汽車(chē)行業(yè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈深度報(bào)告_第1頁(yè)
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1、 汽車(chē)行業(yè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈深度報(bào)告混動(dòng)賽道寬且長(zhǎng),自主龍頭蓄勢(shì)待發(fā) 報(bào)告綜述政策+需求雙輪驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)高速增長(zhǎng)。未來(lái) 15 年乘用車(chē)企業(yè)面臨較大油耗壓力(2035 乘用車(chē)新車(chē)油耗降至百公里 2.0L,節(jié)能車(chē)油耗降至 4.0L), 純電動(dòng)車(chē)用戶痛點(diǎn)短期難解決,滲透率暫不高,而純油車(chē)受制于內(nèi)燃機(jī)限 制難以進(jìn)一步提升能效,致乘用車(chē)企業(yè)節(jié)能車(chē)降耗壓力陡增,未來(lái)混動(dòng)車(chē) 滲透率快速提升是必然趨勢(shì)。據(jù)路線圖 2.0 預(yù)測(cè),未來(lái)五年混動(dòng)車(chē)將高速 增長(zhǎng),2025 年有望近 1000 萬(wàn)臺(tái)?;靹?dòng)車(chē)將加速替代純?nèi)加蛙?chē):混動(dòng)車(chē)具備用車(chē)成本低,動(dòng)力性突出等優(yōu)勢(shì),且新一代混動(dòng)技術(shù)集成度高,采用專用發(fā)動(dòng)機(jī),可實(shí)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)成本無(wú)限接

2、近燃油車(chē)。較純電動(dòng)車(chē),混動(dòng)車(chē)具備適用環(huán)境多,補(bǔ)能便利等優(yōu)點(diǎn)。混動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)重點(diǎn)在于高效率發(fā)動(dòng)機(jī)、混動(dòng)系統(tǒng)硬件集成化與混動(dòng)系統(tǒng)控制策略。混動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作在高效區(qū)間,以達(dá)節(jié)油目的,動(dòng)力部分的損失由電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。此外,混動(dòng)車(chē)具備多種工作模式,靈活切換純電、 串聯(lián)、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)、并聯(lián)模式以達(dá)到不同使用場(chǎng)景下能耗與動(dòng)力的最佳表 現(xiàn)。頭部自主車(chē)企推出新一代混動(dòng)技術(shù)。比亞迪在混動(dòng)領(lǐng)域具備積累,經(jīng)濟(jì)型混動(dòng)技術(shù)平臺(tái)和動(dòng)力型技術(shù)平臺(tái)齊發(fā),經(jīng)濟(jì)型混動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)價(jià)與燃油車(chē)齊平,用車(chē)更省,耗電為主;其動(dòng)力型平臺(tái)產(chǎn)品凸顯動(dòng)力,搭載于 高端車(chē)型實(shí)現(xiàn)品牌向上。長(zhǎng)城檸檬混動(dòng)平臺(tái)三套動(dòng)力總成,追求全速域、 全場(chǎng)景效能最優(yōu),

3、使用兩檔變速器成本相對(duì)較高,或優(yōu)先搭載于高配車(chē)型?;靹?dòng)格局變遷,自主品牌迎來(lái)寶貴機(jī)遇期。自主新一代混動(dòng)技術(shù)參數(shù)不輸合資,技術(shù)突破主要體現(xiàn)在高效發(fā)動(dòng)機(jī)、混動(dòng)系統(tǒng)集成度、純電續(xù)駛里程三方面。從格局看,自主頭部企業(yè)在混動(dòng)賽道的主要對(duì)手是日系。憑借混動(dòng)車(chē)節(jié)能與動(dòng)力性雙重優(yōu)勢(shì),搶占純油車(chē)份額,且有望基于新一代混動(dòng)技 術(shù)打造特色產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)品牌價(jià)值上探。一、 政策+需求雙輪驅(qū)動(dòng)混動(dòng)汽車(chē)高速增長(zhǎng)1.1 政策之輪:油耗限值壓力顯著增加我們?cè)?2021汽車(chē)業(yè)年度策略強(qiáng)品牌、贏未來(lái)中判斷:隨電池成本下降和混動(dòng)技術(shù)成熟,2021-2022 年自主品牌和日系大量混動(dòng)車(chē)將上市,相比燃油車(chē)有更強(qiáng)的動(dòng)力、虧電油耗比同級(jí)燃油車(chē)

