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自主品牌混動産品爆發前夜:刀槍未見,勝負已分

自主品牌混動産品爆發前夜:刀槍未見,勝負已分

中國汽車工程學會釋出的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》規劃中顯示,到2025年,大陸新能源汽車銷量占比要達到20%(BEV18%+PHEV2%),混動汽車的新車銷量占傳統汽車比例要達到50%(HEV+MHEV共50%)。

也就是說到2025年,大陸混動汽車(HEV+MHEV+PHEV)将占到汽車銷售總量的42%,達到年銷千萬輛級别。混動将成為中國汽車市場未來5年最大的藍海市場。

考慮到排放标準(國7實施)和雙積分政策(2020年5.5L/100km)逐漸收嚴,出行補能體驗逐年提升(充電設施普及),羊咩咩認為,到2025年,電機無法單獨驅動車輛的MHEV将會被HEV和PHEV逐漸替代。

從市場競争格局來看,截止2021年,自主品牌中強混系統的主要玩家有比亞迪、廣汽、上汽、吉利、長城、長安、奇瑞7家,其中部分車企已經布局研發混動技術18年之久。

這些品牌在2021年尾基本完成了混動技術研發,其中比亞迪節奏更快,已經搶先完成了技術研發、核心産業鍊布局和産品更新,剩餘品牌也将在2022年搶完産品線向混動産品的更新,沖擊市場銷量。

從技術路線來看,混動技術路線可分為4種,分别是串聯構型、并聯構型、分流構型和串并聯構型。

其中比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT、吉利着雷神智擎Hi·X、奇瑞鲲鵬DHT、長安iDD和廣汽自研的GMC2.0都屬于串并聯構型。

不同的是,除了比亞迪DM-i,剩餘5家自主品牌均分别采用了多檔串并聯構型,發動機接入工況更加寬泛。多檔串并聯構型相比單檔串并聯構型,發動機介入速域更加廣泛,動力性能更好,但也因為機關多,是以體積大,節油性略遜單檔構型一籌。

上汽EDU2.0和比亞迪DM-p則采用了并聯構型,這是最簡單也是最早期的混動技術,主要特點是加速性能較好,但饋電油耗較高。

廣汽則通過兩大技術路線推進混動技術落地,分别是與豐田合作的2.0TM+THS功率分流構型和自研的GMC2.0(相容混動/插混)2檔串并聯構型。

與豐田合作混動系統目前已搭載在最新一代廣汽傳祺GS8上市,自研的2檔串并聯混動系統将在2022年正式上市。

接下來我們詳細看一下各大自主品牌的混動系統路線以及産品布局。

一、探索積累的1.0時代(2003-2015年)(比亞迪、吉利、上汽、廣汽)

比亞迪是最早切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秦川汽車有限責任公司,開始造車,在開始造車時,比亞迪就确定了新能源為主要方向,開始了DM1.0混動平台(PHEV+專用發動機)研發。

2008年,比亞迪DM(DUAL MODE)混動平台第一款車型量産上市(比亞迪F3DM),動力來自于一台1.0汽油發動機(50KW)和兩台電動機(M1 25KW 和 M2 50KW),純電續航100km,加速能力也在10S開外,但這是全球第一款PHEV混動系統量産車型。

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這款現在看起來較為落後的車型在當時引起了很大的反響,被行業評價為未來汽車行業的主要方向。

從技術來看,比亞迪DM1.0混動平台是最簡單的并聯構型強混平台、其采用了固定軸式機電耦合系統及P1+P2的雙電機結構。

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之後比亞迪在DM平台的基礎上再結合P4結構(三合一電驅)推出了P1+P2+P4的4驅強混車型。

比亞迪在新能源方向的進展給了國内其它一線品牌帶來了啟發。基于此,吉利、上汽、廣汽先後殺入混動市場。

但與比亞迪直接切入電機電池不同的是,廣汽利用發動機研發優勢,以開發比對混動系統的超高熱效率混動專用發動機為切入點。

2011年後,廣汽與全球發動機技術寡頭AVL、FEV合作研發高效燃燒技術,進而成為國内第一家自研成功并量産超熱效率阿特金森發動機的企業。之後廣汽傳祺分别布局了基于定軸式機電耦合系統及P1+P3的雙電機結構的并聯構型混動平台(GMC1.0),和BEV增程式混動的串聯平台。

