根據中國汽車工程學會公布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》計劃,到2025年,我國新能源汽車銷量達到20%(BEV18% PHEV2%),混動汽車新車銷量占傳統(tǒng)汽車比重達到50%(HEV MHEV合計50%)。
也就是說,到2025年,我國混動汽車(HEV MHEV PHEV)將占汽車銷量的42%,達到每年1000萬輛的水平。混動將成為中國汽車市場未來五年最大的藍海市場。
考慮到排放標準(國家7實施)和雙點政策(2020年為5.5 L/100公里)逐漸嚴格,旅行補充可能會經歷逐年上升,楊認為,到2025年馬達不能單獨驅動車輛的MHEV將逐漸被HEV和PHEV取代。
從市長/市場競爭格局來看,到2021年為止,自有品牌中,康魂系統(tǒng)的主要玩家有比亞迪、廣汽、蒸汽、吉利、長城、長安、奇瑞7家,其中一些已經開發(fā)了18年的混合技術。
這些品牌在2021年底基本完成了混合技術開發(fā),其中比亞迪節(jié)奏快,技術研發(fā)ampd、率先完成核心產業(yè)鏈布局、產品升級,其余品牌也將在2022年抓住產品線,完成向混合產品的升級,影響市長/市場銷售。
從技術路線的角度來看,混合技術路線可以分為4種,分別是串行、并行、分類和串行并行配置。
其中比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT、吉利雷信智發(fā)動機Hi X、奇瑞鵬DHT、長安iDD、廣汽公司研究的GMC2.0都屬于串行并行結構。
與此相反,除比亞迪DM-i外,其余5個自主品牌各采用多串行并行結構,發(fā)動機連接條件更為廣泛。多文件串行并行配置與單文件串行并行配置相比,引擎干預速度區(qū)域更廣,動態(tài)性能更好,但由于單位多,體積大,燃油經濟性稍低。
蒸汽EDU2.0和比亞迪DM-p采用并聯(lián)結構。該技術最簡單,是早期混合技術,加速性能好,但主要特點是饋電燃料消耗高。
廣汽與豐田合作的2.0TM THS電力分流配置和自研GMC2.0(可兼容混合/插頭混合)兩級串行并行配置,通過兩個主要技術途徑推進混動技術落地。
與豐田的合作混合系統(tǒng)目前搭載在最新一代廣汽電器GS8上,自行研究的雙級并行混合系統(tǒng)將于2022年正式上市。
接下來,我們詳細了解一下各大自主品牌的混合系統(tǒng)路徑和產品布局。
一、積累的1.0時代(2003-2015年) (比亞迪、吉利、蒸汽、瘋狂)
比亞迪是最早進入混動賽道的自主品牌。
2003年,王傳福帶領3C電池大王比亞迪收購西安金川汽車有限責任公司,開始造車,比亞迪將新能源確定為主要方向,開始開發(fā)DM1.0混合平臺(PHEV專用發(fā)動機)。
2008年,比亞迪DM(DUAL MODM)混合平臺第一個車型兩相場(比亞迪F3DM)擁有1臺1.0汽油發(fā)動機(50KW)和兩臺電機(M1 25KW和M2 50KW),純電動壽命100km,
目前看起來比較落后的這款車型,當時引起了很大反響,被評價為未來汽車行業(yè)的主要方向。
從技術上講,BYD DM1.0混合平臺是最簡單的并行配置強混合平臺,采用固定軸式機械耦合系統(tǒng)和P1 P2的雙電機結構。
之后比亞迪以DM平臺為基礎,結合P4結構(三合一全驅),推出了P1 P2 P4的四驅強魂車型。