4、更低,成 本也有望逼近同級(jí)燃油車(chē)。混動(dòng)車(chē)將迎來(lái)滲透率快速提升期。按節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0的預(yù)測(cè):2025年汽車(chē)新能源車(chē)輛滲透率 20%,混動(dòng)車(chē)型年 銷量提升至乘用車(chē)節(jié)能車(chē)年產(chǎn)銷規(guī)模的 50%,則 2025 年混動(dòng)乘用車(chē)銷量將接近千萬(wàn)輛規(guī)模, 2020-2025 年復(fù)合增速 83%。乘用車(chē)油耗限值壓力大:根據(jù)節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0,2025/2030/2035年乘用車(chē)節(jié)能 車(chē)(燃油車(chē)+非插電混動(dòng)車(chē))新車(chē)平均油耗將降至 5.6/4.8/4.0L每百公里,純?nèi)加蛙?chē)型受限于內(nèi)燃機(jī) 工作原理與機(jī)械結(jié)構(gòu)限制很難進(jìn)一步提升能效,混動(dòng)車(chē)型占比不斷提升成必然趨勢(shì)。節(jié)能與新能源汽車(chē)路線圖

5、2.0 指明遠(yuǎn)期空間:節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0預(yù)測(cè) 2035 年我 國(guó)新車(chē)銷售 4000萬(wàn)臺(tái),其中 50%以上為新能源車(chē)型(純電動(dòng)車(chē)占 95%以上),傳統(tǒng)能源車(chē)輛全部為混動(dòng)車(chē)型。截至 2020 年底我國(guó)新能源車(chē)保有量約 500 萬(wàn)臺(tái)左右,滲透率僅 1.75%,且純電動(dòng)車(chē)短期無(wú)法解決 續(xù)駛里程短、用車(chē)不便等消費(fèi)者痛點(diǎn),這意味著乘用車(chē)企靠提升純電車(chē)占比來(lái)應(yīng)對(duì)雙積分壓力作用暫時(shí)有限,依靠節(jié)能車(chē)降耗是必然選擇,而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步降耗空間有限且成本較高,為應(yīng)對(duì)雙擊分壓力,混動(dòng)車(chē)型滲透率必將迎來(lái)上升拐點(diǎn),且長(zhǎng)期提升空間大。明確碳達(dá)峰、碳中和時(shí)間點(diǎn)進(jìn)一步推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)混動(dòng)加速。2020 年 12月在

6、氣候雄心峰會(huì)上發(fā)表題為繼往開(kāi)來(lái),開(kāi)啟全球應(yīng)對(duì)氣候變化新征程的講話表明中國(guó)將“力爭(zhēng) 2030 年前 二氧化碳排放達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取 2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。隨著我國(guó)汽車(chē)行業(yè)技術(shù)進(jìn)一步成熟,汽車(chē)領(lǐng)域碳排放法規(guī)將進(jìn)一步嚴(yán)苛。為實(shí)現(xiàn)碳中和,歐盟通過(guò)了碳排放法案,設(shè)定了全球最嚴(yán)格的汽車(chē)碳排放目標(biāo),2021年起所有在歐 盟范圍銷售的乘用車(chē)碳排放不得高于 95g/km,相當(dāng)于汽油車(chē)每百公里油耗 3.24L,超出碳排放標(biāo)準(zhǔn) 的車(chē)輛將受到 95 歐元/g 的罰款。歐洲在純電動(dòng)、混動(dòng)車(chē)型推廣領(lǐng)域已邁入補(bǔ)貼與懲罰機(jī)制并行階段。為滿足嚴(yán)苛碳排放要求混動(dòng)車(chē)型切換必不可少。對(duì)于海外汽車(chē)集團(tuán)而言,大眾集團(tuán)宣布到 2050

7、 年實(shí)現(xiàn)碳中和,戴姆勒集團(tuán)計(jì)劃 2039 年實(shí)現(xiàn)碳中和,2030 年要讓插電式混合動(dòng)力車(chē)型+純電動(dòng)汽車(chē)占到其總銷量的 50%以上。中國(guó)也通過(guò)“雙積分政策”實(shí)現(xiàn)懲罰機(jī)制,推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行混動(dòng)車(chē)型切換。根據(jù)經(jīng)修訂后將于 2021 年實(shí)施的乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法,插電式混合動(dòng)力車(chē)型單輛仍可為車(chē)企提供 1.6個(gè)正積分,相當(dāng)于續(xù)航里程在 214km的純電動(dòng)車(chē)輛?;靹?dòng)車(chē)型銷售有利于企業(yè)正積分維持。我國(guó)混動(dòng)技術(shù)整體水平已有較好發(fā)展,2019 年插電式混合動(dòng)力乘用車(chē) B 狀態(tài)(儲(chǔ)能裝置處于運(yùn)行放電結(jié)束的最低荷電狀態(tài))油耗達(dá) 4.3L/100km,相比乘用車(chē)平均水平節(jié)油 25.9%,提

