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三重助力升级替代传统燃油汽车:混合动力汽车迎来黄金发展期

来源:安博电竞网上官网    发布时间:2024-09-13 20:33:30

  2020年9月,中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。

  2021年1月25日,在世界经济论坛“达沃斯议程”对话会强调,“中国正在制定行动方案并已开始采取具体措施,确保实现既定目标”。2月1日,生态环境部颁布的《碳排放权交易管理办法(试行)》正式施行,中国碳市场进入“第一个履约周期”。

  根据中汽数据对2019年不一样乘用车的单车碳排放的核算结果,常规混合动力乘用车、 插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车的单车碳排放量分别为167.2 gCO2e/km、180.9 gCO2e/km 和153.7 gCO2e/km,明显低于汽油车的209.0 gCO2e/km 和柴油车的281.9 gCO2e/km。

  由此可见,新能源汽车具有非常明显的碳减排潜力。因此,发展新能源汽车是实现碳中和目标的重要手段,而混合动力汽车作为汽车从燃油车向纯电动车过渡的重要中间产品,在未来一定时期内是承担汽车低碳化发展的重要方案。

  中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线》提出了我国汽车技术的总体目标,到 2025 年、2030 年和 2035 年,国内新能源汽车分别达到总销量的 20%、40%和 50%,节能汽车(包括 48V、HEV 等混动技术方案)分别达到传统能源乘用车 50%、75%和 100%;乘用车新车油耗分别达到 4.6L/100km、3.2L/100km 和 2.0L/100km。

  我们据此推算,未来 15 年内混动汽车或将逐步实现对传统燃油车的升级替代。迅速实现混合动力技术的发展和应用,快速提升混动汽车的产品力,将是未来一段时间内车企实现电动化转型的关键之一。

  根据中国汽车工程学会《节能与新能源汽车技 术路线》的规划,未来新能源汽车中的混合动力汽车(包括节能汽车、PHEV 和 EREV) 的合计占比,到 2025/2030/2035 年将由 2020 年的 2.5%增加到 42.0%/47.8%/52.5%。

  我们据此测算,混合动力汽车在 2020-2025 这 5 年时间里可能有超过 16 倍增长空间。

  自2017年双积分管理办法实施以来,随着考核要求逐步增加,国内乘用车总体双积分压力持续增大,2020年国内乘用车总体双积分为负值,首次总体未达标。

  在2020年中国电动汽车百人会论坛上,长安汽车董事长朱华荣表示,由于双积分未达标,长安的单车利润少了4000元。

  由此可见,在车辆供给端,为了减小双积分政策下负积分的影响,传动车企会持续提高新能源车和节能汽车的比例。

  2020年6月,工信部对双积分办法进行了修订,进一步提升了对燃料消耗量的限制,并将 低油耗乘用车纳入“双积分”管理办法,令主推混动路线的车企受益,为国内车企发展低油耗乘用车提供了指导方向。

  目前主流的混动技术方案包括 PHEV 和 HEV,对于 CAFC 积分(平均燃料消耗量积分),由于 PHEV 和 HEV 车型油耗较低,可以轻松又有效地帮企业提高其 CAFC 积分;而对于 NEV 积分(新能源积分),PHEV 车型单车可以为企业贡献 1.6 分的新能源积分,而 HEV 车型则能减小新能源积分的负值,有助于维持企业的新能源正积分。

  由于完全实现纯电动化周期较长,而政策法规对燃油车排放及能耗的多重限制日益严苛,因此,在一定时期内以 PHEV 和 HEV 为代表的混动车型将逐步成为市场的主力。

  我国混动技术经过多年的发展和积累已逐步走向成熟:自主品牌比亚迪、长城汽车、长安汽车、吉利汽车、奇瑞汽车、上汽集团、广汽集团等车企也纷纷推出或计划推出新一代混动产品;新势力造车企业、科技公司与主机厂合作也陆续推出了混动产品。

  2021年,比亚迪又推出多款搭载最新 DM-i 混动技术的车型,2021年 3 月发布宋 PLUS DM-i,NEDC 亏电油耗仅 4.4L/100km,百公里加速 7.9 秒;11 月广州车展,比亚迪海洋网的第二款产品“驱逐舰 05”正式亮相,搭载 DM-i 超级混动技术,百公里加速 7.3s,亏电油耗 3.8L/100km,纯电续航能力为 101km;12 月发布宋 Pro DM-i,搭载 1.5L 混动专用发动机,NEDC 亏电油耗仅 4.4L/100km,百公里加速 7.9 秒,综合续航能力 1090km。

  2022年1月,比亚迪进一步公布了 2022 款宋 MAX DM-i 车型消息,NEDC 亏电油耗仅 4.4L/100km,百公里加速 7.9 秒,综合续航里程 1090km,新车将于 2022 年一季度正式上 市;另外,新款汉 DM-i 将在 2022 年 4 月份的北京车展亮相,新车搭载 1.5L 插电混动系统,发动机上限功率 102 千瓦。