比亞迪新能源方向的進展啟發(fā)了國內其他一線品牌。在此基礎上,吉利、蒸汽、廣汽相繼進入混動市場。
但是,與比亞迪直接進入電機電池不同,廣汽利用發(fā)動機開發(fā)的優(yōu)勢,以開發(fā)與混合系統(tǒng)相匹配的超高熱效率混合專用發(fā)動機為出發(fā)點。
2011年以來,廣汽與全球發(fā)動機技術寡頭AVL、FEV合作,開發(fā)出高效燃燒技術,成為國內第一家自主研究成功、量產超熱效率阿特金森發(fā)動機的企業(yè)。此后,廣汽電水分別部署了基于正軸式電耦合系統(tǒng)和P1 P3的雙電機結構的并聯(lián)配置混合平臺)和BEV增設程序混合的串行平臺。
在2015廣州車展上,廣汽電秀在新能源方面大放異彩,宣布了2種車型,推出了2種產品。
p>其中最重要的是廣汽集團并聯(lián)混動架構GMC平臺上第一臺插混車型廣汽傳祺全新GA5 PHEV插電混動版,其采用了并聯(lián)構型,綜合續(xù)航里程達到600km。有趣的是,GA5 PHEV并不是廣汽傳祺的第一臺混動車型,在GA5 PHEV發(fā)布前幾個月,廣汽傳祺還發(fā)布了一臺GA5 BEV版車型,這也是后來理想汽車重拾BEV技術,被行業(yè)稱為落后的主要原因。
兩種技術路線加持,多款新能源車型連續(xù)上市亮相,使屆時的廣汽集團執(zhí)行董事、廣汽乘用車董事總經理吳松意氣風發(fā)的講道:“新能源是未來5年的主攻方向,廣汽傳祺會在新能源車的道路上持續(xù)發(fā)力?!?/p>
與廣汽一起起步的上汽集團則選擇了模仿比亞迪技術路線前進,其所采用的手段也顯得十分直接。有行業(yè)人士透露,在2008年,上汽直接從比亞迪挖走了一批混動研發(fā)團隊人員,于2009年開始研發(fā)EDU混動平臺(PHEV)。
為了避開行星齒輪混動系統(tǒng)的一系列專利,上汽開發(fā)了基于雙電動機結構的專用混合動力變速器, 即電驅變速器 EDU (Electric Drive Unit),
2013年,上汽EDU1.0混動平臺第一款車型量產上市(榮威550),其采用了固定軸式機電耦合系統(tǒng)及P1+P2的雙電機結構,匹配了1.5L自然吸氣發(fā)動機。
其中P1電機也叫BSG電機,可以實現(xiàn)發(fā)動機啟停,串聯(lián)充電工作,P2電機則可以實現(xiàn)純電驅動車輛。
從結構來看,上汽雖然挖了比亞迪的人,但并沒有照搬比亞迪的混動技術設計。
上汽EDU1.0是國內第一家自研串并聯(lián)混動構型的混動平臺,與當時的本田i-MMD、現(xiàn)在的比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT等,十分相似。
從結構來看,EDU1.0也是采用了兩檔驅動,與行星齒輪系統(tǒng)的混動方案相比,發(fā)動機和電機可工作于不同轉速下參與驅動,動力性好。
缺點是,目前的所有串并聯(lián)架構都是以電為主,發(fā)動機輔助動力補充,而當時的上汽EDU混動系統(tǒng)的ISG電機只有27kw,驅動電機只有50kw,系統(tǒng)依舊是以發(fā)動機為主,純電為輔助。
后期車輛也只有在嚴重低速擁堵和蠕行中才能一直使用純電模式,所以沒有把串并聯(lián)架構的節(jié)能優(yōu)勢完全發(fā)揮出來。
但即便如此,2015款榮威550插電式混動轎車的官方公告中,饋電油耗為5.4 L/100 km,與傳統(tǒng)動力的榮威550轎車(油耗8.0 L/100 km)相比,節(jié)油率也達到30%。