8、前實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線圖 1.0 版 5L/100km 的能耗目標(biāo)。自主品牌各企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)品規(guī)劃與技術(shù)積累推出了不同構(gòu)型的混動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品,長(zhǎng)城、比亞迪等品牌新一代混動(dòng)技術(shù)產(chǎn)品將于 2021年開(kāi)啟投放,以實(shí)現(xiàn)對(duì)純?nèi)加蛙?chē)的逐步替代。1.2 需求之輪:省油+動(dòng)力性兼具,快速替代純?nèi)加蛙?chē)在省油方面,一臺(tái)混動(dòng)車(chē)具備不充電只加油、不加油只充電、油電混用這三種使用方式。其中不加 油的純電模式最節(jié)能,經(jīng)濟(jì)性最好。不充電只加油的模式補(bǔ)能最方便,便利性最好。油電混用模式 的經(jīng)濟(jì)性、便利性介于兩者之間。經(jīng)測(cè)算,使用一臺(tái)售價(jià) 10 萬(wàn)元的插電混 A 級(jí)轎車(chē) 5 年(日平均行駛里程 30km),在不充電只加油 的使用模式下比同

9、級(jí)別純?nèi)加蛙?chē)節(jié)約約 0.7 萬(wàn)元,油電混用模式下節(jié)約油費(fèi)約 0.9 萬(wàn)元。日平均行駛里程越長(zhǎng),使用純電行駛的里程越多,混動(dòng)車(chē)型為消費(fèi)者節(jié)約的油費(fèi)越多。除豐田、本田外,其它合資品牌混動(dòng)車(chē)往往采取在已有燃油動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)上直接加裝電機(jī)、電池、 電控的方式實(shí)現(xiàn)混動(dòng),混動(dòng)系統(tǒng)集成度較低,這帶來(lái)了高昂的成本增加,使得這些合資品牌車(chē)型混 動(dòng)車(chē)比其同級(jí)燃油車(chē)貴 2-5 萬(wàn)。最新一代混動(dòng)技術(shù)將發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變速箱、電控系統(tǒng)作為整體進(jìn)行設(shè)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)(不需要追求 高功率,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化)和變速箱(檔位數(shù)量減少,機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化)大幅簡(jiǎn)化,顯著降低成本。以比亞迪 DM-i 系統(tǒng)為例,通過(guò)全系搭載自產(chǎn)磷酸鐵鋰電池+發(fā)動(dòng)機(jī)針對(duì)性

10、優(yōu)化設(shè)計(jì)+取消雙離合變速箱顯 著地降低了混動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的成本,在國(guó)家對(duì)于新能源汽車(chē)減免購(gòu)置稅和插電混補(bǔ)貼的優(yōu)惠政策支 持下,可在 A 級(jí)車(chē)實(shí)現(xiàn)插混車(chē)整車(chē)落地價(jià)與現(xiàn)有燃油車(chē)型保持一致,還能在全生命周期節(jié)約油費(fèi), 做到“購(gòu)買(mǎi)平價(jià)、使用更省”,大幅提升混動(dòng)車(chē)型競(jìng)爭(zhēng)力。短期來(lái)看,新能源車(chē)購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼將于 2022年之后退出,仍有兩年窗口期,現(xiàn)行補(bǔ)貼及購(gòu)置稅優(yōu)惠支撐 混動(dòng)車(chē)型通過(guò)購(gòu)買(mǎi)平價(jià)完成早期滲透。不考慮混動(dòng)車(chē)用車(chē)體驗(yàn)差異,僅從使用成本角度考慮,新能 源車(chē)購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼退出以后,混動(dòng)車(chē)型的節(jié)油表現(xiàn)可支持新車(chē)購(gòu)買(mǎi)價(jià)高于同級(jí)別燃油車(chē)1 萬(wàn)元左右。長(zhǎng)期看,隨著油耗法規(guī)日趨嚴(yán)格,為提升油耗表現(xiàn),燃油車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)勢(shì)必進(jìn)

11、一步復(fù)雜化,推動(dòng) 燃油車(chē)型價(jià)格上漲。隨著節(jié)能減排要求加嚴(yán),燃油車(chē)型加收排放稅也存在潛在可能。同時(shí),隨著補(bǔ) 貼退坡(補(bǔ)貼要求混動(dòng)車(chē)型純電續(xù)航里程大于 50km,需要大容量電池),搭載小容量電池的混動(dòng)車(chē) 型將推出,電池成本可進(jìn)一步下降,與規(guī)模效益共同帶來(lái)成本下降,最終實(shí)現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)平價(jià)。從加速表現(xiàn)看,混動(dòng)車(chē)型有電機(jī)助力,能夠輸出更高的功率,加速更快。比亞迪、長(zhǎng)城混動(dòng)新品的 百公里加速時(shí)間都能快于合資品牌燃油車(chē)型 2-3s,同時(shí)優(yōu)于合資品牌高功率(280TSI)車(chē)型的加速 表現(xiàn)。高速運(yùn)行時(shí)能夠顯著感受到混動(dòng)車(chē)型的加速性能優(yōu)勢(shì)。1.3 需求之輪:緩解里程焦慮、混動(dòng)車(chē)使用便利上遠(yuǎn)優(yōu)于純電車(chē)混動(dòng)車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱

12、可用于冬季保暖,用戶冬季用空調(diào)無(wú)焦慮。利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱進(jìn)行熱管理,在 冬季進(jìn)行電池加熱(電池加熱可保證續(xù)航里程)可無(wú)需使用電池電量。不會(huì)出現(xiàn)純電動(dòng)車(chē)型在冬季 續(xù)航里程大幅縮減的問(wèn)題(一部分電池能量被用于電池加熱和座艙取暖,未能用于行駛)。從根本上 解決消費(fèi)者使用純電動(dòng)車(chē)型中,在冬季“不敢開(kāi)空調(diào)”、“續(xù)航里程大幅縮減”的痛點(diǎn)。以理想 ONE 為例,通過(guò)熱管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電池組和空調(diào)三套循環(huán)系統(tǒng)間熱量的傳遞和利用, 在冬季充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱,能夠在-10C環(huán)境下將續(xù)航里程衰減控制在 5%之內(nèi),混動(dòng)車(chē)型在冬 季可用性方面的優(yōu)勢(shì),使其在高海拔、高緯度地區(qū)推廣具有突出意義?;靹?dòng)車(chē)型充電是可選選項(xiàng),而不

13、是純電車(chē)型的必須選項(xiàng)?;靹?dòng)車(chē)型主要通過(guò)加油補(bǔ)能,加油遠(yuǎn)比充 電方便快捷。相較于電動(dòng)車(chē)型快充 30-60分鐘的充電時(shí)間,混動(dòng)車(chē)型加油只需要 5-10分鐘,混動(dòng)車(chē) 型具備補(bǔ)能網(wǎng)點(diǎn)密度高、補(bǔ)能速度快的優(yōu)勢(shì),能解決消費(fèi)者“充電耗時(shí)長(zhǎng)”、“充電樁排隊(duì)”的痛點(diǎn)。二、 混動(dòng)技術(shù)趨勢(shì)走向多模式混合2.1 混動(dòng)技術(shù)原理:通過(guò)電機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力“多退少補(bǔ)”混動(dòng)系統(tǒng)本質(zhì)上是通過(guò)電機(jī)系統(tǒng)的調(diào)速匹配,讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持在高效運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間,實(shí)現(xiàn)降低油耗的 目的。內(nèi)燃機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和輸出扭矩下將燃油轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的效率不同,內(nèi)燃機(jī)萬(wàn)有特性圖內(nèi)的藍(lán)色 部分為高效工作區(qū)間,對(duì)應(yīng)低油耗,紅色區(qū)域?qū)?yīng)低效工作區(qū)間,對(duì)應(yīng)高油耗。 在內(nèi)燃機(jī)輸

14、出過(guò)多動(dòng)力時(shí)通過(guò)發(fā)電機(jī)將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電能暫時(shí)儲(chǔ)存,當(dāng)內(nèi)燃機(jī)輸出動(dòng)力不足情況下由 電動(dòng)機(jī)補(bǔ)充動(dòng)力。通過(guò)對(duì)動(dòng)力的“多退少補(bǔ)”使發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在高效率區(qū)間,以達(dá)到節(jié)油的目的。因此,混動(dòng)系統(tǒng) 研發(fā)的關(guān)鍵要素之一就是打造專門(mén)的高熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)。相比普通發(fā)動(dòng)機(jī)可為了熱效率放棄動(dòng)力性, 一般使用自然吸氣方式,采用高壓縮比來(lái)實(shí)現(xiàn)高熱效率,動(dòng)力部分的損失,由電動(dòng)機(jī)來(lái)補(bǔ)償。汽車(chē)混動(dòng)系統(tǒng)包括儲(chǔ)能元件(油箱和動(dòng)力電池)和能量轉(zhuǎn)化部件(發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī))。其中發(fā)動(dòng)機(jī)只 能將燃油轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,而電動(dòng)機(jī)可以將電池的電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,或做發(fā)電機(jī)使用將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電能 存儲(chǔ)進(jìn)電池。電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)都能通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為車(chē)輪供能。2.2 混動(dòng)技術(shù)

15、趨勢(shì):雙電機(jī)+串并聯(lián)模式基于上述的原理,一臺(tái)混動(dòng)汽車(chē)往往擁有串聯(lián)模式、純電模式、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式、并聯(lián)模式四種工 作模式。根據(jù)該輛混動(dòng)車(chē)處在不同使用環(huán)境,切換適合的工作模式。串聯(lián)模式:車(chē)輛只由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)只向發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力,不向車(chē)輪提供動(dòng)力。需要獨(dú)立 的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī)為電池充電,電動(dòng)機(jī)使用電池和/或發(fā)電機(jī)提供的電能將其轉(zhuǎn)化為動(dòng) 力傳動(dòng)到輪胎。該模式的優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,且發(fā)動(dòng)機(jī)可以一直工作在最高效的工作區(qū)間。缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)不能為輪胎提供動(dòng)力,同時(shí)因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化過(guò)程中存在損失,以及高速行駛中因功 率需求高,發(fā)動(dòng)機(jī)很難維持最高效的工作區(qū)間,高速油耗高。純電模式:只由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。此模式下

