喻春鳳,郜昊強
(安徽江淮汽車集團股份有限公司,安徽 合肥 230601)
根據(jù)現(xiàn)行油耗政策,在傳統(tǒng)節(jié)能、混動、新能源三條技術路線,押注某條技術路線短期可行,但影響技術發(fā)展的持續(xù)性,未來面臨極大風險;汽車節(jié)能是一項系統(tǒng)工程,需要統(tǒng)籌各種技術路線科學推進。
圖1 各類車型占比預估
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》預測,2020年,混動車型將占據(jù)8%的市場份額;2025年,混動車型份額將增加為20%;2030年,混動車型份額將繼續(xù)增加為25%。所以混動技術是未來車企必須掌握的和核心技術,是2020年到2025年決勝的關鍵。
根據(jù)《乘用車燃料消耗量限值》(GB 19578-2014)、《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》(GB 27999-2014)兩個強制性法規(guī)要求,乘用車產(chǎn)品不僅要滿足單車油耗限值,而且企業(yè)平均油耗(CAFC值)也要滿足相應要求。
根據(jù)《中國制造2025》要求,2020年乘用車新車平均油耗為5L/100km,2025年為4L/100km,2030年為3.2L/100km。這一目標的實現(xiàn)一方面依賴于新能源汽車的大力推廣,另一方面也要求乘用車不斷加大節(jié)油技術的應用。所以在 2020年以后,一定會執(zhí)行更嚴厲的五階段單車限值標準。
當前認為五階段限值可能會介于四階段限值與四階段目標值之間,如果處于間隙的上半部,那么對于中大型車來說,采用傳統(tǒng)節(jié)能技術或者48V系統(tǒng)可以滿足限值;如果處于間隙的下半部,那么中大型車需要采用HEV或者PHEV技術滿足限值,二者的選擇更多的取決于成本考量(此時 PHEV自帶積分價值);如果五階段限值與四階段目標值相等或者低于四階段目標值,那么PHEV是中大型車的唯一選擇。
圖2 各類車型油耗帶達標情況
目前主流混動路線包括P2構(gòu)型、iMMD構(gòu)型、THS構(gòu)型、三擎構(gòu)型和P2.5構(gòu)型。
表1 混動動力主流技術路線分析
P2構(gòu)型優(yōu)勢在于汽車原有架構(gòu)(發(fā)動機+變速箱)改動較小,有一定的節(jié)油效果。
P2構(gòu)型最大的問題在于布置空間限制了P2電機的功率提升,電機對發(fā)動機輔助優(yōu)化效果有限,即節(jié)油效果有限。同時電機+變速箱成本較高,且很難在中小型乘用車上布置應用。
不管是本田的iMMD、廣汽的GMC、上汽的EDU,本質(zhì)上都是通過固定軸和離合器控制的雙電機系統(tǒng)。
由于這種構(gòu)型沒有變速箱,所以體積小,布置方便。而且電機可以做的很大,與發(fā)動機深度混合,節(jié)油效果顯著,成本相對較低(取消變速箱)。主要問題在于技術難度較大,控制復雜程度較高。
豐田的THS混動架構(gòu)以及吉利Ravigneaux拉維納式雙排行星齒輪組架構(gòu),本質(zhì)上是通過行星齒輪控制的雙電機系統(tǒng)。
這種構(gòu)型與iMMD構(gòu)型類似,具有體積小、布置方便、效率高、節(jié)油效果明顯等優(yōu)點。但行星齒輪與電機之間的匹配配合是標定難點,控制復雜程度較高。
比亞迪這種三擎構(gòu)型,從本質(zhì)上來講不能叫混合動力,它只是將純電動汽車和傳動動力車通過P3+P4雙電機布置,集成到了一起。
這種技術構(gòu)型的優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單,控制容易,加速性能好(可以布置大電機),PHEV車型節(jié)油效果好(在現(xiàn)有插電混油耗法規(guī)條件下)。
缺點也很明顯,因為不是真正的混動,電機與發(fā)動機沒有深度融合,真實節(jié)油效果有限,在沒有電的情況下,發(fā)動機背著電池電機跑,比傳統(tǒng)車型更費油。所以這種構(gòu)型不能做HEV,只能做PHEV。
但是,比亞迪這種三擎插電混車型,受到市場歡迎。因為其100km的純電里程基本滿足日常需求,百公里加速5秒所帶愛的動力性體驗深受客戶喜愛。而且還可以拿到政府補貼。
綜上所示,這種三擎構(gòu)型是在當前特定條件下,所產(chǎn)生的一種妥協(xié)方案。未來隨著PHEV競爭加劇,電耗轉(zhuǎn)油耗法規(guī)的實施,這種方案將會因為其性能及成本的因素而被淘汰。
P2.5構(gòu)型,在變速箱輸出端集成了電機,周詳尺寸基本不變,有利于機艙布置。電機最大可以發(fā)出160Nm的輔助動力,有利于性能提升。這種構(gòu)型結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,控制方便。
電動化、混動化已經(jīng)進入了汽車行業(yè)的每一個角落,混合動力系統(tǒng)將在今后很長一段時間內(nèi)占據(jù)可觀的市場份額。
對于當前市場存在的主流混動路線,從綜合性能來看,串并聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)于行星齒輪動力分流系統(tǒng),優(yōu)于P2或者P2.5。部分車企選擇P2或者P2.5作為混動的首選構(gòu)型,主要出于技術實現(xiàn)難度和成本考量。