之后,上汽第一代 EDU1.0 電驅系統(tǒng)此前搭載在了包括榮威 e550、榮威eRX5、名爵 6 插電式混動版等多款車型上,一度奠定了上汽在插電式混動車領域的領先地位和口碑。
在比亞迪、上汽、廣汽分別推出多款車型之際,一起出發(fā)的吉利還在各種混動技術路線中搖擺不定。
2005~2007年,吉利探索的混動技術方向是MHEV模式。 2007~2009年,吉利探索的混動技術方向是PHEV、固定軸式機電耦合系統(tǒng)、單電機結構。 2009~2011年,吉利探索的混動技術方向是PHEV、行星齒輪式機電耦合系統(tǒng)。 2010年,吉利全資收購沃爾沃;2011年,吉利開始與沃爾沃合作研發(fā)epro混動平臺(HEV+MHEV+PHEV,固定軸式機電耦合系統(tǒng)),該平臺基于沃爾沃的Drive-E 1.5T發(fā)動機技術與沃爾沃的MHEV技術進行拓展開發(fā)。 2014年,吉利與科力遠成立CHS(China Hybrid System)合資公司(吉利控股),開始研發(fā)CHS混動平臺(基于豐田THS混動平臺進行復制開發(fā),行星齒輪式機電耦合系統(tǒng))。
2015年,入局10年,嘗試了各種技術路線的吉利,還未推出任何一款產品。
從現(xiàn)在來看,2003年——2015年是自主品牌殺入混動市場的黃金12年,在這12年,自主品牌帶頭在中國汽車市場完成了混動技術研發(fā),為市場培養(yǎng)了一批人才。
但從市場來看,這些混動產品在上市初期并沒有獲得市場的認可,截止2015年,中國混動市場全年僅僅售出6.07萬輛(包括外資品牌和輕混)。
究其原因是產品綜合性能不足以打動消費者,例如銷量較好的榮威550,起售價竟高達23.98萬元(補貼前),但電機的總功率僅50kw,搭載了11.8度的磷酸鐵鋰電池,工況續(xù)航里程只有60kw,補能方面也僅支持慢充,充滿需要6-8小時。
除此之外,當時最新的秦PHEV售價為20.98萬-21.98萬元(補貼前)由于并聯(lián)結構的特性,其饋電油耗高達10L/100km以上,被稱為5S真男人。
對于用戶來說,這些混動車型價格貴、饋電油耗高、故障率高、保值率低,無法媲美同價位燃油車型,只有傻子才會買。
二、揚長避短的2.0時代(2015-2020年)
2015年之后,自主品牌混動技術路線開始分化,朝著避開國外專利和本土化兩個方向探索。
首先是技術專利方面,并聯(lián)強混系統(tǒng)逃不開P2電機構型的離合器、但換擋撥叉的控制平順性問題對國內企業(yè)來說是一個無法逾越的難題,很多用戶都對燃油驅動與電機驅動切換間的闖動記憶猶新。
為了消除在不同機電耦合模式間切換時的頓挫闖動現(xiàn)象,比亞迪、上汽在第二代混動平臺中都改變了混動拓撲結構,繞過了P2電機構型。
比亞迪在2017年之后開發(fā)出了雙模DM 二代混動系統(tǒng),簡稱DM2.0混動系統(tǒng)。
從結構來看,比亞迪的雙模DM 2.0混動系統(tǒng)是典型的P1+P3結構,這套系統(tǒng)由1.5T 發(fā)動機和 6DCT 變速箱以及一個110kW 功率的驅動電機組成。
這套系統(tǒng)的特點是,電機加在變速箱的輸出端,直接與減速器相連,電機功率和扭矩可以做到非常大,基于此比亞迪還提出了全系車型百公里加速在4S內的戰(zhàn)略目標。