16、混動(dòng)車(chē)型和純電車(chē)輛并無(wú)區(qū)別。此模式往往只針對(duì) 低速起步等特別能發(fā)揮純電模式特性的場(chǎng)景。部分具有良好充電條件的消費(fèi)者對(duì)此模式有額外 需求。但由于混動(dòng)車(chē)同時(shí)還搭載油箱及發(fā)動(dòng)機(jī),布置空間有限,電池容量一般偏小,此模式下 續(xù)航里程與能效表現(xiàn)不如一輛純電動(dòng)車(chē)。發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式:只由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。發(fā)電機(jī)(可由電動(dòng)機(jī)充當(dāng))根據(jù)情況發(fā)電,為電池 充電。針對(duì)部分車(chē)速區(qū)間(60-100Km/h)的定速巡航工況這類最體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的使用場(chǎng)景, 由于沒(méi)有串聯(lián)模式所需的額外能量轉(zhuǎn)化步驟,直驅(qū)模式油耗表現(xiàn)最佳。并聯(lián)模式:發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。往往是需要急加速(超車(chē))或是超高速巡航的情況 下,在車(chē)輛對(duì)扭矩或功率有

17、較高需求的場(chǎng)景下采用。是輸出功率最高的模式,在此模式下,若 電池容量充足,在輸出同樣高功率的前提下,混動(dòng)車(chē)型能耗顯著低于燃油車(chē)型。就應(yīng)用場(chǎng)景而言,四種模式各有側(cè)重,城市用車(chē)場(chǎng)景下,串聯(lián)模式因不受電池剩余電量影響,節(jié)能 效果好。同時(shí),通過(guò)串聯(lián)模式為車(chē)輛電池補(bǔ)能可以保持車(chē)輛電池電量,降低消費(fèi)者找樁充電的焦慮, 提升使用體驗(yàn)。但串聯(lián)模式需要兩個(gè)電機(jī),分別承擔(dān)發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的職能,會(huì)帶來(lái)成本的提升。 系統(tǒng)是否擁有兩臺(tái)電機(jī),是能否使用串聯(lián)模式的前提。此外,由于一輛混動(dòng)車(chē)的四種混動(dòng)模式的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用場(chǎng)景各有不同,能夠使用多種混動(dòng)模式協(xié)同工作 是混動(dòng)車(chē)型在全速度區(qū)間保持優(yōu)良駕駛體驗(yàn)和節(jié)油性能的關(guān)鍵。例如理想

18、ONE 的車(chē)型就只是單一的串聯(lián)模式,城市道路油耗表現(xiàn)出色,但在高速工況油耗表現(xiàn)不佳。一臺(tái)混動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式多樣,各模式適用場(chǎng)景各不相同,因此混動(dòng)車(chē)型的研發(fā)難點(diǎn)有 1)硬件方面: 如何實(shí)現(xiàn)多種模式并將動(dòng)力總成集成在有限空間內(nèi);2)軟件層面:不同模式間切換控制策略?;靹?dòng) 車(chē)型研發(fā)的難度集中在高效率發(fā)動(dòng)機(jī)、混動(dòng)系統(tǒng)硬件集成化和混動(dòng)系統(tǒng)控制軟件三方面。三、 技術(shù)換代,頭部自主車(chē)企推出新一代混動(dòng)技術(shù)3.1 比亞迪 DM-I、DM-P 雙平臺(tái)齊發(fā)比亞迪 2008年推出第一代 DM 技術(shù),2013年推出第二代 DM 技術(shù),2018年推出第三代 DM 技術(shù), 是我國(guó)插混乘用車(chē)的開(kāi)創(chuàng)者。公司于 2020年發(fā)布第四

19、代混合動(dòng)力技術(shù)雙平臺(tái)戰(zhàn)略:DM-(I Dual Model intelligent)和 DM-P(Dual Model powerful)。其中 DM-i 平臺(tái)主攻經(jīng)濟(jì)性,百公里油耗低至 3.8L,百公里加速 7.3 秒。DM-p 平臺(tái)主攻動(dòng)力性。DM-i 和 DM-p 均能實(shí)現(xiàn)四種典型的混動(dòng)工作模式。 DM-p 混動(dòng)系統(tǒng)的核心技術(shù)在于基于此前三代 DM 平臺(tái)開(kāi)發(fā)帶來(lái)的系統(tǒng)控制經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)五大模式的協(xié) 同工作。DM-p 混動(dòng)系統(tǒng)在漢 DM 上搭載,已在銷售中。DM-i 超級(jí)混動(dòng)是以電為主的混動(dòng)技術(shù),大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng),大容量動(dòng)力電池供能為主,發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的 電混架構(gòu)。1)雙電機(jī) EHS 電混系統(tǒng)。三檔

