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動力技術多元化,未來誰能“三分天下”?

2024/05/25
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5月15日-17日,第四屆車用動力系統(tǒng)國際高峰論壇(以下簡稱“第四屆高峰論壇”)在中國寧波圓滿舉行。本屆論壇以“雙碳驅動·多元共贏”為主題,匯聚了來自國內外的行業(yè)專家、品牌廠商、知名學者等各方代表參會,共同探討了“雙碳”目標指引下的行業(yè)前景。

作為動力系統(tǒng)領域最具專業(yè)性和權威性的發(fā)聲平臺之一,中國工程院院士、中國汽車工程學會名譽理事長李駿在開場致辭環(huán)節(jié)中表示:“到目前為止,我們看到并不是完全的一種動力系統(tǒng)能夠解決所有客戶和所有市場的問題,所以動力的多元化非常必要?!?/p>

他指出,目前我國新能源汽車市場占有率越來越高,市場推廣相對比較成功,但是發(fā)展新能源汽車的目標是推動中國汽車產業(yè)自主創(chuàng)新,實現換道超車,如今這一目標已經實現,但是過程中也出現了很多亂象,包括內卷、降價等。“所有這些都說明我們還需要一個新目標、一些新規(guī)則,而這個新目標就是碳達峰、碳中和?!?/p>

實際上,我國汽車行業(yè)曾在2020年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖(2.0 版)》中提到“汽車產業(yè)碳排放總量先于國家碳排放承諾于2028年左右提前達到峰值,到2035年排放總量較峰值下降20%以上”的減排目標。也就是說,相較于“3060”雙碳總目標,汽車產業(yè)的減碳目標更加超前。而這一承諾背后是,交通運輸領域是我國第三大碳排放源,汽車運輸就占到該領域碳排放量總量的80%以上。

于是,如何實現汽車產業(yè)的節(jié)能減碳成為整個產業(yè)鏈思考的重點。也正是在此背景下,中國內燃機工業(yè)協(xié)會乘用車動力總成專業(yè)委員會(SCP)和中國汽車工程學會汽車先進動力系統(tǒng)分會(APS)先后在2020年和2021年應運而生。作為動力系統(tǒng)的專業(yè)平臺組織,SCP&APS經過與平臺專家以及產學研代表的多輪研討碰撞后,在2022年9月提出了代表動力發(fā)展方向的“富春江共識”,包括能源的多樣化、動力系統(tǒng)技術路線的多元化、主推混合動力技術路線等。

值得一提的是,“混合動力的技術是當前乃至中長期實現碳達峰、碳中和的支柱技術之一?;谔贾行匀剂系母咝Щ旌蟿恿?,是可以支撐未來碳中和實現的?!边@一前瞻共識與當前行業(yè)的技術發(fā)展趨勢幾乎完全吻合。

純電降溫,混動漸成主流

“國內混動市場的發(fā)展和我們兩年多前的‘富春江共識’預期是極其相似的。” 在第四屆高峰論壇上,吉利汽車集團高級副總裁、乘用車動力總成專業(yè)委員會(SCP)理事長、汽車先進動力系統(tǒng)分會(APS)主任委員王瑞平如是回顧。

從市場端的表現來看,2023年我國新能源汽車市場增速為39%,其中插電混動增速達到86.6%,混動技術成為動力轉型的主力。到了今年,純電動汽車的增速和滲透率均有所減緩。數據顯示,1-4月,純電動汽車的市場滲透率為22.6%,低于去年平均滲透率的23.4%,而PHEV則是從去年全年的11%快速增長到16%。

需要指出的是,不止中國,今年一季度以來,全球純電動汽車亦呈現出放緩態(tài)勢,這在歐美市場表現得尤為明顯。對于這一變化出現的原因,高盛在相關分析報告中指出,充電基礎設施建設不及預期、政策退坡下降、二手車市場保值率低、成本相對較高是主要原因。

與此同時,高盛對混合動力汽車/插電式混合動力汽車的前景也越發(fā)看好。其看好的理由是:混合動力汽車的二手車價格更保值、混合動力汽車的利潤率超過汽油車、混合動力汽車還提供卓越的動力性能。