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在2015年廣州車展上,廣汽傳祺在新能源方面大放異彩,釋出了2款車型,亮相了2款産品。

其中最重要的是廣汽集團并聯混動架構GMC平台上第一台插混車型廣汽傳祺全新GA5 PHEV插電混動版,其采用了并聯構型,綜合續航裡程達到600km。

有趣的是,GA5 PHEV并不是廣汽傳祺的第一台混動車型,在GA5 PHEV釋出前幾個月,廣汽傳祺還釋出了一台GA5 BEV版車型,這也是後來理想汽車重拾BEV技術,被行業稱為落後的主要原因。

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兩種技術路線加持,多款新能源車型連續上市亮相,使屆時的廣汽集團執行董事、廣汽乘用車董事總經理吳松意氣風發的講道:“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發力。”

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。有行業人士透露,在2008年,上汽直接從比亞迪挖走了一批混動研發團隊人員,于2009年開始研發EDU混動平台(PHEV)。

為了避開行星齒輪混動系統的一系列專利,上汽開發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),

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2013年,上汽EDU1.0混動平台第一款車型量産上市(榮威550),其采用了固定軸式機電耦合系統及P1+P2的雙電機結構,比對了1.5L自然吸氣發動機。

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其中P1電機也叫BSG電機,可以實作發動機啟停,串聯充電工作,P2電機則可以實作純電驅動車輛。

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是國内第一家自研串并聯混動構型的混動平台,與當時的本田i-MMD、現在的比亞迪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,與行星齒輪系統的混動方案相比,發動機和電機可工作于不同轉速下參與驅動,動力性好。

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缺點是,目前的所有串并聯架構都是以電為主,發動機輔助動力補充,而當時的上汽EDU混動系統的ISG電機隻有27kw,驅動電機隻有50kw,系統依舊是以發動機為主,純電為輔助。

後期車輛也隻有在嚴重低速擁堵和蠕行中才能一直使用純電模式,是以沒有把串并聯架構的節能優勢完全發揮出來。

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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,與傳統動力的榮威550轎車(油耗8.0 L/100 km)相比,節油率也達到30%。

之後,上汽第一代 EDU1.0 電驅系統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、廣汽分别推出多款車型之際,一起出發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、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。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epro混動平台(HEV+MHEV+PHEV,固定軸式機電耦合系統),該平台基于沃爾沃的Drive-E 1.5T發動機技術與沃爾沃的MHEV技術進行拓展開發。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CHS混動平台(基于豐田THS混動平台進行複制開發,行星齒輪式機電耦合系統)。

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2015年,入局10年,嘗試了各種技術路線的吉利,還未推出任何一款産品。

從現在來看,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,為市場培養了一批人才。

但從市場來看,這些混動産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)。

究其原因是産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度的磷酸鐵锂電池,工況續航裡程隻有60kw,補能方面也僅支援慢充,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)由于并聯結構的特性,其饋電油耗高達10L/100km以上,被稱為5S真男人。

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對于使用者來說,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,隻有傻子才會買。

二、揚長避短的2.0時代(2015-2020年)

2015年之後,自主品牌混動技術路線開始分化,朝着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,并聯強混系統逃不開P2電機構型的離合器、但換擋撥叉的控制平順性問題對國内企業來說是一個無法逾越的難題,很多使用者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象,比亞迪、上汽在第二代混動平台中都改變了混動拓撲結構,繞過了P2電機構型。

比亞迪在2017年之後開發出了雙模DM 二代混動系統,簡稱DM2.0混動系統。

從結構來看,比亞迪的雙模DM 2.0混動系統是典型的P1+P3結構,這套系統由1.5T 發動機和 6DCT 變速箱以及一個110kW 功率的驅動電機組成。

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這套系統的特點是,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裡加速在4S内的戰略目标。