20、峰值功率;峰值扭矩 316Nm/325Nm;最高轉(zhuǎn)速 16000rpm。2)驍云-插混專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)做“減法”,聚焦工況熱效率。熱效率高達(dá) 43.05%。3)DM-i 超級(jí)混動(dòng)專用功率型刀片電池。單體數(shù)量少:整個(gè)電池包只有 10-20節(jié)刀片電池;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化: 零部件減少 35%以上。純電續(xù)航里程最高達(dá)到 125km,支持直流快充和交流慢充。DM-i 混動(dòng)系統(tǒng)搭載于秦 Plus、宋 Plus、唐,將于 2021年 3月上市,覆蓋轎車(chē)、SUV、MPV 車(chē)型。 其中秦 Plus 55KM 尊貴型車(chē)型補(bǔ)貼后預(yù)售價(jià)格為 10.78 萬(wàn)元。DM-I 混動(dòng)技術(shù)平臺(tái)車(chē)型主要優(yōu)勢(shì):1) 享受免除購(gòu)置稅補(bǔ)貼

21、后,DM-i 車(chē)型幾乎與燃油車(chē)型同價(jià): 全系搭載磷酸鐵鋰電池+發(fā)動(dòng)機(jī)針 對(duì)性設(shè)計(jì)優(yōu)化+LGBT自供,從而降低成本。2) 高配車(chē)型續(xù)航里程長(zhǎng)于市面上現(xiàn)有的混動(dòng)車(chē)型。3) 節(jié)能表現(xiàn)突出:轎車(chē)、SUV 車(chē)型綜合油耗分別低于 4L/100km、4.5L/100km,優(yōu)于目前市 場(chǎng)上插混車(chē)型 5-6L 油耗表現(xiàn) 。DM-P 混動(dòng)技術(shù)平臺(tái)車(chē)型主要優(yōu)勢(shì):1) 具備極佳的動(dòng)力性。以漢為例,具備 321kW 的最大功率,和電機(jī)帶來(lái)的 650Nm 的最大 扭矩。2) 通過(guò)后橋(P4)電機(jī)使車(chē)輛無(wú)需傳動(dòng)軸獲得四驅(qū)效果,動(dòng)態(tài)性能表現(xiàn)好。3.2 長(zhǎng)城檸檬 DHT 混動(dòng)系統(tǒng)追求全速域最優(yōu)2020 年 12月 15日長(zhǎng)城發(fā)

22、布檸檬 DHT(Dedicated Hybrid Transmission,專用混合動(dòng)力變速器) 混動(dòng)技術(shù)平臺(tái),檸檬混動(dòng) DHT 采用雙電機(jī)混聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn) EV 行駛、混聯(lián)驅(qū)動(dòng)、串聯(lián)驅(qū)動(dòng)、 能量回收、怠速停機(jī)等各種工作模式,通過(guò)控制系統(tǒng)智能切換實(shí)現(xiàn)各種駕駛場(chǎng)景下動(dòng)力與油耗的平 衡。追求實(shí)現(xiàn)全速域、全場(chǎng)景效能最優(yōu)的全新混動(dòng)技術(shù)??蓪?shí)現(xiàn) HEV 和 PHEV 兩種動(dòng)力模式,動(dòng) 力總成體現(xiàn)高集成度,將 2 個(gè)電機(jī)控制器、1 個(gè)多?;靹?dòng)變速箱、1 個(gè)混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)、2 個(gè)電機(jī)、 1 個(gè)集成 DC-DC 組成七合一動(dòng)力系統(tǒng)。長(zhǎng)城檸檬 DHT 主要在動(dòng)力性上發(fā)力,對(duì)于車(chē)重較大的 SUV 車(chē)型在零百加

23、速成績(jī)表現(xiàn)出色。我們預(yù)計(jì)將優(yōu)先布局在現(xiàn)有中高端燃油主銷車(chē)型上,檸檬平臺(tái)車(chē)型或?qū)⒊霈F(xiàn)低配為燃油/HEV 車(chē)型,高配為 PHEV 車(chē)型的產(chǎn)品布局。長(zhǎng)城檸檬 DHT混動(dòng)系統(tǒng)追求全速域、全場(chǎng)景效能最優(yōu)。即在城市工況、中高速工況、高速大負(fù)荷工 況三大不同速度、不同加速減速需求的工況下均能通過(guò)合適的驅(qū)動(dòng)模式來(lái)提升混動(dòng)車(chē)型節(jié)能效果。 主要通過(guò)控制策略、發(fā)動(dòng)機(jī)具備兩個(gè)檔位這兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)上述訴求:1)控制方面。針對(duì)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)匹配進(jìn)行優(yōu)化,能夠通過(guò)電機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)變速箱無(wú)滑磨情況下讓發(fā)動(dòng)機(jī)介入,實(shí)現(xiàn)高平順性。2)發(fā) 動(dòng)機(jī)具備多檔位接入混動(dòng)系統(tǒng),能使發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱的組合獲得更寬的高效運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間,使得發(fā)動(dòng)機(jī)在 更廣的行駛

