補貼漸退,混動、48V再戰純電驅動

2018-12-17

20127月,國務院印發《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》,確立了以純電驅動作為中國新能源汽車的技術路線。《發展規劃》雖然也提及,要推廣普及非插電式混合動力汽車、節能內燃機汽車,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業化。

2012-2020年,可以算是第一輪節能與新能源汽車技術比拼。在這一輪中,政策加持純電驅動,拔高純電驅動的競爭力;非插電混動和其他節能路線,主要處于醞釀蟄伏狀態。經過幾年發展,純電驅動技術路線的三電技術更為成熟,百姓接受度大為提高,充換電基礎設施進一步完善,競爭力大為提升。

但是2020年后補貼要退出,純電驅動車輛腳底下墊的磚塊被抽掉,再和混動等節能車輛試比高,結果如何?

讓我們分別看看,純電動、插電混動、混動和48V四種技術路線的近期進展,由此找尋它們未來的發展軌跡。

 

1、純電動技術大跨步

要說純電動近幾年的表現,突出的變化必然是,動力電池能量密度和續航里程大幅提升。

從廣州車展上車企明年的主力車型上看。純電動方面,電動汽車工況續航里程普遍達到了400公里,部分車型的續航里程甚至超過了500公里。在這一參數上,已經和特斯拉部分車型達到同一水平。

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續航最大的國內車型比亞迪唐 EV600,電池系統能量密度達到160Wh/kg。還有更高的,根據第11批《新能源汽車推廣目錄》,東風風神E70系統能量密度達170Wh/kg。而2019年,180wh/kg能量密度的車型肯定會出現。

系統能量密度的提升首先取決于電芯能量密度的大跨越。2018年,業界已經批量供貨的產品中,三元軟包和三元圓柱能量密度高達250-260wh/kg,方形三元的也達到了240 wh/kg

相較早期國內推廣的新能源汽車,磷酸鐵鋰電芯能量密度120wh/kg左右,電池包90wh/kg左右。電動汽車續航在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、應用上也有不小進步,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,原本的機械結構和連接組件大幅節省,系統重量和體積分別降低了25%30%。同樣思路,DCOBC以及PDU在一起的配電三合一,也降低了25%的重量。

電驅動系統和配電系統模塊化整合已經成為技術趨勢。長安、東風、零跑等車企都選擇將電驅動系統進行整合。零部件企業也在積極推進相關集成技術。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技術。除了節省空間和重量外,通過這種集成技術可以有效提高電機的動能轉化,能使車輛提速更為迅速。

充電領域,隨著充電國標在2015年出臺,不匹配問題得到了較好解決。充電基礎設施建設進展飛速,目前已建成充電樁數量超過60萬個。

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。不少車企和運營商都在探索更大功率充電的技術和產品。已經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。盡管要達到20分鐘充電還要相關的充電設施配合。另外,東風風神E70稱,具備從20分鐘使電量從30%充至80%的能力。

 

2、插電式平穩成長

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盡管插電式補貼沒有純電動補貼高,但在補貼政策、免購置稅優惠和路權政策的刺激下,插混市場仍有不小的增量。根據乘聯會數據顯示,今年前10個月插混乘用車累計同比增長了155.02%,實現銷量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非常平穩。

由于車輛混動系統非常復雜,所以市場上流行的混動車型也有不同的技術流派劃分。目前國內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動機,在優化車輛的動力性能的同時,無形之中加重了車身自重。不少受路權限制消費者選擇插電混動車型,但沒有充電設施支持,只能靠發動機拖著沉重的車身上路,這樣油耗不降反增,沒有起到節能減排的目的。

與國內插混技術路線不同,日本插混技術更偏向于經濟性和節能性。豐田、本田和日產都有自己的混動技術,在各自混動車型上都取得了不錯的節油效果。其中公認豐田的雙電機動力分流技術最為突出。豐田將兩臺電機MG1MG2集成于變速箱E-CVT之內,并將此稱為THS技術。第四代THS通過行星齒輪組將變速箱與減速器連接,使車體結構更加緊湊,集成度更高,車體重量也得到很好控制。