除此了扭矩更大之外,因為發(fā)動機和電驅系統(tǒng)相對獨立,其中任何一個系統(tǒng)損壞,車輛仍能正常行駛,可靠性大幅提升。
但這套系統(tǒng)依舊是并聯(lián)構型,這使得比亞迪雙模DM2.0代混動系統(tǒng)的優(yōu)缺進一步被放大,即加速更強,饋電油耗更高。
如果說比亞迪是在原有技術路線上做強化升級,那么上汽EDU混動平臺則走向了另外一條路線。
2016年之后,上汽發(fā)布了第二代EDU(已量產,簡稱EDU2.0),采用的是10速變速箱結構。
EDU2.0 電驅系統(tǒng)核心的零部件是發(fā)動機端的 6 速變速器以及電機端的 4 擋變速器組成。6擋變速器與發(fā)動機同軸連接、4 擋變速器與 TM 驅動電機同軸連接,兩套動力系統(tǒng)采用平行布局,通過中間的輸出軸將動力傳遞到車輪。
所以從結構上來看,第二代 EDU 電驅系統(tǒng)屬于三平行軸的布局結構。
從構型來看,第二代EDU電驅系統(tǒng)取消了P1電機,這使得上汽混動技術路線的構型從串并聯(lián)構型變成了并聯(lián)構型,優(yōu)點是加速性能大大提升,搭載該系統(tǒng)的名爵6PHEV零百加速為5.9S,缺點是該系統(tǒng)的節(jié)油型大不如從前。
為此,有行業(yè)人士稱上汽EDU2.0是一場戰(zhàn)略誤判導致的退步,而且實打實的10檔物理結構使得混動系統(tǒng)的結構變得十分笨重,ISG電機的取消也使得該系統(tǒng)不具備長距離純電行駛的能力,油耗大大增加。
第一梯隊開場的吉利汽車一直到2017年才推出基于CHS混動平臺第的混動車型,帝豪PHEV。
得益與科力遠成立合資公司,該系統(tǒng)采用了星齒輪式機電耦合系統(tǒng),也是中國第一家分流構型混動系統(tǒng)。
不同點則在于,為了避開豐田的專利技術,吉利CHS是一個雙排行星齒輪和三個離合器組成,系統(tǒng)采用了更為復雜的結構,豐田THS系統(tǒng)是單行星齒輪組成。
相比豐田THS的單排行星齒輪,吉利CHS的雙排行星齒輪在齒比范圍上更為寬廣,能夠一定程度上降低對電動機的轉速要求。
搭載該技術的帝豪PHEV的官方宣稱饋電油耗為4.9L/100km,媒體實測饋電做到了5.7L/100km左右,在當時僅次于日系兩田。
有趣的是,吉利并沒有把該技術沿用下來,到2018年,吉利就賣出了CHS合資公司中的全部股權,退出CHS合資公司。
有行業(yè)人士透露,吉利推出該分流構型混動技術研發(fā)的主要原因是,該系統(tǒng)對行星減速齒輪的制造工藝及精度要求極高,而高精度行星減速齒輪的生產技術完全被日本企業(yè)所壟斷。
放棄分流構型研發(fā)的另一個原因是吉利早期與沃爾沃開發(fā)的固定軸式機電耦合系統(tǒng)的epro混動平臺進展迅猛,使得吉利有了保底牌。
同期,吉利epro混動平臺第一款車型量產上市,該系統(tǒng)采用固定軸式機電耦合系統(tǒng)及P2.5單電機結構(后續(xù)搭載在吉利和領克系列車型上)。
該系統(tǒng)屬于并聯(lián)構型,結構是雙離合變速箱的偶數(shù)軸上集成了一個驅動電機,理論上該電機既不是P1,也不是P2,所以被命名為P2.5結構。
與所有并聯(lián)構型混動產品一樣,該系統(tǒng)最大的缺陷也是饋電油耗高,因此消費者并不歡迎。
于此同時,吉利展開了下一代多檔串并聯(lián)構型混動技術的研發(fā)(雷神混動Hi·X)。