24、速度范圍里能以最高效率工作。3.3 比亞迪 VS 長(zhǎng)城,技術(shù)路線一致,方案定位各有側(cè)重長(zhǎng)城和比亞迪新一代混動(dòng)技術(shù)的共性在于均使用雙電機(jī)+多模式混合方案,能夠?qū)崿F(xiàn)四大模式協(xié)同工 作,并且能夠通過(guò)電機(jī)的輔助,使車(chē)輛獲得較好的駕駛平順性。兩者的差異主要體現(xiàn)在定位上,比亞迪 DM-i、DM-p 混動(dòng)系統(tǒng)分別在成本控制和動(dòng)力性上發(fā)力。大量自供零部件助力 DM-i 降本,與燃油同價(jià)。大幅簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)(無(wú)輪系,無(wú)渦輪增壓),電池、 LGBT自供。高功率電機(jī)的電驅(qū)后橋體現(xiàn) DM-p強(qiáng)動(dòng)力性:電驅(qū)后橋最大功率 180kw,最大扭矩 330Nm。 長(zhǎng)城混動(dòng)系統(tǒng)更注重全面發(fā)展:發(fā)動(dòng)機(jī)兩檔變速器提升能耗表現(xiàn),但增加了成

25、本??蛇x的純電后橋可搭載于旗艦車(chē)型:可搭載最大功率 135kW 輪邊扭矩 250Nm 的電驅(qū)后橋, 構(gòu)成組合整車(chē)功率的 320kw 的四驅(qū)混動(dòng)系統(tǒng)。兩家自主品牌混動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的定位差異體現(xiàn)了各自品牌基因的差異:比亞迪在三電領(lǐng)域具備長(zhǎng)期的技術(shù)積累,使得大幅度壓縮成本和進(jìn)行大功率混動(dòng)總成設(shè)計(jì)成為可能, 因而推出 DM-i 系統(tǒng),針對(duì)追求極致節(jié)能的用戶。得益于比亞迪 542 戰(zhàn)略,消費(fèi)者對(duì)于比亞迪擁有 “5.9s 破百”的品牌形象基礎(chǔ),因而推出 DM-p 系統(tǒng),針對(duì)追求動(dòng)力性的用戶。長(zhǎng)城由于旗下車(chē)型幾乎全部為 SUV 車(chē)型,油耗表現(xiàn)天然不占優(yōu),但擁有高端品牌 WEY,能夠承擔(dān) 相對(duì)較高的整車(chē)價(jià)格,因此

26、選取成本相對(duì)更高(多了兩檔變速器)、控制更復(fù)雜、但油耗表現(xiàn)更好(兩 檔變速器能大幅擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)的最高效工作區(qū)間)的方案。兼顧動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。四、 混動(dòng)格局變遷,自主品牌迎來(lái)寶貴機(jī)遇期4.1 自主品牌新一代混動(dòng)技術(shù)突破,與合資品牌同臺(tái)競(jìng)技隨著比亞迪 DM-I、DM-P 以及長(zhǎng)城檸檬 DHT 技術(shù)平臺(tái)的發(fā)布,自主品牌混動(dòng)車(chē)型在技術(shù)參數(shù)上與 合資品牌同一起跑線上。自主品牌的技術(shù)突破具體現(xiàn)在 1)高效率發(fā)動(dòng)機(jī)、2)混動(dòng)系統(tǒng)集成化平臺(tái)化、3)純電續(xù)航里程三個(gè)方 面上。1)高效發(fā)動(dòng)機(jī):由于混動(dòng)車(chē)型需要盡可能讓發(fā)動(dòng)機(jī)處于高效的工作區(qū)間,并且發(fā)動(dòng)機(jī)起步功率不足 的問(wèn)題可通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)彌補(bǔ)。因此為最大化發(fā)動(dòng)機(jī)

27、效率,混動(dòng)車(chē)型往往采取阿特金森(米勒循環(huán)) 循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),其最大的特點(diǎn)是通過(guò)進(jìn)氣門(mén)延遲關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)氣缸做功行程大于壓縮行程。對(duì)自主品牌而言,比亞迪研發(fā)成果已經(jīng)落地,推出了驍云-插混專用發(fā)動(dòng)機(jī),其熱效率可達(dá) 43%。長(zhǎng) 城檸檬 DHT也采取了專用發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)達(dá)到合資品牌水準(zhǔn)。吉利目前正在進(jìn)行高熱效率發(fā)動(dòng) 機(jī)研發(fā)。上汽集團(tuán)插混發(fā)動(dòng)機(jī)更專注于動(dòng)力性,混動(dòng)車(chē)型采用“藍(lán)芯”1.5TGI 缸內(nèi)中置直噴渦輪增 壓發(fā)動(dòng)機(jī)。比亞迪、長(zhǎng)城混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)已在峰值功率、熱效率等指標(biāo)上優(yōu)于合資品牌。2)混動(dòng)系統(tǒng)集成度。比亞迪、長(zhǎng)城汽車(chē)的混動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)了雙電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)同工作、混動(dòng)系統(tǒng)多 合一總成化,與豐田、本田混動(dòng)系

