内的短程出行、对外放电、)难以满足,加上无法外接充电来补充电池耗电量,驾驶舒适感和其它实用经济性会大大降低,高速工况下使用电机驱动,经济性没有发动机直驱来的直接、来的实在。所以其并不是最佳的混合动力路线。

目前PHEV最大的难点则是整车车重降不下去电池、三电和发动机在车重方面占比巨大,另一方面则是因为PHEV的混合动力控制策略难度要求更大,传动链更长,导致PHEV的经济性在短期来看不敢恭维;另外的限制就是充电不方便(飞线接长线的案例层出不穷),存在安全隐患;而且当前PHEV系统的价格过高导致市场接受度不高。目前市面上主要的PHEV车型有比亚迪唐、荣威eRX5、宝马5系新能源等。

混动结构可选择的各种电机布置方式

如果能解决掉HEV和PHEV目前的这些问题,那么就离混动的终极路线不远了,甚至于可以完全替代未来的燃油车销售。从这两种方案目前的缺点来看,终极方案可能就是PHEV+HEV的结合版本了,也就是PHEV可以通过串并联方式实现HEV的功能,HEV需要加电池加可插外接充电加PHEV的部分功能,具体的方案应该有以下的思考(斗胆假想):

1. 降成本

降本是车厂必须要完成的任务,而考虑做结合的时候,降本的路径选择思路是做合适的部件选型,首先从电机上降本,利用一大一小的电机可以很好地解决大多数HEV双大电机的方案,按照这个思路可在P0/P1加P3&P4的结构上做文章,P2不做过多考虑的原因在于其位置限制因素过多,可能只能在大型车上做应用,且未来如果要做兼容通式平台的大批量应用来进一步利用规模效益降本的话就会有局限;

下一步就是电池的降本,跟随主流电池的降本方案,利用更高能量密度和电池的新工艺实现目前PHEV电池的降本,对车型消费群体进行研究制定合适的纯电续航公里数,做到兼顾消费者和政策的要求基础上,尽可能的降低电量来降本;再就就是利用系统的深度集成进一步降重来实现降本。这点上国产的比亚迪一直在路上,他的下一代DM4.0的方案再向这个方向靠近,但是目前的成本没有降下来,估计要在5.0版本之后才有机会做到将整个系统降本到30000以内,那时候它和燃油车对比只贵20000左右的话,优势就凸显出来了,而这个是很有可能实现的。

2.提效节能

效率的提高首先就是针对硬件的下功夫,做好动力总成、小电机、电池的功损,再根据不同的工况进行最优策略或者常规驾驶习惯进行优化——如针对城市堵车工况可以用小电机或大电机驱动行驶,避免频繁的启动发动机;针对超车和持续爬坡工况可以辅助助力,做好串并联的方案做好功率分流、扭矩分配和充电功率的选择来实现经济节能,这部分的难点在于如何更多的考虑各种驾驶员的习惯和极限工况的匹配,反复试验和调校来逐步达到最优状态。同时考虑到短途纯电长途混动的方式,可充电和SOC平衡点设置就很有必要了,这点上需要在策略和功能上做更多特性化的挖掘。

3.政策优势

PHEV可以拿到绿牌还可以换取积分,下一代的PHEV和HEV的结合版,因为可插电充电,所以本质上可以把它归类到PHEV这一列,依旧可以拿到绿牌(解决部分人的牌照顾虑)还可以拿到积分(进一步解决排放积分压力),何乐而不为。

4.特色功能

相对HEV而言,PHEV的电量的上升不仅可以纯电行驶合理的里程,因为带电量的上升可以进行高低压的结合来做更多传统燃油车难以做到的车机智能化的功能,比如HUD、全息投影、对外放电、智能车灯、车载游戏、K歌、智能支付等有特色功能,而不用担心电量不足、电压不足带来的困扰。

另一方面充电系统的发展未来不仅可以跟BEV做结合,还可以跟PHEV做更多的交互,比如三相充电可以让交流充的时间缩短、去OBC方案可以让系统成本进一步降低、无线充电可以和未来的智能家居智能城市结合等,可以想象的空间很大。

5.总结

从车本身来看,按照PHEV加HEV的方案完全可以实现及节能减排满足接下来法规需求、同时还可以实现高性能、更经济、功能更全,对各工况和使用场景做了更细致的匹配,体现出特色和高级的人性化,完全可以当做一辆性能车来对待。

从消费者来看,这样的方案可以更加符合未来的日常使用需求和特殊需求将更加有吸引力,高性能和特色功能也极具诱惑,如果根据整体降本的节奏来,先从20-25万以内开始推广,在逐步下探到20万以内、15万以内的车型上的话,就算单车成本比同级别同类型的燃油车稍贵一点儿也是可以接受的。

话说大家到底对未来国内的混动市场技术方案怎么看呢,可以投票来看看结果几何?

来源:第一电动网

作者:NE时代

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/130631

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NE时代

为新能源时代而生的汽车产业服务平台,致力于为新能源汽车企业发展提供一站式服务 旗下微信公众号:NE时代新能源、智车引擎

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