除此了扭矩更大之外,因為發動機和電驅系統相對獨立,其中任何一個系統損壞,車輛仍能正常行駛,可靠性大幅提升。

但這套系統依舊是并聯構型,這使得比亞迪雙模DM2.0代混動系統的優缺進一步被放大,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更新,那麼上汽EDU混動平台則走向了另外一條路線。

2016年之後,上汽釋出了第二代EDU(已量産,簡稱EDU2.0),采用的是10速變速箱結構。

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EDU2.0 電驅系統核心的零部件是發動機端的 6 速變速器以及電機端的 4 擋變速器組成。6擋變速器與發動機同軸連接配接、4 擋變速器與 TM 驅動電機同軸連接配接,兩套動力系統采用平行布局,通過中間的輸出軸将動力傳遞到車輪。

是以從結構上來看,第二代 EDU 電驅系統屬于三平行軸的布局結構。

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從構型來看,第二代EDU電驅系統取消了P1電機,這使得上汽混動技術路線的構型從串并聯構型變成了并聯構型,優點是加速性能大大提升,搭載該系統的名爵6PHEV零百加速為5.9S,缺點是該系統的節油型大不如從前。

為此,有行業人士稱上汽EDU2.0是一場戰略誤判導緻的退步,而且實打實的10檔實體結構使得混動系統的結構變得十分笨重,ISG電機的取消也使得該系統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混動平台第的混動車型,帝豪PHEV。

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得益與科力遠成立合資公司,該系統采用了星齒輪式機電耦合系統,也是中國第一家分流構型混動系統。

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,系統采用了更為複雜的結構,豐田THS系統是單行星齒輪組成。

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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範圍上更為寬廣,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。

有行業人士透露,吉利推出該分流構型混動技術研發的主要原因是,該系統對行星減速齒輪的制造技術及精度要求極高,而高精度行星減速齒輪的生産技術完全被日本企業所壟斷。

放棄分流構型研發的另一個原因是吉利早期與沃爾沃開發的固定軸式機電耦合系統的epro混動平台進展迅猛,使得吉利有了保底牌。

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同期,吉利epro混動平台第一款車型量産上市,該系統采用固定軸式機電耦合系統及P2.5單電機結構(後續搭載在吉利和領克系列車型上)。

該系統屬于并聯構型,結構是雙離合變速箱的偶數軸上內建了一個驅動電機,理論上該電機既不是P1,也不是P2,是以被命名為P2.5結構。

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與所有并聯構型混動産品一樣,該系統最大的缺陷也是饋電油耗高,是以消費者并不歡迎。

于此同時,吉利展開了下一代多檔串并聯構型混動技術的研發(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年前後才立項研發。

或是等不及進場賣車,或是在應付新能源積分要求,有行業人士表示,長城汽車在混動系統立項後,并沒有采取自主研路線,而是采取了購買拼湊的政策。

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政策與軟體部分,由此,長城Pi4混動平台完全成了歐洲車企混動系統的複制翻版,原封不動的采用了P0+P4分離式電機結構屬于并聯構型。

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該技術後來搭載在WEY VV7 PHEV等車型上量産上市,後期由于虧電油耗較高,隻能停産。

整體來看,長城汽車并沒有從這次混動産品研發中積累到太多經驗。2018年後,新能源和混動成為國家戰略,長城汽車才加碼全新混動産品——檸檬混動DHT的研釋出局。

2020年,長城汽車在保定釋出了串并聯構型的2檔檸檬混動DHT混動平台。

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由于某一條技術路線的一個代際的混動平台的研發費用在15億元以上,混動平台的技術路線一旦确立,至少會延續5年以上。是以,這5年,國内混動企業的技術路線發展就是揚長避短,深度本土化定制的過程。

當發現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,當發現無法解決P2電機控制難題時,就放棄了P2拓撲路線。

同時,随着新能源在國内快速落地,補能友善,使用者更傾向于一台有電能充電,沒電能省油的混動車型,串并聯構型成為了最佳選擇。比亞迪、吉利、長城、廣汽采用了串并聯構型混動産品研發。

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、産品爆發前夜的3.0時代(2020年以後)