  2021年12月,WEY 品牌拿铁正式上市,搭载长城 DHT 混动系统,采用双电机混联拓扑结构。拿铁 DHT 拥有3.9 秒的 0-60km/h 加速与 7.5 秒的百公里加速,在中高速阶段双电机可实时参与调速,智能切换驱动方式来应对不同路况,综合油耗 4.9L/100km,续航里程 1000km,拿铁 DHT 此次上市共三款车型,1.5T DHT 中杯、1.5T DHT 大杯,以及 1.5T DHT 超大杯。

  2021年10月31日,吉利汽车在龙湾发布全新动力科技品牌“雷神动力”并推出模块化智能混动平台“雷神智擎”HI・X,包含 DHE20/DHE15 混动专用发动机,以及 DHT Pro/DHT 混动专用变速箱及其他电系统,支持 A0-C 级车型全覆盖,同时涵盖 HEV、PHEV、REEV 等多种混动技术。星越 L 混动版将成为首款搭载“雷神智擎”HI・X 混动技术的车型。

  广汽集团与丰田合作,2021年 12 月 12 日,广汽传祺第二代 GS8 正式上市,新车基于广汽全球平台模块化架构 GPMA-L 平台打造,第二代 GS8 提供 2.0T+8AT,以及 2.0TM+ 全新第四代增强版 THS II 丰田混合动力系统两种选择,共推出 6 款车型。

  2021 年广州车展,广汽传祺影豹的混动版正式亮相,新车打造了广汽第四代 2.0ATK 发动机和 GMC2.0 机电耦合系统,综合油耗低至 3.6L/100km。

  理想目前唯一在售产品理想 ONE 是一款增程式混合动力汽车,2021 年 5 月,2021 款理想 ONE 发布;理想的下一款产品 X01 有望在 2022 年 4 月发布,最迟不超过 6 月,预计 2022 年下半年开始交付。

  X01 仍旧是一款增程式混合动力汽车,采用热效率 40% 的 1.5T 四杠米勒循环发动机,驱动电机由长城蜂巢能源提供。

  华为联手小康股份旗下的赛力斯,为其增程式混动车型赛力斯 SF5 提供电驱系统和 HiCar 解决方案。

  2021 年 12 月,赛力斯与华为合作的高端智慧汽车品牌 AITO 推出其首款车“问界 M5”,新车基于 HUAWEI DriveONE 纯电驱增程平台打造,采用 1.5T 米勒循环技术高压缩比四缸增程器,搭配异步交流电机和永磁同步电机,百公里加速 4.4 秒,0-50 公里 1.9 秒弹射起步,续航里程超过 1000km。

  随着自主品牌、新势力和科技公司的新一代混合动力产品陆续推出上市,我们大家都认为从 2022 年开始混动车的渗透率将继续迎来快速提升。

  混合动力技术的原理是经过控制电机的输出调整发动机的工作区间到效率最优的部分,从而提升热效率,降低油耗。

  发动机在不同的转速和转矩下的热效率差异较大,通常在转速和转矩比较适中的位置,发动机的热效率相对较高。

  传统燃油车的发动机工作点无法主动调节,因此传统燃油车在行驶时,发动机工作点通常不会在保持在高效区,导致了发动机的平均热效率低、油耗高。

  混合动力汽车,可以在日常行驶的各种工况下,都首先保证发动机工作在综合效率较高的区间里。

  在低速缓慢行驶时,发动机功率冗余,能够最终靠电机向电池充电,从而将多余的能量储存起来;在高速急加速行驶,发动机功率不足,可以将之前储存的电能释放开来,通过电机驱动来补充功率。

  利用电池充放电来实现对发动机能量的“削峰填谷”,保证发动机多数时间在高效率区间运行,以此来降低油耗。

  在发动机和电机两个动力源和车轮之间,通常会通过动力耦合传递装置来实现扭矩的耦合和能量的传递,混合动力汽车的动力耦合装置与传统燃油车的变速箱类似。

  根据工作时能量流动的不同,混合动力系统常见的工作模式有纯电驱动模式、制动能量回收模式、串联工作模式和并联工作模式。

  串联工作模式下的发动机先将能量转化为电能,再由电机进行驱动;并联工作模式的发动机可以和电机一同进行驱动,或在驱动的同时通过电机向电池充电。

  ➢ 串联驱动:发动机将能量传递给电机,电机通过动力耦合传递装置将输出功率传递到车轮端。

  ➢ 并联驱动—发动机驱动+电机驱动:发动机和电机通过动力耦合传递装置将输出的功率共同传递到车轮端,进而驱动车辆行驶。

  ➢ 并联驱动—发动机驱动+电机发电:发动机通过动力耦合传递装置将输出功率传递到车轮端,进而驱动车辆行驶,同时还将功率输出到电机,通过电机发电将能量储存到电池。

  ➢ 纯电驱动:发动机不工作,电机通过动力耦合传递装置,将输出功率传递到车轮端驱动车辆行驶。

  ➢ 制动能量回收:在车辆减速时,车轮通过动力耦合传递装置将车辆减速时的能量传递到电机进行回收,电机发电将能量储存到电池。

  混合动力系统最重要的包含发动机、电机和动力耦合装置等部件。不同的混合动力系统构型可能包括不同的电机数量(如单电机、双电机)、不同的电机位置(如 P0~P4)以及不一样的动力耦合装置(如行星排、双离合变速箱等),因此也具备不同的特性。

