純電動、插電混動和混動、48V這幾種汽車節(jié)能、新能源技術(shù),將迎來第二輪較量。
2012年7月,國務(wù)院印發(fā)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》,確立了以純電驅(qū)動作為中國新能源汽車的技術(shù)路線?!栋l(fā)展規(guī)劃》雖然也提及,要推廣普及非插電式混合動力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機汽車,但著重指出,要重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化。
2012-2020年,可以算是第一輪節(jié)能與新能源汽車技術(shù)比拼。在這一輪中,政策加持純電驅(qū)動,拔高純電驅(qū)動的競爭力;非插電混動和其他節(jié)能路線,主要處于醞釀蟄伏狀態(tài)。經(jīng)過幾年發(fā)展,純電驅(qū)動技術(shù)路線的三電技術(shù)更為成熟,百姓接受度大為提高,充換電基礎(chǔ)設(shè)施進一步完善,競爭力大為提升。
但是2020年后補貼要退出,純電驅(qū)動車輛腳底下墊的磚塊被抽掉,再和混動等節(jié)能車輛試比高,結(jié)果如何?
讓我們分別看看,純電動、插電混動、混動和48V四種技術(shù)路線的近期進展,由此找尋它們未來的發(fā)展軌跡。
1、純電動技術(shù)大跨步
要說純電動近幾年的表現(xiàn),突出的變化必然是,動力電池能量密度和續(xù)航里程大幅提升。
從廣州車展上車企明年的主力車型上看。純電動方面,電動汽車工況續(xù)航里程普遍達(dá)到了400公里,部分車型的續(xù)航里程甚至超過了500公里。在這一參數(shù)上,已經(jīng)和特斯拉部分車型達(dá)到同一水平。
續(xù)航最大的國內(nèi)車型比亞迪唐 EV600,電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到160Wh/kg。還有更高的,根據(jù)第11批《新能源汽車推廣目錄》,東風(fēng)風(fēng)神E70系統(tǒng)能量密度達(dá)170Wh/kg。而2019年,180wh/kg能量密度的車型肯定會出現(xiàn)。
系統(tǒng)能量密度的提升首先取決于電芯能量密度的大跨越。2018年,業(yè)界已經(jīng)批量供貨的產(chǎn)品中,三元軟包和三元圓柱能量密度高達(dá)250-260wh/kg,方形三元的也達(dá)到了240 wh/kg。
相較早期國內(nèi)推廣的新能源汽車,磷酸鐵鋰電芯能量密度120wh/kg左右,電池包90wh/kg左右。電動汽車?yán)m(xù)航在2014年還以150公里為主,進步可謂飛躍。不過,這也帶來了巨大的安全疑問。2018年,市場監(jiān)督管理總局就留意到40多起新能源汽車起火事件。
除了核心的電池,電動汽車在其他核心部件的研發(fā)、應(yīng)用上也有不小進步,比如電機、電控以及車載充電機、DCDC等部件的集成。
仍以比亞迪為例,最新推出的幾個車型,都將電機、控制器和變速器進行合成,即通常我們所說的“三合一”。比亞迪稱,通過“三合一”的整合,原本的機械結(jié)構(gòu)和連接組件大幅節(jié)省,系統(tǒng)重量和體積分別降低了25%和30%。同樣思路,DC、OBC以及PDU在一起的“配電三合一”,也降低了25%的重量。
電驅(qū)動系統(tǒng)和配電系統(tǒng)模塊化整合已經(jīng)成為技術(shù)趨勢。長安、東風(fēng)、零跑等車企都選擇將電驅(qū)動系統(tǒng)進行整合。零部件企業(yè)也在積極推進相關(guān)集成技術(shù)。如精進動力、大洋電機、博世、吉凱恩、采埃孚等也都積極推進相關(guān)技術(shù)。除了節(jié)省空間和重量外,通過這種集成技術(shù)可以有效提高電機的動能轉(zhuǎn)化,能使車輛提速更為迅速。
充電領(lǐng)域,隨著充電國標(biāo)在2015年出臺,不匹配問題得到了較好解決。充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進展飛速,目前已建成充電樁數(shù)量超過60萬個。
小鵬汽車超級充電樁