與比亞迪、吉利、廣汽、上汽等第一梯隊相比,長城汽車在混動方面布局較晚,直到2013年前后才立項研發(fā)。
或是等不及進場賣車,或是在應付新能源積分要求,有行業(yè)人士表示,長城汽車在混動系統(tǒng)立項后,并沒有采取自主研路線,而是采取了購買拼湊的策略。
其中包括德國工作室負責電驅動與控制器部分,印度工作室負責混動系統(tǒng)策略與軟件部分,由此,長城Pi4混動平臺完全成了歐洲車企混動系統(tǒng)的復制翻版,原封不動的采用了P0+P4分離式電機結構屬于并聯(lián)構型。
該技術后來搭載在WEY VV7 PHEV等車型上量產上市,后期由于虧電油耗較高,只能停產。
整體來看,長城汽車并沒有從這次混動產品研發(fā)中積累到太多經驗。2018年后,新能源和混動成為國家戰(zhàn)略,長城汽車才加碼全新混動產品——檸檬混動DHT的研發(fā)布局。
2020年,長城汽車在保定發(fā)布了串并聯(lián)構型的2檔檸檬混動DHT混動平臺。
由于某一條技術路線的一個代際的混動平臺的研發(fā)費用在15億元以上,混動平臺的技術路線一旦確立,至少會延續(xù)5年以上。所以,這5年,國內混動企業(yè)的技術路線發(fā)展就是揚長避短,深度本土化定制的過程。
當發(fā)現(xiàn)無法解決行星減速齒輪難題時,就放棄了行星齒輪式機電耦合路線,當發(fā)現(xiàn)無法解決P2電機控制難題時,就放棄了P2拓撲路線。
同時,隨著新能源在國內快速落地,補能方便,用戶更傾向于一臺有電能充電,沒電能省油的混動車型,串并聯(lián)構型成為了最佳選擇。比亞迪、吉利、長城、廣汽采用了串并聯(lián)構型混動產品研發(fā)。
在不斷的探索和尋找中,自主品牌終于找到了屬于自己的混動技術路線。
三、產品爆發(fā)前夜的3.0時代(2020年以后)
隨著新能源主要驅逐力漸變?yōu)槭袌鲵寗?,自主品牌混動技術成熟,2020年后,中國車市正式進入混動爆發(fā)時代。
第一家在風口飛起來的豬無疑是戰(zhàn)略最專注且投入時間最持久的比亞迪。
從2018年開始,比亞迪DM混動平臺進入3.0時代,同時比亞迪改變策略,以市場為導向(低油耗),制定了DM-P(高性能)和DM-i(低油耗)兩條進化路線。
DM-p延續(xù)高性能,追求極致的動力體驗,所以依舊采用的是P0+P3雙電機結構或P0+P3+P4三電機結構(前后橋電四驅結構);DM-i則輾轉追求低油耗,采用了P1+P3雙電機,單檔串并聯(lián)構型。
比亞迪學習廣汽的專用發(fā)動機研發(fā)模式,與全球發(fā)動機技術寡頭AVL、FEV、RICARDO合作研發(fā)采用高效燃燒技術的阿特金森1.5L驍云-插混專用高效發(fā)動機,其熱效率高達43.04%,比日本豐田一直保持的量產最高熱效率記錄(41%)還高了2.04。
除此之外,純電續(xù)航方面,該系統(tǒng)可以打造10-20度刀片電池,純電續(xù)航高達120km,并搭載快充,半小時可充滿80%。
新構型+高熱效率發(fā)動機+刀片電池等技術綜合發(fā)力,比亞迪在2021年3月交付了首款DM-i車型——秦Plus DM-i。該車型同時具備,饋電油耗低(3.6L/100km),售價便宜(11萬起步),純電續(xù)航長、能使用新能源牌照等多重優(yōu)勢。
在DM-i技術的支撐下,2021年比亞迪插混車型同比爆增467.6%,累計交付27.30萬輛。