  ➢ P0:位于发动机前端,传统发动机启动电机的位置。P0 位置的电机常应用于 48V 轻混系统,通常功率较小,无法纯电驱动。

  ➢ P1:位于离合器前,与发动机直接连接。P1 位置的电机同样没有办法进行纯电驱动,P1 是双电机构型中功率较小的电机的常见位置。

  ➢ P2:位于离合器后,动力耦合装置前。P2 是双电机构型中功率较小的电机的另一个常见位置,且电机位于 P2 及之后的位置均能轻松实现纯电驱动。

  ➢ PS(P2.5):位于动力耦合装置内。P2.5 是单电机构型中电机的常见位置,且 P2.5 的 动力耦合装置通常类似于传统车的双离合变速箱。

  ➢ P3:位于动力耦合装置之后,差速器之前。P3 是双电机构型中功率较大的电机的位置,且在双电机构型中,P3 位置的电机通常为主要驱动电机。

  ➢ P4:位于与发动机不同轴的差速器之前。由于 P4 与发动机异轴,通常应用于四驱车 型。

  在串联的结构下,车辆只能以串联模式或纯电模式行驶。即发动机只驱动发电机发电,不直接参与驱动,驱动全部由驱动电机实现。理想 ONE 和赛力斯 SF5 所搭载的增程式混动系统是典型的串联构型。

  混联构型同时具备串联模式和并联模式行驶的能力。混联构型同样需要两个电机,目前双电机的混动构型通常均为混联构型,如丰田的 THS 混动系统和本田的 i-MMD 混动系统和长城柠檬 DHT 混动系统及比亚迪 DM-i 混动系统,吉利雷神智擎 HI·X 混动系统。

  虽然 48V 轻混的技术方案下的电机功率不大,通常不能直接驱动车辆,但可以某些特定的程度上调节发动机输出,并实现制动能量回收、怠速控制和自动启停等功能,进而达到降低油耗、节能减排的效果。由于欧洲的能耗和排放法规日益严苛,以宝马、奔驰和奥迪为代表的欧洲厂商主导推进了 48V 轻混系统的应用和推广。

  2011 年,大众、宝马、奔驰、保时捷、奥迪五大德国汽车制造商宣布联合开发 48V 汽车电气系统,主要使用在于轻度混合动力车辆,这一联合研发的动作表明,48V 轻混系统已慢慢的变成为欧洲主流车企的节能技术选项之一。

  根据 McKinsey 统计,未来 BBA 三家推出的 48V 轻混系统车型的占比将超过 50%。

  目前已量产的奔驰 C 级和 E 级、宝马 3 系和 5 系、奥迪 A6L 和 A8L 等相关车型上均有搭载 48V 轻混系统的配置。48V 轻混系统相比较而言增加的成本不高,技术较为成熟,能起到一定的节油效果。

  但是由于电池容量小、电压低,电机的扭矩和功率也不大,一方面节能减排的能力先天不足,上限不高;另一方面拓展性不佳,在目前的电动化浪潮下,应用前景不及 HEV、PHEV 和 EREV 广阔。

  不同于欧洲厂商主导的 48V 轻混的技术路线,HEV 是日系厂商主导的混动技术路线。日系厂商是最早开始对混合动力技术开展探索、研究和应用的。

  目前在售的卡罗拉双擎、雷凌双擎以及凯美瑞 HEV、亚洲龙 HEV、RAV4 PHEV 等均搭载的第四代 THS 系统。

  此外,该构型虽然最开始主要使用在在 HEV 车型上,但是最近也出现了RAV4 PHEV等搭载THS系统的PHEV车型,可见 THS系统扩展能力强,能轻松实现HEV、PHEV 全覆盖。

  但是,由于行星齿轮组结构较为复杂,对制造精度要求高,导致 THS 系统的制造难度相对较大,且控制比较复杂。

  由于丰田对 THS 系统研发的起步早、时间长,为行星齿轮组相关的构型申请了大量的专利,形成了很高的技术壁垒。

  2020年10月,丰田旗下子公司BluE Nexus与广汽集团就THS混动系统达成了技术转让协议。

  2021年5月广汽研究院发布了广汽钜浪动力混动系统,该混动系统由广汽自主研发的2.0TM 发动机+丰田 THS系统组合而成,首款搭载该混动系统的车型广汽传祺第二代GS8已于2021年12月12日正式上市。

