杏彩体育官网_三重助力升级替代传统燃油汽车:混合动力汽车迎来黄金  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

来源:杏彩体育官网   发布时间: 2024-12-23 10:18:45   点击量:1   

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  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年不同类型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,新能源汽车具有显著的碳减排潜力。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,进一步提高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,可以有效地帮助企业提高其 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 车型则可以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,纯电续航里程为 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,综合续航里程 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,发动机最大功率 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 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、新势力以及科技公司的新一代混合动力产品陆续推出上市,我们认为从 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通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。

  在低速缓慢行驶时,发动机功率冗余,可以通过电机向电池充电,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出来,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,从而降低油耗。

  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。

  ➢ 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。

  ➢ 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。

  混合动力系统主要包括发动机、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)以及不同类型的动力耦合装置(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 位置的电机同样无法进行纯电驱动,P1 是双电机构型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 及之后的位置均可以实现纯电驱动。

  ➢ 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。

  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 混动系统以及长城柠檬 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,但可以一定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,从而达到降低油耗、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,主要应用于轻度混合动力车辆,这一联合研发的动作表。

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