随着新能源主要驅逐力漸變為市場驅動,自主品牌混動技術成熟,2020年後,中國車市正式進入混動爆發時代。

第一家在風口飛起來的豬無疑是戰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混動平台進入3.0時代,同時比亞迪改變政策,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。

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DM-p延續高性能,追求極緻的動力體驗,是以依舊采用的是P0+P3雙電機結構或P0+P3+P4三電機結構(前後橋電四驅結構);DM-i則輾轉追求低油耗,采用了P1+P3雙電機,單檔串并聯構型。

比亞迪學習廣汽的專用發動機研發模式,與全球發動機技術寡頭AVL、FEV、RICARDO合作研發采用高效燃燒技術的阿特金森1.5L骁雲-插混專用高效發動機,其熱效率高達43.04%,比日本豐田一直保持的量産最高熱效率記錄(41%)還高了2.04。

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除此之外,純電續航方面,該系統可以打造10-20度刀片電池,純電續航高達120km,并搭載快充,半小時可充滿80%。

新構型+高熱效率發動機+刀片電池等技術綜合發力,比亞迪在2021年3月傳遞了首款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),純電續航長、能使用新能源牌照等多重優勢。

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在DM-i技術的支撐下,2021年比亞迪插混車型同比爆增467.6%,累計傳遞27.30萬輛。

在比亞迪之後,長城汽車在2020釋出的第二代混動平台(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,該平台的首款車型魏派瑪奇朵DHT PHEV才上市。

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該系統采用了2檔串并聯構型,搭載37.8度電池包,純電續航高達200km;這也是目前量産的最高純電續航的插混車型。

但是檸檬混動平台的研發啟動時間實在太晚,在3年這麼短的時間内,打造一款成熟的産品,還需要市場驗證。除此之外,檸檬混動系統的關鍵技術名額如:發動機熱效率、發動機效區占比、電機效率、電機高效區占比、電控效率、電控高效區占比、系統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年尾傳遞出了自己的全新混動産品,值得鼓勵。

2020年重拾混動技術研發的廣汽也開始加速,2021年公布了最新綠擎混動平台,其中就包括全新一代串并聯技術研發。小道消息,可能會采用P1+P3雙電機2檔串并聯構型,與現有的長城檸檬混動DHT一緻。

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上汽沒有變,依舊是在疊代更新EDU并聯構型混動技術平台,暫未聽過有打造串并聯構型混動平台的計劃。

吉利在2021年10月釋出了雷神智擎Hi·X,終于壓着尾巴推出了最新一代三檔DHT Pro串并聯構型混動系統,其采用了P1+P2電機結構,比對了43.32%熱效率三缸發動機,百公裡油耗僅4.3L,目前已搭載在星越L雷神HI·X版車型上開始預售。

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除此之外,看到風口的長安和奇瑞也在2020-2021年期間分别釋出了自己的混動技術路線以及産品規劃。

2017年,長安釋出“香格裡拉計劃”,确定入局混動技術研發。

2021年長安推出iDD混動系統并稱其性能可對标比亞迪DM-i和長城檸檬混動DHT,該混動系統比對藍鲸發動機,搭載30.7kWh電池,綜合續航達到1100km。

有趣的是,宣傳造勢許久的長安還至今還未亮出iDD混動系統的産品原理圖和工況圖,而這款參數對标友商的産品也僅僅停留在了參數對标友商層面。

奇瑞在2021年也公布了奇瑞鲲鵬混動DHT技術路線,後期公布了重要參數,3擎3擋9模11速的技術優勢。

但還未公布原理圖和工況圖。

2021年6月,奇瑞宣布了搭載鲲鵬混動DHT技術的瑞虎8 PLUS PHEV即将上市,2021年尾,奇瑞又宣布旗下高端星途追風PHEV将是首款搭載該技術量産的車型。

不管是産品政策調整還是技術有待完善,希望跳票半年的奇瑞,能在2022年順利推出産品。

可見,在3.0階段,幾乎所有頭部自主品牌都确定了向混動技術路線變革,而且都在向內建化程度越來越高串并聯構型混動DHT系統轉型。

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産品;有人則是看到風口,才剛剛起步。

寫在2022年混動市場爆發前夜:刀槍未見,勝負已分。

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