  本田的 i-MMD 构型同样有两个电机,能够准确的通过需求以串联或并联模式行驶,发动机始终工作在相对高效的区间里,有相对较好的油耗表现。而相比较于丰田的 THS 系统,i-MMD系统避开了复杂的行星排结构,采用较少量的齿轮轴系就可以实现动力的耦合和传递,结构相对比较简单,可靠性高,在保证性能的同时又具备相对较大的降本空间。此外,i-MMD 系统扩展能力同样较强,目前量产车型已经覆盖 HEV 和 PHEV。

  2021年 1 月,比亚迪发布了主打超低油耗的新一代混动系统——比亚迪 DM-i 混动系统,配合之前发布的主打超强动力的双擎四驱 DM-p 混动系统,构成了目前的“DM 技术双平台战略”。比亚迪是国内在混动系统研发方向起步较早的主机厂,自 2008 年发布第一代 DM 混动技 术开始,其混动系统已经先后经历 4 轮迭代。

  此前,比亚迪的新一代混动系统已经发布了 DM-p 平台,DM-p 延续了前三代混动系统的构型,主打“超强动力”,是对 DM3 的传承。 DM-p 技术成熟,性能强,已搭载量产新车汉 DM 上。

  而 2021 年 1 月最新发布的 DM-i 平台,采用新的双电机 EHS 混动结构,主打“超低油耗”,经济性更好,成本低。双平台优势互补,覆盖不一样的需求场景。

  DM-i 创造性的定义了以电为主的混动技术,围绕着大功率电机驱动和大容量动力电池供能为主,发动机为辅的电混架构。

  DM-i 混动系统配备了两款发动机,骁云插混专用 1.5 升高效发动机和为覆盖 C 级车的骁云插混专用涡轮增压 1.5Ti 高效发动机。➢ 骁云插混专用 1.5 升高效发动机:拥有全球领先的 43.04%热效率,运用六大技术分别 为:阿特金森循环、15.5 超高压缩比、超低摩擦技术、EGR 废气再循环技术、分体冷 却技术和无轮系设计,实现热效率 43.04%,峰值功率 81kW,峰值扭矩 135Nm。

  ➢ 骁云插混专用涡轮增压 1.5Ti 高效发动机:运用 12.5 高压缩比、米勒循环、可变截面涡轮增压器以及超低摩擦等技术,实现热效率超 40%,峰值功率 102kW/5300rpm,峰值扭矩 231 Nm/1350-4000rpm。

  高度集成化,由双电机、双电控、直驱离合器、电机油冷系统、单挡减速器组成,其构型上与本田 i-MMD 类似,结构简化,集成度高。

  EHS 电混系统的工作原理传承 DM1 双电机总成,但相比第一代体积减少 30%,重量也减轻 30%。EHS 电混系统以功率划分为三款,适配 A-C 级全部车型,采用扁线电机、油冷技术和自主 IGBT4.0 技术。

  采用串联式电芯设计,提高体积利用率;电池卷芯采用软铝包装、刀片电池采用硬铝外壳包装,形成二次密封,提升安全等级;电池的单节电压高过 20V,单节电量 1.53kWh;整个电池包内有 10-20 节刀片电池,电池包结构简化,零部件减少 35%。

  根据车型不同,搭载电池的电池的电量从 8.3 kWh-21.5 kWh, 纯电续航能力从 50-120km 不等;磷酸铁锂更好的稳定性与刀片电池的结构设计保障电池整体的安全性;磷酸铁锂稳定的材料晶体结构搭配先进的热管理系统使刀片电池的寿命提升。

  (4)电池热管理系统:动力电池搭载脉冲自加热技术和冷媒直冷技术两项技术,脉冲自加热技术通过电池高频的充放电,使电池里面生热,进而达到电芯自加热效果,相比水加热,加热效率提升10%,电池均温性更好,可适应更加寒冷的气候条件。

  冷媒直冷技术是指直接将冷媒通入电池包的冷却板上对电芯进行冷却,相比水冷,冷媒直冷技术的热交换率提升 20%。

  (5)无铅化 12V 磷酸铁锂小电池:拥有独立的 BMS 系统,可实现充放电智能控制,系统效率相比铅酸电池提升 13%。

  ➢ 高速巡航:发动机直驱车辆,效率高。➢ 高速超车:高负载工况时,并联模式,发动机和电机共同工作,更好的加速性能。

  通过五大核心系统的突破,DM-i 超级混动系统实现百公里亏电油耗 3.8L 的超低油耗、零百加速超过同级燃油车 2-3 秒、综合续航历程超过 1000km 的成绩。可实现超低油耗、静谧平顺、卓越动力的近乎完美的整车表现。

  目前搭载 DM-i 超级混动系统的车型有:2022 款宋 Pro DM-i、唐 DM-i、宋 Plus DM-i、秦 Plus DM-i 等,可以在享受免购置税及补贴后达到与燃油车相比存在竞争力的售价。