不過,隨著電動汽車裝載電量的不斷增加,充電時間過長的問題也隨之出現(xiàn)。不少車企和運營商都在探索更大功率充電的技術(shù)和產(chǎn)品。已經(jīng)有車企宣布旗下車輛將支持300kW快充的能力,即20分鐘充電80%,比如小鵬。盡管要達(dá)到20分鐘充電還要相關(guān)的充電設(shè)施配合。另外,東風(fēng)風(fēng)神E70稱,具備從20分鐘使電量從30%充至80%的能力。
2、插電式平穩(wěn)成長
盡管插電式補貼沒有純電動補貼高,但在補貼政策、免購置稅優(yōu)惠和路權(quán)政策的刺激下,插混市場仍有不小的增量。根據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示,今年前10個月插混乘用車?yán)塾嬐仍鲩L了155.02%,實現(xiàn)銷量19.59萬輛。前十月插混車型的銷量比重占新能源車型銷售的26.99%。插電混動車型相對于純電動車型市場表現(xiàn)非常平穩(wěn)。
由于車輛混動系統(tǒng)非常復(fù)雜,所以市場上流行的混動車型也有不同的技術(shù)流派劃分。目前國內(nèi)插電混動路線比較尷尬的一點是,常常采用大電池包、大功率電機和大功率發(fā)動機,在優(yōu)化車輛的動力性能的同時,無形之中加重了車身自重。不少受路權(quán)限制消費者選擇插電混動車型,但沒有充電設(shè)施支持,只能靠發(fā)動機拖著沉重的車身上路,這樣油耗不降反增,沒有起到節(jié)能減排的目的。
與國內(nèi)插混技術(shù)路線不同,日本插混技術(shù)更偏向于經(jīng)濟性和節(jié)能性。豐田、本田和日產(chǎn)都有自己的混動技術(shù),在各自混動車型上都取得了不錯的節(jié)油效果。其中公認(rèn)豐田的雙電機動力分流技術(shù)最為突出。豐田將兩臺電機MG1與MG2集成于變速箱E-CVT之內(nèi),并將此稱為THS技術(shù)。第四代THS通過行星齒輪組將變速箱與減速器連接,使車體結(jié)構(gòu)更加緊湊,集成度更高,車體重量也得到很好控制。
插電混動版卡羅拉雙擎E+
豐田推出的新車卡羅拉雙擎E+,其核心技術(shù)依然是THS。根據(jù)一汽豐田官方發(fā)布的參數(shù)配置,該車帶電量為10KWh,純電續(xù)航里程為55km,綜合工況油耗為1.3L/100km,混合動力模式下油耗為4.3L/100km。同時該技術(shù)也被用于豐田同期對華推出的亞洲龍和雷凌的插電混動版本之上。
豐田此次與一汽、廣汽推出的插電混動版本車型,被認(rèn)為是對華汽車標(biāo)準(zhǔn)的一種妥協(xié)。由于普通混動車型在國內(nèi)并不屬于新能源汽車,不享受補貼等優(yōu)惠,豐田混動車型在華市場表現(xiàn)相對國外的火爆表現(xiàn)一般。此次廣州車展,豐田一口氣推出了三款插電混動車型,市場意圖已經(jīng)非常明顯。同樣享受政策優(yōu)惠價格與國產(chǎn)車型相當(dāng),顏值在線,且更加省油,非常具有市場競爭力。
反觀德系插混路線則更注重發(fā)動機動力性能的提升。比較具有代表性的企業(yè)是大眾、寶馬。以大眾的“單電機雙離合”技術(shù)為例,即在發(fā)動機后和變速箱前加入離合器和一個電機。這樣做的好處是,車輛高速行駛時電機可以輔助提高發(fā)動機扭矩,為車輛提供更強的動力,純電模式時可以利用額外的離合斷開發(fā)動機輸出,由電機驅(qū)動車輛行駛,兼顧環(huán)保。由于在發(fā)動機后端額外添加了一個離合,所以發(fā)動機軸向尺寸有了比較明顯變化,需要通過發(fā)動機減缸和集成變速箱等手段進行彌補,技術(shù)難度比較大。
大眾全新DQ400e 變速箱
從大眾新推出途觀L PHEV上來看,主要也是在變速箱集成上做文章,進一步優(yōu)化駕駛體驗和動力性能。電池方面進一步推動國產(chǎn)化,裝備寧德時代供應(yīng)約12kWH的電池包,保證純電續(xù)航超過50公里的硬性規(guī)定。
從插混的技術(shù)來看,合資企業(yè)的積累更勝一籌。
3、混動悄悄崛起
乘聯(lián)會10月份數(shù)據(jù),普通混動車型銷量達(dá)到20,629輛,同比增長54%,1-10月累計銷量達(dá)到170,663輛,同比增長51%。
