隨著補貼逐漸退坡並將於2022年底徹底退出,中國新能源汽車產業的發展正在由「政策驅動」轉變為「市場驅動」。不過,即使市場因素成為主導,政策仍然在發揮作用,尤其是雙積分政策對車企生產銷售節能和新能源汽車的強制作用,是推動新能源汽車產業發展的重要推動因素。
側重於鼓勵純電動汽車的補貼政策逐漸退出、新版雙積分政策中增加了對低油耗車輛的鼓勵,給混合動力車型的發展創造了更大的空間。
8月13日,在由中國汽車工程學會主辦、中汽翰思管理諮詢公司、上海國際汽車城協辦的第十二屆國際汽車變速器及驅動技術研討會(TMC2020)上,多位專家和車企高端對於如何選擇混動技術路線、以及適合不同構型的專用混動變速器DHT(Dedicated Hybrid Transmission)的發展給出了建議。
下一代動力傳統系統趨勢:低碳化
中國汽車工程學會理事長、中國工程院院士、清華大學教授李駿認為,車企在實現雙積分目標時必須要考慮雙積分的平衡成本,也就是實現雙積分目標要付出的代價。
李駿認為,按照上述的雙積分平衡成本計算方法,平衡成本越高,企業經營壓力越大。如果要降低雙積分平衡成本,就要減少NEV數量,增加機電混合動力車型的數量。
目前,車企想達到雙積分的要求有三個途徑,一是像很多造車新勢力那樣,只生產純電動汽車,這樣雖然不會產生燃油負積分,但是要承擔生產純電動汽車的額外成本;二是只生產燃油汽車,但需要很多新能源積分來平衡雙積分,這兩種方案都不是最優方案。最好的方案是在發展電動汽車的同時,通過發展低油耗的混合動力汽車,把雙積分的平衡成本降下來。
而要實現節能汽車的低碳化,車企必須要建立新的混合動力發動機和變速箱的技術路線,發動機可以採用相比渦輪增壓成本更低的自然吸氣發動機,但是要通過改進結構設計提高熱效率。變速器則要做下一代機電耦合的專用混動變速器DHT(Dedicated Hybrid Transmission)。
不同構型混動技術各有千秋
混動技術有多種不同構型,比如P2/P2.5的單電機方案(主要匹配的變速器包括CVT和DCT),以德國為代表的歐洲車企多採用這種方案。按照電機所處位置的不同,還有P1+P2、P1+P3、P0+P4、P2+P4等多種構型。P2是將電機安裝在發動機和變速箱之間,P2.5則是將電機集成在變速箱內部。
日本車企多採用雙電機方案,比如日產的e-Power技術採用了串聯結構,豐田的THS和本田iMMD技術都採用了混聯結構。
中國市場上目前並沒有佔主流的混動技術路線,主要原因是多數中國品牌車企在混動領域缺乏核心的技術,更多的是依託Tier1來開發混動車型。
不同構型的混動架構的技術特性如何?如上圖所示,蜂巢傳動科技有限公司傳動研究院院長陳曉峰分析認為,豐田的THS在設計成本、搭載性和燃油經濟性方面比較突出,但動力和駕駛性能較弱,NVH和換擋平順性表現一般。
本田的iMMD在搭載性、駕駛性能、易於控制和燃油經濟性方面突出,但在動力性能和NVH&換擋平順性方面表現一般。
單電機的P2構型在燃油經濟性方面不及雙電機構型,但在設計成本、動力性能方面比較突出,尤其是中高速性能。而且,中高速時的油耗表現也不錯。
P2+P4的構型可以實現純電四驅模式,動力和駕駛性能也很突出,但最大的缺點是成本比較高。不過,所有的PHEV都可以獲得綠牌,對消費者有吸引力,對車企來說還可以獲得NEV積分。
主機廠如何選擇適合自己的混動構型?
這麼多不同的混動構型應該怎麼選擇?不同的車企有不同的考慮。
上海捷能汽車技術有限公司電驅動系統部總工程師葛海龍表示,就上汽來說,首推P2.5的單電機構型,因為P2.5能夠在經濟性和動力性做到最好的平衡,是性價比最高的選擇。
吉利汽車集團動力總成研究院變速器平臺資深總工程師Tejinder SINGH認為,政府的政策法規和客戶的需求都需要考量,但對客戶需求的考量更多一些。
對於低端車型來說,48V是不錯的解決方案,也適合現有的變速器。但在中國48V的解決方案還未成為主流。
雙電機DHT方案比較適合中端車型,無論是燃油經濟性、或者是車輛的操控感、以及不同的駕駛模式,都能給客戶卓越的體驗。對於更加高端的車型,還可以通過雙電機DHT+P4的方案,能夠提供更好的動力性能和駕駛體驗。
供應商怎麼辦?技術平臺化是個選擇
節能和新能源汽車領域多種多樣的技術路線也給供應商帶來了挑戰。在HEV、PHEV、BEV和REEV等多種解決方案中,除了BEV的動力系統結構相對簡單以外,其他路線的動力系統都有很多種不同的構型。
麥格納動力總成亞太區董事總經理兼業務發展及戰略合作副總裁李響表示,中國市場最大的一個特點就是中國的政策法規變化之快,讓大家很難適應,包括主機廠和零部件供應商都是如此。
據麥格納統計,下一代NEV主流的動力總成構型超過40種,每一種的研發投入可能都達到幾十億元,供應商不可能每一種都研發。
作為供應商,麥格納的策略是把經過成熟市場驗證的下一代動力總成的功能單元固化,相當於一個總成有十幾種或者幾十種功能單元,不同的功能單元模塊組合在一起,可以形成結構不同、電氣化程度不同的動力系統,從而滿足不同主機廠和終端消費者對車輛電氣化不同程度的要求。
蜂巢易創科技有限公司副總裁鄭立朋表示,麥格納的「技術平臺化」是可行的,但零部件公司的開發必須緊跟主機廠的需求,以DHT為例,首先必須要看主機廠提供的是什麼樣的發動機,只有依據發動機的技術特性,才能匹配適合的混動構型和變速箱。
政策多變導致中國車企混動技術儲備不足
不過,一個非常值得關注的問題是,雖然新版雙積分政策鼓勵發展低油耗車輛,但很多中國車企並未做好準備,因為中國政府政策的多變性讓很多缺乏混動技術積累的本土車企在數年前放棄了繼續開發混合動力技術。
東風汽車集團有限公司技術中心動力總成開發部總工程師張社民說,目前中國的混合動力技術比日本車企落後5到10年。
但實際上,東風汽車2012年就開始開發混合動力技術,但由於HEV車型不被政府視作新能源汽車,無法獲得國家補貼和新能源積分,因此,東風汽車停止了研發混合動力技術。隨著政府又重新開始鼓勵低油耗的HEV,車企又開始研發HEV,但過去幾年損失的時間沒有辦法可以彌補。
「目前來說,我們對混合動力技術的儲備是不夠的」,張社民說。