  相较于 DM-i,DM-p 更强调动力的性能优势,追求加速感,定位相比来说较高。性能方面,DM-p 系统能实现零百加速 4 秒级,其动力可以碾压大排量燃油车。DM-p 平台最大特 点在于发动机加入了 BSG 电机,既可以作为发动机,又可以作为动力的辅助电机。

  DM-p 混动系统采用双擎四驱的结构,发动机通过双离合变速箱驱动前轴,并通过 BSG 电 机向电池充电,主驱动电机则直接驱动后轴。

  DM-p 系统技术相对成熟,且由于发动机和电机独立驱动两根轴,仅保留前轴发动机部分即可成为传统燃油车,仅保留后轴电机部分即可成为纯电动车,因此 DM-p 系统非常便于对传统车型、PHEV 车型和 EV 车型进行同平台开发。

  比亚迪是新能源汽车的领军者,经过多年的积累,在 PHEV 领域已经积累了大量的经验和 口碑。DM-p 平台巩固了追求高性能表现的用户,DM-i 平台满足了追求高性价比的用户,双平台战略共同发力,助力比亚迪进一步巩固自己在新能源市场上的龙头地位。

  根据比亚迪发布的 2021 年 12 月销量数据,新能源乘用车中插电式混合动力车型 12 月销量 44506 辆,同比增长 448.64%,全年累计 272935 辆,同比增长 467.62%。插混车型的强力增长,主要得益于 DM-i 车型的产能爬坡带来的交付支撑。

  2015 年,长城发布了 Pi4 插电混动四驱平台,并搭载在在售车型 WEY VV7 PHEV 上。Pi4 混动平台采用 P0+P4 的构型,前桥 P0 位置搭载一个 BSG 电机,有效调节发动机的工作点;后桥 P4 位置搭载一个后驱电机,配上两档变速箱,增强系统的动力性能、四驱性能以及纯电驱动和回收的效率。

  2020 年底,长城汽车则发布了新一代混动系统——柠檬 DHT 混动系统,该系统包括了多套动力总成,实现了多场景全覆盖。

  2021 年上海车展,长城 WEY 品牌公布了玛奇朵和摩卡两款搭载长城柠檬混动 DHT 系统的车型,其中摩卡搭载的是 48V 轻混系统,而玛奇朵为混合动力 SUV。

  与柠檬 DHT 混动系统同时发布的,还 有 HEV、PHEV 和 PHEV 四驱多套动力总成的应用方案。

  分别搭载不同容量的电池,以及通过在 P4 位置加电机实现四驱,柠檬 DHT 混动系统能轻松实现对 HEV/PHEV、紧凑型/中型/中大型、两驱/四驱等多配置、多场景、多类型需求的全面覆盖。

  柠檬 DHT 混动系统的双电机混联的方案,从构型上看同样与本田 i-MMD 原理类似。

  不同之处在于,柠檬 DHT 混动系统在发动机输出侧搭载了一个两挡变速箱。两挡变速箱一方面可以更好地调整发动机地工作转速,保证了燃油经济性表现;另一方面克服了这类构型高速动力性表现不足的缺陷,通过换挡实现在高车速时提供更高输出扭矩,兼顾了车辆的经 济性和动力性。

  长城是传统燃油车领域里自主品牌的领头羊,主销车型为哈弗 HAVAL、魏牌 WEY 等油耗 相对较高 SUV,在能耗和排放政策逐步收紧的趋势下,压力日益增加。

  柠檬 DHT 混动系统覆盖了 HEV、PHEV 两大类型,兼顾动力性能和油耗表现,高性价比的产品精确瞄准长城的目标用户群体。

  2021 年 11 月 10 日,哈弗 JOLION HEV 的首车在泰国罗勇智慧工厂下线 日上市。哈弗 JOLION HEV 是长城汽车在泰国市场推出的第三款新能源车,搭载柠檬混动 DHT 技术。通过混动发动机和双电机混联相互配合,在城市工况场景下,动力系统综合效率可达 43-50%,SUV 百公里综合油耗为 4.2L。

  2021年 8 月,WEY 牌玛奇朵 DHT-HEV 正式亮相 24 界成都车展,是首款搭载长城柠檬 DHT 混动技术的车型,百公里加速 8.5s、综合续航 1100km、综合油耗 4.7L/100km,性能表现优异。

  随着搭载长城柠檬 DHT 混动系统的车型陆续投放市场,近两年长城的混动车型或将迎来快速增长的机会。

  配合 1.5TGI 缸内中置直喷发动机和最大功率 90kW、最大扭矩 230Nm 的高功率永磁同步电机,最终可实现最大综合功率 209 千瓦、百公里综合油耗 1.4 升的综合性能。与上汽的第一代混动系统 EDU Gen1 的双电机构型相比,EDU Gen2 由于为单电机构型,缺少了串联模式驱动的能力;但同时也减少了一套 ISG 电机及其 PEB,从而将整个混动系统的综合成本下降了超过 1 万元,使得上汽集团的混动系统成本的下降幅度大于国家补贴退坡的幅度。搭载第二代混动系统的荣威 PHEV RX5 ePlus 在考虑混动车免购置税和补贴之后,与其对应的燃油车型 RX5 Plus 价格相当。