該機構指出,在電動汽車銷售放緩的情況下,混合動力汽車和插電式混合動力汽車的銷量一直在加速。在美國,過去幾個月的增長速度已經超過了電動汽車,全球混合動力汽車的銷量可能會超出預期100-200萬輛。

正是在此背景下,許多此前表示要All in純電的歐美車企紛紛開始調整其激進的電動化戰(zhàn)略,增加混合動力的規(guī)劃,并重啟對高效內燃機的研發(fā)。

在去年底,奧迪表示將放緩推出新能源電動車的速度,以減緩經銷商銷售壓力以及消費者的購車需求,短期內仍將繼續(xù)推廣燃油車和PHEV車型。今年3月,奔馳公開表示,放棄全面電動化,收回自己2030年不再推出燃油車的計劃,為繼續(xù)生產內燃機汽車做準備,并計劃到2027年推出全新的內燃機車型陣容。而近日,大眾汽車集團被曝放棄全面電動化,對此官方回應稱:公司始終堅持電動化戰(zhàn)略,但是在轉型過程中,由于世界各地市場發(fā)展步伐有所差異,必須要靈活地推進動力系統(tǒng)布局。實際上其正在加快混動車型的研發(fā)。

上述變化在2024年的北京車展上已可窺見。今年越來越多的混動技術和混動車型亮相北京車展,如吉利新一代雷神電混、比亞迪第五代DM-i、長城Hi4-T混動架構、上汽乘用車DMH、上汽通用PHEV智電插混系統(tǒng)、一汽豐田縱置平臺混動、梅賽德斯-AMG的63EPERFORMANCE等,這些技術覆蓋了轎車、SUV、家用車、性能車等多個品類,全面提高整車性能和燃油經濟性。

對于市場的這一轉變,王瑞平表示,所有的技術路線都要源于市場、服務于市場,要符合市場的發(fā)展規(guī)律?!盎谶@樣的一個現狀,大家的聲音實際上又在回過頭來,很多觀點逐步回歸到混動是我們當前發(fā)展階段主流的技術路線,而且會成為市場的主導?!?/p>

雙碳驅動,混動站C位

不管是市場表現還是企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的轉變,一個可以肯定的答案是,曾經一度被視為“過渡”性技術的混合動力正逐漸成為市場的主角。而將混動技術推向主角的原因,除了其擁有與純電動汽車幾乎相同的優(yōu)勢且沒有里程焦慮外,更為重要的一點則是文章開篇所提到的雙碳目標。

對此,王瑞平強調到:“法規(guī)和市場是我們重要的兩輪驅動,電動車增速雖然放緩,但是法規(guī)并沒有放緩?!卑凑辗ㄒ?guī)要求,2030年中國和日本每百公里CO?排放要進入到75克和74克,這意味著百公里平均油耗要達到3L;美國和歐洲2030年CO?排放要達到49克和43克,接近每百公里2L的油耗水平,現實與目標差距非常之大。怎么辦?混合動力成為填補這一差距的支柱技術之一。

從汽車全生命周期碳減排來看,受我國能源結構影響,純電動汽車無論是動力電池生產階段還是后期整車使用時的能源補充,其碳排放強度都不低,燃油車就更甚。而通過發(fā)動機和電機協(xié)同工作的FHEV(完全混合動力),可降低燃油消耗和二氧化碳排放;PHEV(含增程)在生產階段碳排放雖較高,但在純電行駛階段的碳排放更低。

在SCP&APS聯(lián)合發(fā)布的《汽車先進動力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展報告》藍皮書中已明確指出,混動技術是燃油車節(jié)能減排的一種成本較低的技術路徑。

另外,由蓋世汽車、上海交通大學汽車工程研究院和上海市國際展覽(集團)有限公司主編的《汽車產業(yè)雙碳研究白皮書》中進一步指出,對比各技術路線乘用車全生命周期全生態(tài)的單車平均碳排放量與經濟成本得出,A級及以上車型的FHEV(完全混合動力)是現階段兼顧雙減的最優(yōu)方案,其次便是PHEV。

