2020年已經(jīng)接近尾聲了,我們來大話侃述一下中國未來的混動節(jié)能路線的選擇問題吧,相信這個問題曾經(jīng)被無數(shù)次地被汽車圈內(nèi)圈外的專家討論過,但是由于政策和市場的反復、技術的快速變化,導致大家一直在各種方案之間來回徘徊。但經(jīng)過這次全球性的疫情黑天鵝沖擊之后,汽車經(jīng)濟在上半年也經(jīng)歷了有史以來持續(xù)的慘痛的低谷期,這剛好給了很多企業(yè)們重新思考戰(zhàn)略、制定技術方案以便更好地應對接下里的市場變化的機會。
那么針對越來越嚴苛的油耗目標(具體內(nèi)容可參考下圖)和新能源汽車補貼政策補貼政策的退出,國內(nèi)的OEM們到底該如何去做選擇呢?
目前,我們能看到的是歐系汽車制造商在大力的推進48V,如戴姆勒、寶馬和大眾最近的規(guī)劃里明顯可以看到多了很多48V的影子,相對應的方案供應商法雷奧、舍弗勒、華域電動等也紛紛加推自己的業(yè)務;而日系那邊,依舊在繼續(xù)開發(fā)他們下一代的HEV技術;反觀國內(nèi)你會發(fā)現(xiàn)大家的技術分歧很大,吉利率先推出的48V和以比亞迪、上汽為代表的PHEV各自都有市場,除此之外,日系的本田、豐田、日產(chǎn)的HEV也在國內(nèi)的市場上占據(jù)了不少的份額。但是筆者認為截止到目前還沒有任何一家的混動方案是最適應國內(nèi)的發(fā)展的。
因為只有做到真正理解了中國消費者的需求,更好地解決他們問題的方案才是最好的方案,而不是一味的為了應對政策,為了降成本做出來的方案(詳情參照——風口上的豬)。做產(chǎn)品嘛,一定要站在產(chǎn)品使用者的角度去思考問題,或許把身份轉(zhuǎn)換之后,車商們應該會更容易更深刻地理解未來的混動技術路線的選擇應該是——PHEV和HEV的結(jié)合版。
以下,是部分筆者認為該這么定的一些原因,大侃之言,歡迎討論和指正哈。
首先,“48V”這個名詞在汽車界的出現(xiàn)頻率是越來越高了,從筆者來看,48V的確是短期內(nèi)突破汽車經(jīng)濟性和排放的絕佳措施,通過提升車內(nèi)電壓,可以實現(xiàn)很多傳統(tǒng)12V啟動系統(tǒng)無法實現(xiàn)的功能,比如:直接驅(qū)動一臺電機,作為起步或巡航時的輔助甚至是唯一動力,車內(nèi)額外增加的一塊鋰電子電池由于電壓較高更能提升車輛動能回收的充電效率,同時電機可以實現(xiàn)更為優(yōu)秀的啟停功能(啟動電機功率大,可直接規(guī)避發(fā)動機啟動時的共振點),以上技術均給整車的動力性、經(jīng)濟性、平順性帶來了實實在在的提升。
但其只是在原有燃油車的基礎上加裝48V混合動力系統(tǒng),其實質(zhì)可以理解為一種提升車內(nèi)電氣化基礎的一種過渡燃油車技術,馬自達也同樣另辟蹊徑的將車內(nèi)最高電壓提升到了24V,和48V混合動力系統(tǒng)是出于同樣的技術考量,短期來看,這種技術既可以給用戶,也可以給廠家?guī)砭薮蟮氖找?,但是長期來看,筆者相信這只是混合動力系統(tǒng)的開始,而不是最后,因此筆者在這里直接否定48V混合動力系統(tǒng)會使最終混動解決方案。
目前這樣的方案對更加嚴苛的歐洲排放標準而言有實用性,畢竟排放和油耗標準時間點上被強制提前了,加之歐洲目前的新能源推廣今年才開始發(fā)力,到大面積普及的程度還有很長一段路要走,在整個過程中必須有大量的滿足節(jié)點減排要求的節(jié)能汽車做替代,而在不增加過多成本(大約5000塊的成本)且改動量較小的方案中48V無疑是當前最優(yōu)的方案。
而國內(nèi)沒有這樣的強要求,自主車企們的積分大多夠用,可能未來真正需進行積分購買的是外資品牌;另外48V沒有綠牌的優(yōu)勢。而且,早些年市面上部分購買完48V和輕混的跑出租的車主們會直接去修理倉去掉電池再轉(zhuǎn)手賣出去然后用純油開(主要問題是因為很多工況存在動力不足或頓挫或頻繁啟發(fā)動機的情況,長時間駕駛體驗不好,早些年拿到補貼之后電池再轉(zhuǎn)手還可以再賺一筆,奈何真香定理?。?/span>。
截止2019年各車企的油耗積分情況分布
為何現(xiàn)階段的HEV和PEHV為何也不是最好的解決方案呢?