在比亞迪之后,長城汽車在2020發(fā)布的第二代混動平臺(檸檬混動HEV+PHEV)車型也相繼推出,但是由于起步太晚,2021年12月,該平臺的首款車型魏派瑪奇朵DHT PHEV才上市。
該系統(tǒng)采用了2檔串并聯(lián)構型,搭載37.8度電池包,純電續(xù)航高達200km;這也是目前量產的最高純電續(xù)航的插混車型。
但是檸檬混動平臺的研發(fā)啟動時間實在太晚,在3年這么短的時間內,打造一款成熟的產品,還需要市場驗證。 除此之外,檸檬混動系統(tǒng)的關鍵技術指標如:發(fā)動機熱效率、發(fā)動機效區(qū)占比、電機效率、電機高效區(qū)占比、電控效率、電控高效區(qū)占比、系統(tǒng)傳動效率等都沒有公布。
但無論如何,加速追趕的長城汽車在2021年尾交付出了自己的全新混動產品,值得鼓勵。
2020年重拾混動技術研發(fā)的廣汽也開始加速,2021年公布了最新綠擎混動平臺,其中就包括全新一代串并聯(lián)技術研發(fā)。小道消息,可能會采用P1+P3雙電機2檔串并聯(lián)構型,與現(xiàn)有的長城檸檬混動DHT一致。
上汽沒有變,依舊是在迭代升級EDU并聯(lián)構型混動技術平臺,暫未聽過有打造串并聯(lián)構型混動平臺的計劃。
吉利在2021年10月發(fā)布了雷神智擎Hi·X,終于壓著尾巴推出了最新一代三檔DHT Pro串并聯(lián)構型混動系統(tǒng),其采用了P1+P2電機結構,匹配了43.32%熱效率三缸發(fā)動機,百公里油耗僅4.3L,目前已搭載在星越L雷神HI·X版車型上開始預售。
除此之外,看到風口的長安和奇瑞也在2020-2021年期間分別發(fā)布了自己的混動技術路線以及產品規(guī)劃。
2017年,長安發(fā)布“香格里拉計劃”,確定入局混動技術研發(fā)。
2021年長安推出iDD混動系統(tǒng)并稱其性能可對標比亞迪DM-i和長城檸檬混動DHT,該混動系統(tǒng)匹配藍鯨發(fā)動機,搭載30.7kWh電池,綜合續(xù)航達到1100km。
有趣的是,宣傳造勢許久的長安還至今還未亮出iDD混動系統(tǒng)的產品原理圖和工況圖,而這款參數(shù)對標友商的產品也僅僅停留在了參數(shù)對標友商層面。
奇瑞在2021年也公布了奇瑞鯤鵬混動DHT技術路線,后期公布了重要參數(shù),3擎3擋9模11速的技術優(yōu)勢。
但還未公布原理圖和工況圖。
2021年6月,奇瑞宣布了搭載鯤鵬混動DHT技術的瑞虎8 PLUS PHEV即將上市,2021年尾,奇瑞又宣布旗下高端星途追風PHEV將是首款搭載該技術量產的車型。
不管是產品策略調整還是技術有待完善,希望跳票半年的奇瑞,能在2022年順利推出產品。
可見,在3.0階段,幾乎所有頭部自主品牌都確定了向混動技術路線變革,而且都在向集成化程度越來越高串并聯(lián)構型混動DHT系統(tǒng)轉型。
但從技術儲備來看,有的人已經在這條路上專注投入了18年,2021年已經拿下一部分市場;有人起步早,但中途自廢了武功;有人在研發(fā)路線中搖擺不定,浪費了時間;有人在奮起直追,趕在風口前推出了第一款自研產品;有人則是看到風口,才剛剛起步。
寫在2022年混動市場爆發(fā)前夜:刀槍未見,勝負已分。
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