  吉利汽车的 P2.5 构型的 ePro 混动系统,搭载在吉利汽车的缤越 ePro、嘉际 ePro、博瑞 ePro、星越 ePro、帝豪 GL PHEV 以及领克汽车 01、02、03、05、06 的混动版本等。总体 而言,吉利 ePro 混动系统的应用已经实现对轿车、SUV 和 MPV 等各个细分市场的全覆盖。

  吉利 ePro 混动系统由吉利汽车和沃尔沃汽车、FEV 合作研发,采用了 P2.5 构型,即将电 机集成在双离合器内部,并与 7 速双离合器的偶数挡输入轴(2、4、6、R 挡)集成在一起。

  P2.5 构型为单电机构型,只需一套电机和 PEB 总成,成本低;吉利的构型所使用的变速箱 与传统车的双离合变速箱较为接近,便于与传统车型同平台共同开发。

  整套动力系统综合最大功率190kW、最大扭矩 415Nm。动力性能达到 3.0L 排量传统燃油车的水平,零到百公里加速仅 6.9s(缤越 ePro)。

  3)并联驱动,当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器结合时,发动机和电动机可以同时用来驱动车辆行驶,实现并联驱动。

  与上汽的 EDU Gen2 单电机构型类似,吉利的 P2.5 构型同样无法以串联模式工作,理论上 经济性较双电机构型稍差。

  且由于单电机在同一时刻只能处于发电或电动中的一种状态,在 HEV 车型上由于电池容量较小,电机需要频繁在驱动和发电状态下频繁切换以避免电池过充或过放,因此该构型应用在 HEV 车型的控制难度也较双电机更大。

  7 月 8日,沃尔沃宣布将与吉利控股公司联合成立名为 Aurobay 的合资公司,双方将合并部分业务,通过新公司研发下一代内燃机、变速箱及混合动力系统。

  新公司将成为全球完整的动力系统解决方案供应商,起初将由沃尔沃和吉利控股共有,沃尔沃将转让其全资子公司瑞典动力总成公司的所有资产。

  此后,沃尔沃将全面专注于全新电动车的研发。未来,混合动力系统将由新公司 Aurobay 提供。

  2021 年 10 月 31 日,吉利汽车在“智能吉利 2025”战略发布会上正式发布了科技品牌雷神动力,并推出雷神智擎 Hi·X 混动系统,发布了全球最高热效率 43.32%的 DHE15 混动专用发动机、三档 DHT Pro 混动专用变速器等多项技术。

  雷神智擎 Hi·X 平台可提供强混、插混、增程多项动力组合,将搭载在未来 20 余款车型上。雷神智擎 Hi·X 平台的推出,使吉利在电动化转型的过程中不在处于被动地位。

  雷神智擎包括 1.5TD/2.0TD 混动专用发动机、DHT/三档 DHT Pro 混动专用变速器;高效引擎包括 1.5TD/2.0TD 高效燃油发动机;高效传动包括第二代 DCT300/380 扭矩高校变速器;E 驱包 括 400V/800V 新一代电驱装置。

  雷神智擎 Hi·X 混动平台拥有极高可扩展性,具备六大关键特性,分别是:模块化、智能控制系统、全域 FOTA、新能领先、舒适以及节油。雷神智擎 Hi·X 混动平台极高的可扩展性表现在可适配 A0-C 级车型,涵盖 FHEV、PHEV、REEV 等不同混动方案。

  未来三年,雷神智擎 Hi·X 动力平台将提供包括 Hi·F 强混、Hi·P 插混和 Hi·R 增程在内的多种动力组合,搭载在吉利和领克等品牌的 20 余款车型上。

  Aeolus 驭风燃烧系统配合高精度低压 EGR 控制技术,实现米勒发动机在超高 EGR 率下高 效稳定燃烧,43.32%的热效率是当前世界量产混动专用发动机的最高热效率记录。此外,高 EGR 率使燃烧更加柔和,配合橡胶减震齿轮等多项柔性驱动技术,使发动机拥有优良的 NVH 表现。DHE15 混动专用发动机 1.5 升的排量,却拥有 2.5 升的性能,最大扭矩 225N·m,最大功率 110kw,兼顾高热效率和高动力性。

  电气化集成、缸盖集成、进气集成、排气集成、悬置集成这五大系统集成技术,使 DHE15 的轴向尺寸仅为同等动力发动机的 77%,为电气化时代整车搭载带来了极大的灵活性,系统的深度集成大幅提高了发动机的整体刚度。

  雷神动力 DHE15 实现更省,更强,更小,更静,将澎湃动力装进小小的冰箱。

  DHT Pro 混动专用变速箱通过三档速比、发电机和驱动电机的可分离结构设计,保证了发动机在高效区间工作,并降低能量传递损失,兼具节油,驾控与舒适。DHT Pro 重量仅 120kg,却拥有 4920N·m 的最大输出扭距,扭质比 41N·m/kg,是全球目前 为止最紧凑、动力最强劲、扭质比最高的混动专用变速器。