這里的普通混合動力包括12V的BSG弱混系統(tǒng),也包括48V輕混方案和強混方案。BSG輕混技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)車企中使用的比較頻繁。盡管BSG啟停系統(tǒng)在節(jié)能減排上作用有限,但對于改進駕駛體驗有著重要作用。不少高級的混動車型都會選擇在車中添加該系統(tǒng),例如比亞迪的DM3系統(tǒng)就在DM2系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加了一個BSG電機。
目前BSG電機的成本在1000元左右,所以在車企的車型中應(yīng)用比較廣泛。但隨著排放和能耗標(biāo)準(zhǔn)的趨嚴(yán),BSG輕混的地位可能會被撼動。
比較復(fù)雜的強混系統(tǒng)表現(xiàn)會如何呢?無論是日系還是德系混動,其節(jié)能前提都建立在高效發(fā)動機技術(shù)基礎(chǔ)上,國內(nèi)車企在發(fā)動機技術(shù)上仍比較弱勢,因而在復(fù)雜強混技術(shù)上沒有任何優(yōu)勢。在國內(nèi),混動車型不屬于新能源汽車范疇,只能進入節(jié)能汽車范疇。但在一些地區(qū)還能享受節(jié)能車指標(biāo)待遇,可以參與節(jié)能車型搖號,甚至在一些地區(qū)還能享受到幾千元的節(jié)能車型補貼。
在混動車型上雷克薩斯混動、廣汽豐田雷凌、凱美瑞、本田雅閣銳、一汽豐田卡羅拉雙擎等在市場表現(xiàn)都比較強勢。
上半年,國內(nèi)市場,雷克薩斯銷量同比增長14%,其混動車型增幅高達(dá)50%;今年7月,廣汽豐田雷凌、凱美瑞兩款混動車型共銷售了5946臺,同比增長35.3%,占廣汽豐田總銷量的12%,而本田雅閣銳混動更是長期穩(wěn)居中高級轎車混動銷量前端。車市萎靡大背景,混動車型穩(wěn)中有升,也讓我們對其補貼退坡后的市場表現(xiàn)充滿期待。
4、群雄布局48V
國家對車企能耗排放要求日趨嚴(yán)格,車企必須拿出行之有效的節(jié)能減排方案。但純電動和插混在非限購城市競爭力又十分有限,車企也不能一股腦生產(chǎn)新能源汽車,而自主研發(fā)混動技術(shù)成本又太高。
有什么辦法能讓車企的燃油車節(jié)能排放達(dá)標(biāo)么?目前從技術(shù)角度和成本角度來看,48V混動技術(shù)是較為行之有效的方案。
48V技術(shù)可以看成BSG技術(shù)的升級版,通過48V電機來替代12V電機,從而達(dá)到更加優(yōu)良的節(jié)能減排效果。據(jù)測算,12V微混系統(tǒng)節(jié)油水平約為5%,而48V系統(tǒng)節(jié)油率可以達(dá)到10%-20%,同時二氧化碳排放上有望降低13%-22%。
從硬件角度來看,48V系統(tǒng)硬件配置并不復(fù)雜,只需要安裝電機、電池組、逆變器和DC/DC轉(zhuǎn)換器即可。從技術(shù)角度來看,有強的兼容性,48V電機安裝的位置也比較靈活,可以取代BSG電機進一步優(yōu)化車輛的啟停和能量回收,也可以集成在發(fā)動機和變速箱之間,進行扭矩輔助和能量回收。
國內(nèi)吉利、長安、北汽、江淮、長城等企業(yè)都有計劃生產(chǎn)配備48V系統(tǒng)的車型,如吉利博瑞GE、長安的CS55等。而國外車企,如奔馳 AMG GT50、奧迪的A6L、全新馬自達(dá)3等新車型也都將加裝48V電機來提升車輛性能。
但值得注意的一點,由于48V系統(tǒng)安裝的位置不同,其整體節(jié)能表現(xiàn)也有很大的區(qū)別。目前來看,歐洲企業(yè)更多將48V系統(tǒng)添加至P2端(發(fā)動機和變速箱之間),用來為發(fā)動機起步和低速時增加扭矩,提高發(fā)動機效率;而國內(nèi)大部分企業(yè)更強調(diào)48V啟停技術(shù),48V用來取代12V皮帶電機,并用48V電網(wǎng)系統(tǒng)為車輛組件供電。雖然有點此48V非彼48V的意味,但在下一階段48V系統(tǒng)會成為燃油車的標(biāo)配之一。
四個技術(shù)路線的近期表現(xiàn)數(shù)過,可以明確的是,四種技術(shù)都不會放棄。至于誰更勝一籌,雖然還會受到雙積分等政策的影響,但是根本決定因素,還是要看節(jié)能投入和節(jié)能效果的對比。
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