總的來說,混動車的節(jié)能減排目的就是要實現(xiàn)經(jīng)濟性,而混動車的經(jīng)濟性是要跟實用性做結(jié)合的,做工況的策略匹配、功能適應,未來的混動車應該是在實現(xiàn)節(jié)能減排的經(jīng)濟和實用結(jié)合之后再向前探——做消費者需求的匹配,給出更多真正有用的功能,讓車在滿足政策法規(guī)要求之外給消費者更多的功能配置選擇,才能決勝賽道。
目前市面上的HEV車型基本是以本田、豐田為主的日系車,豐田以TNGA架構(gòu)設計的THS混合動力產(chǎn)品,本田以i-MMD架構(gòu)設計的串并聯(lián),配上阿特金斯循環(huán)發(fā)動機,高效的電驅(qū)動總成乃至可變電壓平臺,使得整車的經(jīng)濟性可以達到4.2-4.3L/100km的水平,這是目前國產(chǎn)車無法企及的目標。
當然HEV也有自己的局限性所在,其純電的行駛里程過短,難以滿足現(xiàn)階段大多數(shù)消費者日常出行的需求,而且針對很多特定場景的需求(比如白領上下班出行、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)的短程出行、對外放電、)難以滿足,加上無法外接充電來補充電池耗電量,駕駛舒適感和其它實用經(jīng)濟性會大大降低,高速工況下使用電機驅(qū)動,經(jīng)濟性沒有發(fā)動機直驅(qū)來的直接、來的實在。所以其并不是最佳的混合動力路線。
而目前PHEV最大的難點則是整車車重降不下去,電池、三電和發(fā)動機在車重方面占比巨大,另一方面則是因為PHEV的混合動力控制策略難度要求更大,傳動鏈更長,導致PHEV的經(jīng)濟性在短期來看不敢恭維;另外的限制就是充電不方便(飛線接長線的案例層出不窮),存在安全隱患;而且當前PHEV系統(tǒng)的價格過高導致市場接受度不高。目前市面上主要的PHEV車型有比亞迪唐、榮威eRX5、寶馬5系新能源等。
混動結(jié)構(gòu)可選擇的各種電機布置方式
如果能解決掉HEV和PHEV目前的這些問題,那么就離混動的終極路線不遠了,甚至于可以完全替代未來的燃油車銷售。從這兩種方案目前的缺點來看,終極方案可能就是PHEV+HEV的結(jié)合版本了,也就是PHEV可以通過串并聯(lián)方式實現(xiàn)HEV的功能,HEV需要加電池加可插外接充電加PHEV的部分功能,具體的方案應該有以下的思考(斗膽假想):
1. 降成本
降本是車廠必須要完成的任務,而考慮做結(jié)合的時候,降本的路徑選擇思路是做合適的部件選型,首先從電機上降本,利用一大一小的電機可以很好地解決大多數(shù)HEV雙大電機的方案,按照這個思路可在P0/P1加P3&P4的結(jié)構(gòu)上做文章,P2不做過多考慮的原因在于其位置限制因素過多,可能只能在大型車上做應用,且未來如果要做兼容通式平臺的大批量應用來進一步利用規(guī)模效益降本的話就會有局限;