  DHT Pro 通过三档速比,能够更多地利用直接驱动的模式将能量直接传递到车轮,不需要中间的能量转换,实现转换能量零损耗;采用可变流量油泵,神经网络般的供油系统主动按需提供润滑与冷却,可降低约 21%的能量损失;采用中国首个 60bar 超高压液压系统,相比低压系统节能约 60%;采用低摩擦、高效率的双列角接触球轴承替代传统的锥轴承方案,将摩擦力距降低 50%,能量损失减少 42%。

  经过上述所有细节的累积,DHT Pro 实现了高效与节油,保证了良好的经济性。

  轻量化、小型化与强劲动力的权衡方面,在发动机的空间上,DHT Pro 整箱六合一高度集成,轴向长度仅有 354 毫米,比竞品小 26-56 毫米,是目前全球轴向长度最小的混动专用变速器;电机内部双行星排传动机构和换挡执行机构均集成在电机转子内部,能够超高效利用轴向空间;高压电子双联泵,体积比相同功率的分体双棒小 20%以上;3.5 毫米超薄变速器壳体较同类产品薄 12.5%;双电机控制器与变速器控制单元高度集成在变速器的 PCM 中;双面 Pin-fin 直接水冷模块大幅度提升功率密度;P2 驱动电机采用扁线连续波绕组,成型后,两头端部无需焊接,在极小的空间下,电机能爆发出 320N·m 的最大输出扭矩;顶部喷淋油冷技术能够实现更稳定的热管理。经过上述所有细节的累积,使 DHT Pro 可以做到 120kg 的重量,4920N·m 的最大输出扭 距,扭质比 41N·m/kg,为驾驶者带来丝滑般的平顺,并兼顾闪电般的迅捷。

  起步时,DHT Pro 实现弹射起步,提升起步加速性能 50%;车速在 0-30km/h, Hi·X 采用 EV 模式行驶;

  Hi·X 进入串联模式,通过电机对发动机负荷的调节,使发动机在更高的效 率区间发电,同时实现更多纯电驾驶体验;

  Hi·X 的三档 DHT Pro,在 20 km/h 以上便可进入并联直驱模 式,匹配 DHE 发动机宽广的高效率区间,大幅减少能量损失,实现全速域并联,提升系统 效率 20%;

  Hi·X 瞬间完成三降二,释放 60%的储备功率,结合 DHE 发动机的瞬态响应特性和高功率助力电机,迸发出 2680N·m 的扭矩,80-120km/h,加速比同级竞品快 30%。

  蓝鲸 iDD 混动系统提供了一套具备全速域、全场域、全温域、全时域能力的全域混合动力 解决方案,精确瞄准了当前新能源车“充电难”、“油耗高”、“低温没电”、“老用户没法升级”等使用痛点。

  平台车型的最快百公里加速时间仅 6 秒,最高车速可达 200km/h,匮电油耗 5L/100km,纯电续航里程达 130km,综合续航里程达到了 1100km,兼顾动力和经济性能;通过零下 35℃的低温测试和 55℃的高温测试,系统的功能和性能满足各种严苛环境的要求;实现了智能全动力 OTA 升级。满足用户对性能提升的需求。

  两个高速增长点分别是超高性价比和长续驶里程两类混合动力汽车,一条主流技术路线是以 高集成度为特征,可以同时覆盖多场景多车型的技术路线。➢ 超高性价比的混合动力汽车,能够以更好的综合性能和相当的综合成本,达到接近“油电同价”的效果,与传统燃油车的展开直接竞争,最终实现升级替代。

  根据普华永道对燃油车和新能源汽车动力系统成本差异的测算,到 2020 年,PHEV 和传统 燃油车的动力系统成本差异约 2.7 万元(3.5 千欧元),考虑到 10 万元左右的燃油车购置税 约 1 万元,而 2021 年 PHEV 汽车国家补贴为 0.68 万元,反映到终端售价上,PHEV 和燃油车的价差则约为 1 万元。

  随着发动机采用无轮系设计等混动动力总成适用的降本新技术的应用,PHEV 和燃油车的价差会进一步缩小。

  因此,目前即使不考虑牌照政策的优势和全生命周期内节油的收益,混合动力汽车的技术也达到了可以与传统燃油车的直接竞争的水平。

  而国内的混合动力汽车刚进入市场时,和燃油车的价差较高,这是由于混动车刚开始发展时没有专门开发混动构型,大多是在燃油车的平台上加装混动系统实现的,混动架构不够先进,混动车型的系统复杂,集成度低,成本较高。