28、統(tǒng)達(dá)到了相似的高集成度。并且,混動(dòng)技術(shù)平臺(tái)化,能對(duì)混動(dòng)與插 混展開(kāi)適配。比亞迪 DM-I系統(tǒng)能適配高低容量?jī)煞N電池,長(zhǎng)城檸檬 DHT系統(tǒng)可覆蓋 12-45kWh電 池,集成電機(jī)功率 100-130kW,高配車(chē)型將加裝電驅(qū)動(dòng)后橋,可實(shí)現(xiàn)整車(chē) 320kW 的高功率輸出。 吉利、上汽產(chǎn)品相較于通過(guò)改裝現(xiàn)有燃油車(chē)型,在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間增加電機(jī)實(shí)現(xiàn)混動(dòng)的大眾 PHEV 系統(tǒng),系統(tǒng)更為復(fù)雜、集成度更高。3)純電續(xù)航里程方面。對(duì)于插電混動(dòng)車(chē)型中,更長(zhǎng)的純電續(xù)航可以滿足具備良好充電條件、消費(fèi)者 更高出行半徑的需求,同時(shí)也能最大限度降低用車(chē)能耗成本。純電續(xù)航里程方面,長(zhǎng)城檸檬 DHT混 動(dòng)平臺(tái) 200km 功

29、率純電續(xù)航里程優(yōu)勢(shì)最大,考慮其 45KWh電池帶來(lái)成本提升,將優(yōu)先搭載于中高 端車(chē)型的高配款上,其次是比亞迪 DM-I 高配版車(chē)型達(dá)到 120km。4.2 格局展望:技術(shù)領(lǐng)先,自主混動(dòng)將快速滲透自 2017 年以來(lái),普通混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力乘用車(chē)銷量穩(wěn)步上升,2020 年銷售 48 萬(wàn)臺(tái),占 乘用車(chē)總銷量的 2.45%。相對(duì)于純電動(dòng)乘用車(chē) 100 萬(wàn)銷量,4.95%的滲透率仍有一定差距。 過(guò)去混動(dòng)車(chē)滲透率偏低的原因主要有:1)混動(dòng)車(chē)型價(jià)格相對(duì)偏高,相對(duì)于同級(jí)燃油車(chē)型往往存在 2-5萬(wàn)元價(jià)差;普通混合動(dòng)力汽車(chē)無(wú)補(bǔ)貼 及免牌照優(yōu)勢(shì),插電式混合動(dòng)力汽車(chē)享受補(bǔ)貼后與同級(jí)純電動(dòng)車(chē)型價(jià)格重疊甚至高于純

30、電動(dòng)車(chē)型。在電動(dòng)車(chē)補(bǔ)貼時(shí)代,純電動(dòng)車(chē)型補(bǔ)貼后價(jià)格低于插混車(chē)型,影響了消費(fèi)者選擇。以 2017年榮威 ERX5 (RX5 純電版)和 eRX5(RX5 插混版)為例, 2017 款豪華版廠商指導(dǎo)價(jià)為 20.88/20.99 萬(wàn)元, 考慮中央+地方補(bǔ)貼后售價(jià)為 14.28/17.61 萬(wàn)元,插混車(chē)更貴。進(jìn)入 2021年,價(jià)差過(guò)大情況有所好轉(zhuǎn)。以榮威旗下產(chǎn)品 i6MAX為例,其燃油車(chē)/插電式混合動(dòng)力的 官方指導(dǎo)價(jià)分別為 10.68-12.58/ 13-15萬(wàn)元(2021年國(guó)家補(bǔ)貼后)。而定位相近的純電車(chē)型 R汽車(chē) ER6 的官方指導(dǎo)價(jià)范圍為 16.28-20.08 萬(wàn)元,其 2021 年國(guó)家補(bǔ)貼后約 14.5-18.3 萬(wàn)元。2)混動(dòng)技術(shù)壁壘的存在,市面上可選混動(dòng)車(chē)型有限限制了消費(fèi)者的選擇。從混動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展歷史看,2017 年,混動(dòng)車(chē)型市場(chǎng)仍處在起步早期,銷量主要由自主品牌的比亞迪 DM3.0車(chē)型(唐宋秦),上汽第一代 EDU車(chē)型 eRX5 貢獻(xiàn),以及豐田普通混合動(dòng)力車(chē)型雷凌、卡羅 拉兩款車(chē)型貢獻(xiàn)。2018 年開(kāi)始?xì)W系品牌,特別是寶馬、大眾等德企品牌加入 PHEV 競(jìng)爭(zhēng),推出寶馬 5系 PHEV、帕薩 特 PHEV 等 P2 架構(gòu)車(chē)型,在限購(gòu)城市憑借品牌效益與牌照優(yōu)勢(shì),銷量得以大幅增長(zhǎng),逐步蠶食自

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