下一步就是電池的降本,跟隨主流電池的降本方案,利用更高能量密度和電池的新工藝實現(xiàn)目前PHEV電池的降本,對車型消費群體進行研究制定合適的純電續(xù)航公里數(shù),做到兼顧消費者和政策的要求基礎上,盡可能的降低電量來降本;再就就是利用系統(tǒng)的深度集成進一步降重來實現(xiàn)降本。這點上國產(chǎn)的比亞迪一直在路上,他的下一代DM4.0的方案再向這個方向靠近,但是目前的成本沒有降下來,估計要在5.0版本之后才有機會做到將整個系統(tǒng)降本到30000以內(nèi),那時候它和燃油車對比只貴20000左右的話,優(yōu)勢就凸顯出來了,而這個是很有可能實現(xiàn)的。
2.提效節(jié)能
效率的提高首先就是針對硬件的下功夫,做好動力總成、小電機、電池的功損,再根據(jù)不同的工況進行最優(yōu)策略或者常規(guī)駕駛習慣進行優(yōu)化——如針對城市堵車工況可以用小電機或大電機驅(qū)動行駛,避免頻繁的啟動發(fā)動機;針對超車和持續(xù)爬坡工況可以輔助助力,做好串并聯(lián)的方案做好功率分流、扭矩分配和充電功率的選擇來實現(xiàn)經(jīng)濟節(jié)能,這部分的難點在于如何更多的考慮各種駕駛員的習慣和極限工況的匹配,反復試驗和調(diào)校來逐步達到最優(yōu)狀態(tài)。同時考慮到短途純電長途混動的方式,可充電和SOC平衡點設置就很有必要了,這點上需要在策略和功能上做更多特性化的挖掘。
3.政策優(yōu)勢
PHEV可以拿到綠牌還可以換取積分,下一代的PHEV和HEV的結(jié)合版,因為可插電充電,所以本質(zhì)上可以把它歸類到PHEV這一列,依舊可以拿到綠牌(解決部分人的牌照顧慮)還可以拿到積分(進一步解決排放積分壓力),何樂而不為。
4.特色功能
相對HEV而言,PHEV的電量的上升不僅可以純電行駛合理的里程,因為帶電量的上升可以進行高低壓的結(jié)合來做更多傳統(tǒng)燃油車難以做到的車機智能化的功能,比如HUD、全息投影、對外放電、智能車燈、車載游戲、K歌、智能支付等有特色功能,而不用擔心電量不足、電壓不足帶來的困擾。
另一方面充電系統(tǒng)的發(fā)展未來不僅可以跟BEV做結(jié)合,還可以跟PHEV做更多的交互,比如三相充電可以讓交流充的時間縮短、去OBC方案可以讓系統(tǒng)成本進一步降低、無線充電可以和未來的智能家居智能城市結(jié)合等,可以想象的空間很大。
5.總結(jié)
從車本身來看,按照PHEV加HEV的方案完全可以實現(xiàn)及節(jié)能減排滿足接下來法規(guī)需求、同時還可以實現(xiàn)高性能、更經(jīng)濟、功能更全,對各工況和使用場景做了更細致的匹配,體現(xiàn)出特色和高級的人性化,完全可以當做一輛性能車來對待。
從消費者來看,這樣的方案可以更加符合未來的日常使用需求和特殊需求將更加有吸引力,高性能和特色功能也極具誘惑,如果根據(jù)整體降本的節(jié)奏來,先從20-25萬以內(nèi)開始推廣,在逐步下探到20萬以內(nèi)、15萬以內(nèi)的車型上的話,就算單車成本比同級別同類型的燃油車稍貴一點兒也是可以接受的。
話說大家到底對未來國內(nèi)的混動市場技術方案怎么看呢,可以投票來看看結(jié)果幾何?
來源:第一電動網(wǎng)
作者:NE時代
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