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补贴渐退,混动、48V再战纯电驱动

2018-12-17

20127月,国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,确立了以纯电驱动作为中国新能源汽车的技术路线。《发展规划》虽然也提及,要推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车,但着重指出,要重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。

2012-2020年,可以算是第一轮节能与新能源汽车技术比拼。在这一轮中,政策加持纯电驱动,拔高纯电驱动的竞争力;非插电混动和其他节能路线,主要处于酝酿蛰伏状态。经过几年发展,纯电驱动技术路线的三电技术更为成熟,百姓接受度大为提高,充换电基础设施进一步完善,竞争力大为提升。

但是2020年后补贴要退出,纯电驱动车辆脚底下垫的砖块被抽掉,再和混动等节能车辆试比高,结果如何?

让我们分别看看,纯电动、插电混动、混动和48V四种技术路线的近期进展,由此找寻它们未来的发展轨迹。

 

1、纯电动技术大跨步

要说纯电动近几年的表现,突出的变化必然是,动力电池能量密度和续航里程大幅提升。

从广州车展上车企明年的主力车型上看。纯电动方面,电动汽车工况续航里程普遍达到了400公里,部分车型的续航里程甚至超过了500公里。在这一参数上,已经和特斯拉部分车型达到同一水平。

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续航最大的国内车型比亚迪唐 EV600,电池系统能量密度达到160Wh/kg。还有更高的,根据第11批《新能源汽车推广目录》,东风风神E70系统能量密度达170Wh/kg。而2019年,180wh/kg能量密度的车型肯定会出现。

系统能量密度的提升首先取决于电芯能量密度的大跨越。2018年,业界已经批量供货的产品中,三元软包和三元圆柱能量密度高达250-260wh/kg,方形三元的也达到了240 wh/kg

相较早期国内推广的新能源汽车,磷酸铁锂电芯能量密度120wh/kg左右,电池包90wh/kg左右。电动汽车续航在2014年还以150公里为主,进步可谓飞跃。不过,这也带来了巨大的安全疑问。2018年,市场监督管理总局就留意到40多起新能源汽车起火事件。

除了核心的电池,电动汽车在其他核心部件的研发、应用上也有不小进步,比如电机、电控以及车载充电机、DCDC等部件的集成。

仍以比亚迪为例,最新推出的几个车型,都将电机、控制器和变速器进行合成,即通常我们所说的“三合一”。比亚迪称,通过“三合一”的整合,原本的机械结构和连接组件大幅节省,系统重量和体积分别降低了25%30%。同样思路,DCOBC以及PDU在一起的配电三合一,也降低了25%的重量。

电驱动系统和配电系统模块化整合已经成为技术趋势。长安、东风、零跑等车企都选择将电驱动系统进行整合。零部件企业也在积极推进相关集成技术。如精进动力、大洋电机、博世、吉凯恩、采埃孚等也都积极推进相关技术。除了节省空间和重量外,通过这种集成技术可以有效提高电机的动能转化,能使车辆提速更为迅速。

充电领域,随着充电国标在2015年出台,不匹配问题得到了较好解决。充电基础设施建设进展飞速,目前已建成充电桩数量超过60万个。

不过,随着电动汽车装载电量的不断增加,充电时间过长的问题也随之出现。不少车企和运营商都在探索更大功率充电的技术和产品。已经有车企宣布旗下车辆将支持300kW快充的能力,即20分钟充电80%,比如小鹏。尽管要达到20分钟充电还要相关的充电设施配合。另外,东风风神E70称,具备从20分钟使电量从30%充至80%的能力。

 

2、插电式平稳成长

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尽管插电式补贴没有纯电动补贴高,但在补贴政策、免购置税优惠和路权政策的刺激下,插混市场仍有不小的增量。根据乘联会数据显示,今年前10个月插混乘用车累计同比增长了155.02%,实现销量19.59万辆。前十月插混车型的销量比重占新能源车型销售的26.99%。插电混动车型相对于纯电动车型市场表现非常平稳。

由于车辆混动系统非常复杂,所以市场上流行的混动车型也有不同的技术流派划分。目前国内插电混动路线比较尴尬的一点是,常常采用大电池包、大功率电机和大功率发动机,在优化车辆的动力性能的同时,无形之中加重了车身自重。不少受路权限制消费者选择插电混动车型,但没有充电设施支持,只能靠发动机拖着沉重的车身上路,这样油耗不降反增,没有起到节能减排的目的。

与国内插混技术路线不同,日本插混技术更偏向于经济性和节能性。丰田、本田和日产都有自己的混动技术,在各自混动车型上都取得了不错的节油效果。其中公认丰田的双电机动力分流技术最为突出。丰田将两台电机MG1MG2集成于变速箱E-CVT之内,并将此称为THS技术。第四代THS通过行星齿轮组将变速箱与减速器连接,使车体结构更加紧凑,集成度更高,车体重量也得到很好控制。

丰田推出的新车卡罗拉双擎E+,其核心技术依然是THS。根据一汽丰田官方发布的参数配置,该车带电量为10KWh,纯电续航里程为55km,综合工况油耗为1.3L/100km,混合动力模式下油耗为4.3L/100km。同时该技术也被用于丰田同期对华推出的亚洲龙和雷凌的插电混动版本之上。