中國第一汽車集團有限公司研發(fā)總院資深首席專家李金成在此次論壇上也分析指出,EV最高的使用效率決定了其必然是未來發(fā)展方向之一,但其碳排放并不是最低的路線,總成本高于PHEV。PHEV(含增程)使用化石燃料時雖然總碳排放高于EV,但和碳中性燃料結合后,碳排放和成本均具有優(yōu)勢,應該是長期技術路線。

由上可見,面對電動車當前發(fā)展的不及預期以及日益嚴苛的碳減排法規(guī),幾乎沒有短板且更具經濟價值的混動技術無疑將迎來更多的發(fā)展機遇。這一點在去年七部委印發(fā)的《汽車行業(yè)穩(wěn)增長工作方案(2023—2024年)》中也有所體現。方案指出,“要穩(wěn)定燃油汽車消費,鼓勵企業(yè)以綠色低碳為導向,積極探索混合動力、低碳燃料等技術路線,促進燃油汽車市場平穩(wěn)發(fā)展?!?/p>

在雙碳驅動下,李駿院士還設想到,基于綠電、綠氫、綠氨、綠色甲醇和綠色生物的零碳燃料、綠色燃料而開發(fā)的綠色零碳內燃機也不失為未來碳減排的技術之一,其在制造和使用過程中均占有優(yōu)勢,當然這一新型內燃機還有待研發(fā)。

電氣化大趨勢下,混動/插電/純電“三分天下”

事實上,在汽車產業(yè)電氣化轉型趨勢下,關于哪種動力技術路線會成為主流,一直是行業(yè)的核心關注點。目前來看,純電動汽車的增長趨勢已經有所放緩;而擁有與純電動汽車幾乎相同優(yōu)勢且沒有里程焦慮的插電混動車型在快速上量。但是二者并非對立,而是相輔相成、相互促進。

“混合動力和電動化兩個技術方向都是和三電緊密地捆綁在一起,都高度取決于三電技術的發(fā)展來得以提升。”從核心三電技術來看,王瑞平認為這兩條技術路線完全可以共享,這方面已經與電動車領域專家達成了共識。

其還指出,未來動力總成應該朝著動力“新四化”為主導的發(fā)展方向,即動力的高效化、驅動的電氣化、控制的智能化以及能源的多樣化。

針對動力“新四化”方向,吉利有所實踐。以混合動力系統(tǒng)核心的發(fā)動機和變速器為例,新一代雷神電混引擎BHE15 Plus,應用了高端電氣化硬件及8大智能控制技術的X·System支持,擁有量產發(fā)動機中更高的44.26%熱效率。在領克08上批量生產的DHT Evo是高效強電的智能混動變速器,WLTC工況綜合效率達89.4%,通過發(fā)動機3擋加電機1擋的結構設計,可以滿足全域并聯(lián)工作模式的智能切換,實現用戶不同的動力需求。就在第四屆高峰論壇召開期間,雷神動力獲得由中汽中心頒發(fā)的行業(yè)首張“新能源汽車混動系統(tǒng)可靠性認證 S 級”證書,相當于50萬公里的可靠性和耐久性測試,全過程零故障、零換件、零衰減。

吉利動力研究院常務副院長趙福成表示:“吉利堅持內燃機高效化路線,持續(xù)提高熱效率;堅持能源多樣化戰(zhàn)略,積極推進甲醇等清潔燃料動力的開發(fā);堅持混動為主的技術路線,堅定不移持續(xù)提升混動系統(tǒng)效率。”其透露,不久的將來,吉利就會量產熱效率超過45%的發(fā)動機,未來還將在50%熱效率方面繼續(xù)下功夫。

針對電動、混動、燃油等動力技術未來的發(fā)展方向,盡管業(yè)界一直爭議頗多,但在王瑞平看來,電氣化一定是未來動力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢,且在此趨勢下,2030年將會形成混動、插電和電動“三分天下”的局面。

不過,結合當下電氣化轉型的步伐來看,“三分天下”會分兩個階段走:第一個階段,在燃油車、混合動力和純電之間會形成一個“三分天下”;第二個階段,隨著“雙碳”目標的加嚴,燃油車會進行升級,升級到混合動力之后,會形成混動、插電和純電的“三分天下”。

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