  随着混动技术的发展,目前自主品牌先后推出了为混动车型设计开发的专用架构,技术先 进,有效地降低了成本。

  混合动力汽车的综合性能相比较于传统燃油车优势明显,随着其产品力的提升和售价的下 降,目前在消费者需求端已经逐步形成对传统燃油车的替代的趋势。

  未来虽然存在补贴退坡和免购置税政策收紧的情况,但随着混动汽车销量的增加,其成本会因规模效应而持续下降,且 PHEV 车型可以通过开发同混动架构的 HEV 车型进一步降低成本;而传统燃油车由于能耗排放法规限制,对发动机研发和制造要求的日益苛刻,会抑制传统燃油车售价进一步下探的空间。

  因此,我们预测超高性价比的混合动力汽车,能够以更好的综合性能和相当的综合成本,在未来的一段时期内,逐步占领传统燃油车的市场,最终实现对燃油车的升级替代。

  ➢ 长续驶里程的混合动力汽车,由于具备便捷补能以及无里程焦虑的优势,可当作纯电动车的有效补充。

  大电量、长续驶里程的混动车辆,一方面可以满足具有纯电动车使用的条件和意愿的用户的需求,同时又兼顾了燃油车补能便捷且无里程焦虑的优势,在纯电动车充换电基础设施建设不足、快充技术存在瓶颈、冬季续航里程缩水等常见问题尚未得到解决的情况下,可当作对其的有效补充。

  理想 ONE 搭载 40.5kWh 电池,纯电续航 180km,使用增程器之后的综合续航可达 800km,超过了绝大多数目前市面上已量产的主流纯电动车的续驶里程。

  而以长城为代表的由各车企新推出的新一代双电机混联架构,不但可以类似理想 ONE 以串联增程的模式运行,还可以并联模式运行从而拥有更强的性能和更远的综合续驶里程。因此,我们预测未来各自主品牌会基于各自混动系统的特点,推出长综合续驶里程的混合动力汽车,在未来的一段时期内,对纯电动车形成有效补充。

  ➢ 高集成度的混动专用架构,可以充分的利用混动系统的特点,性能好,成本低,同时覆盖多场景适配多车型,是未来混合动力汽车的主流技术路线。

  在传统燃油车的平台上加装混动系统的混动车型,构型复杂,系统集成度低,无法充分的发挥混动系统的优势。

  研发高集成度的混动专用架构,可以充分的利用混动系统的特点,上汽 EDU Gen2、吉利 ePro、长城柠檬 DHT、长安蓝鲸 iDD 和广汽 GMC2.0 等自主品牌推出的混动系统,简化了传动系统复杂程度,提高了混动系统集成度,从而有效地控制了成本,形成了竞争优势。

  此外,以比亚迪 DM-i、长城柠檬 DHT、吉利 Hi·X 和广汽 GMC2.0 为代表的这类双电机混联构型,既可以像上汽 EDU Gen2、吉利 ePro 的系统一样以并联的模式行驶,机械效率 高,适应多场景的复杂工况;也可以像理想增程式系统一样以串联模式行驶,油耗表现更 佳;且结构相对比较简单,成本低,构型与本田 i-MMD 类似,已经本田验证过可以很好地适配和覆盖 HEV、PHEV 两大类车型。

  由此可见,高度集成的双电机混联系统,配合混动专用高效率发动机,可以很好地满足日益严苛的排放、能耗法规。

  搭载该系统的低配车型,其成本有较大下探的空间,可以分别应用在 HEV 及 PHEV 车型上,在传统燃油车型的市场上直接展开竞争;而高配车型则可以搭载更大的电池,提升综合续驶里程,对纯电动车的市场形成有效补充。

  因此,我们预测高集成度的混动专用架构,特别是双电机混联架构,性能好,成本低,可以覆盖多场景适配多车型,会在未来的一段时期内,成为混合动力汽车的主流技术路线. 格局重塑:自主品牌赢来弯道超车机会

  伴随自主品牌的新一代混动系统架构的陆续推出和应用,混合动力汽车的市场格局可能会被重塑。技术更新换代,自主品牌混动系统的性能已达到一线水平。

  各自主品牌推出新一代混动系统架构的产品,其综合性能已达到与日系厂商相当的一线水平,可以直面日系混动产品的竞争;而相比较于欧洲、美国、韩国的主流汽车厂商,在混合动力产品的综合性能上已经占据上风。

  考虑到 PHEV 补贴完全退坡和上海市 PHEV 取消新能源牌照优惠的施行要到 2022 年底,目前还有一年的政策窗口期,在此期间,自主品牌 PHEV 产品的渗透率有望快速增加。传统燃油车升级,挑战日系厂商,自主品牌发力 HEV。

  我们认为:混合动力汽车即将迎来黄金发展期,自主品牌有望弯道超车,大多数表现在:

  4)伴随混合动力汽车的渗透率的快速提升,自主品牌有望巩固在 PHEV 市场优势,提高在 HEV 市场的占比,重塑市场格局,实现弯道超车。

  (3)纯电动车渗透率提升超出预期:纯电动汽车市场接受程度持续增加,渗透率快速提升超出预期,可能挤压混合动力汽车的市场,影响混动汽车渗透率的提升。

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