丰田此次与一汽、广汽推出的插电混动版本车型,被认为是对华汽车标准的一种妥协。由于普通混动车型在国内并不属于新能源汽车,不享受补贴等优惠,丰田混动车型在华市场表现相对国外的火爆表现一般。此次广州车展,丰田一口气推出了三款插电混动车型,市场意图已经非常明显。同样享受政策优惠价格与国产车型相当,颜值在线,且更加省油,非常具有市场竞争力。

反观德系插混路线则更注重发动机动力性能的提升。比较具有代表性的企业是大众、宝马。以大众的“单电机双离合”技术为例,即在发动机后和变速箱前加入离合器和一个电机。这样做的好处是,车辆高速行驶时电机可以辅助提高发动机扭矩,为车辆提供更强的动力,纯电模式时可以利用额外的离合断开发动机输出,由电机驱动车辆行驶,兼顾环保。由于在发动机后端额外添加了一个离合,所以发动机轴向尺寸有了比较明显变化,需要通过发动机减缸和集成变速箱等手段进行弥补,技术难度比较大。

从大众新推出途观L PHEV上来看,主要也是在变速箱集成上做文章,进一步优化驾驶体验和动力性能。电池方面进一步推动国产化,装备宁德时代供应约12kWH的电池包,保证纯电续航超过50公里的硬性规定。

从插混的技术来看,合资企业的积累更胜一筹。

 

3、混动悄悄崛起

乘联会10月份数据,普通混动车型销量达到20,629辆,同比增长54%1-10月累计销量达到170,663辆,同比增长51%

这里的普通混合动力包括12VBSG弱混系统,也包括48V轻混方案和强混方案。BSG轻混技术已经在国内车企中使用的比较频繁。尽管BSG启停系统在节能减排上作用有限,但对于改进驾驶体验有着重要作用。不少高级的混动车型都会选择在车中添加该系统,例如比亚迪的DM3系统就在DM2系统的基础上添加了一个BSG电机。

目前BSG电机的成本在1000元左右,所以在车企的车型中应用比较广泛。但随着排放和能耗标准的趋严,BSG轻混的地位可能会被撼动。

比较复杂的强混系统表现会如何呢?无论是日系还是德系混动,其节能前提都建立在高效发动机技术基础上,国内车企在发动机技术上仍比较弱势,因而在复杂强混技术上没有任何优势。在国内,混动车型不属于新能源汽车范畴,只能进入节能汽车范畴。但在一些地区还能享受节能车指标待遇,可以参与节能车型摇号,甚至在一些地区还能享受到几千元的节能车型补贴。

在混动车型上雷克萨斯混动、广汽丰田雷凌、凯美瑞、本田雅阁锐、一汽丰田卡罗拉双擎等在市场表现都比较强势。

上半年,国内市场,雷克萨斯销量同比增长14%,其混动车型增幅高达50%;今年7月,广汽丰田雷凌、凯美瑞两款混动车型共销售了5946台,同比增长35.3%,占广汽丰田总销量的12%,而本田雅阁锐混动更是长期稳居中高级轿车混动销量前端。车市萎靡大背景,混动车型稳中有升,也让我们对其补贴退坡后的市场表现充满期待。

 

4、群雄布局48V

国家对车企能耗排放要求日趋严格,车企必须拿出行之有效的节能减排方案。但纯电动和插混在非限购城市竞争力又十分有限,车企也不能一股脑生产新能源汽车,而自主研发混动技术成本又太高。

有什么办法能让车企的燃油车节能排放达标么?目前从技术角度和成本角度来看,48V混动技术是较为行之有效的方案。

48V技术可以看成BSG技术的升级版,通过48V电机来替代12V电机,从而达到更加优良的节能减排效果。据测算,12V微混系统节油水平约为5%,而48V系统节油率可以达到10%-20%,同时二氧化碳排放上有望降低13%-22%

从硬件角度来看,48V系统硬件配置并不复杂,只需要安装电机、电池组、逆变器和DC/DC转换器即可。从技术角度来看,有强的兼容性,48V电机安装的位置也比较灵活,可以取代BSG电机进一步优化车辆的启停和能量回收,也可以集成在发动机和变速箱之间,进行扭矩辅助和能量回收。

国内吉利、长安、北汽、江淮、长城等企业都有计划生产配备48V系统的车型,如吉利博瑞GE、长安的CS55等。而国外车企,如奔驰 AMG GT50、奥迪的A6L、全新马自达3等新车型也都将加装48V电机来提升车辆性能。

但值得注意的一点,由于48V系统安装的位置不同,其整体节能表现也有很大的区别。目前来看,欧洲企业更多将48V系统添加至P2端(发动机和变速箱之间),用来为发动机起步和低速时增加扭矩,提高发动机效率;而国内大部分企业更强调48V启停技术,48V用来取代12V皮带电机,并用48V电网系统为车辆组件供电。虽然有点此48V非彼48V的意味,但在下一阶段48V系统会成为燃油车的标配之一。

四个技术路线的近期表现数过,可以明确的是,四种技术都不会放弃。至于谁更胜一筹,虽然还会受到双积分等政策的影响,但是根本决定因素,还是要看节能投入和节能效果的对比。

来源:第一电动网

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