豐田推出的新車卡羅拉雙擎E+,其核心技術依然是THS。根據一汽豐田官方發布的參數配置,該車帶電量為10KWh,純電續航里程為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,被認為是對華汽車標準的一種妥協。由于普通混動車型在國內并不屬于新能源汽車,不享受補貼等優惠,豐田混動車型在華市場表現相對國外的火爆表現一般。此次廣州車展,豐田一口氣推出了三款插電混動車型,市場意圖已經非常明顯。同樣享受政策優惠價格與國產車型相當,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動機動力性能的提升。比較具有代表性的企業是大眾、寶馬。以大眾的“單電機雙離合”技術為例,即在發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動機輸出,由電機驅動車輛行駛,兼顧環保。由于在發動機后端額外添加了一個離合,所以發動機軸向尺寸有了比較明顯變化,需要通過發動機減缸和集成變速箱等手段進行彌補,技術難度比較大。

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,進一步優化駕駛體驗和動力性能。電池方面進一步推動國產化,裝備寧德時代供應約12kWH的電池包,保證純電續航超過50公里的硬性規定。

從插混的技術來看,合資企業的積累更勝一籌。

 

3、混動悄悄崛起

乘聯會10月份數據,普通混動車型銷量達到20,629輛,同比增長54%1-10月累計銷量達到170,663輛,同比增長51%

這里的普通混合動力包括12VBSG弱混系統,也包括48V輕混方案和強混方案。BSG輕混技術已經在國內車企中使用的比較頻繁。盡管BSG啟停系統在節能減排上作用有限,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,例如比亞迪的DM3系統就在DM2系統的基礎上添加了一個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用比較廣泛。但隨著排放和能耗標準的趨嚴,BSG輕混的地位可能會被撼動。

比較復雜的強混系統表現會如何呢?無論是日系還是德系混動,其節能前提都建立在高效發動機技術基礎上,國內車企在發動機技術上仍比較弱勢,因而在復雜強混技術上沒有任何優勢。在國內,混動車型不屬于新能源汽車范疇,只能進入節能汽車范疇。但在一些地區還能享受節能車指標待遇,可以參與節能車型搖號,甚至在一些地區還能享受到幾千元的節能車型補貼。

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都比較強勢。

上半年,國內市場,雷克薩斯銷量同比增長14%,其混動車型增幅高達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居中高級轎車混動銷量前端。車市萎靡大背景,混動車型穩中有升,也讓我們對其補貼退坡后的市場表現充滿期待。

 

4、群雄布局48V

國家對車企能耗排放要求日趨嚴格,車企必須拿出行之有效的節能減排方案。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新能源汽車,而自主研發混動技術成本又太高。

有什么辦法能讓車企的燃油車節能排放達標么?目前從技術角度和成本角度來看,48V混動技術是較為行之有效的方案。

48V技術可以看成BSG技術的升級版,通過48V電機來替代12V電機,從而達到更加優良的節能減排效果。據測算,12V微混系統節油水平約為5%,而48V系統節油率可以達到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系統硬件配置并不復雜,只需要安裝電機、電池組、逆變器和DC/DC轉換器即可。從技術角度來看,有強的兼容性,48V電機安裝的位置也比較靈活,可以取代BSG電機進一步優化車輛的啟停和能量回收,也可以集成在發動機和變速箱之間,進行扭矩輔助和能量回收。

國內吉利、長安、北汽、江淮、長城等企業都有計劃生產配備48V系統的車型,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系統安裝的位置不同,其整體節能表現也有很大的區別。目前來看,歐洲企業更多將48V系統添加至P2端(發動機和變速箱之間),用來為發動機起步和低速時增加扭矩,提高發動機效率;而國內大部分企業更強調48V啟停技術,48V用來取代12V皮帶電機,并用48V電網系統為車輛組件供電。雖然有點此48V非彼48V的意味,但在下一階段48V系統會成為燃油車的標配之一。

四個技術路線的近期表現數過,可以明確的是,四種技術都不會放棄。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,還是要看節能投入和節能效果的對比。

來源:第一電動網

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