多样和个性化的消费者需求促使我国近两年成为汽车产业最活跃的市场。全球很多主流OEM都把我国作为新能源战略的主战场,在新能源等领域的技术创新、推广应用上不断加大力度,甚至组建动力电池和创新研发中心,汽车产业在新势力的冲击下重新焕发生机。
新能源技术路线势在必行
推行新能源技术路线的内在动力来自于“双碳”目标和国家政策, “双碳”的背景源自于气候变化,气候变化是人类面临的全球性问题,随着各国二氧化碳排放,温室气体猛增,对生命系统形成威胁。在这一背景下,世界各国以全球协约的方式减排温室气体,我国由此提出“碳达峰”和“碳中和”目标。预计到2025年,内燃机为动力的装置在我国依然占90%以上(含各类混合动力装置),内燃机动力消耗石油占石油消耗量的65%。2020中国内燃机燃油消耗量4.55亿吨,CO2排放3.56亿吨,占全国总CO2排放量的35%,在能源和环境的双重挑战下,需要由化石能源向清洁能源转换,倡导绿色、环保、低碳的生活方式。
其次在推动新能源汽车产业发展上,我国先后推出600多项支持政策,支持上下游企业不断加大研发投入,创新商业模式,形成了产业发展强大内生动力。事实上,为支持新能源汽车产业发展,自2014年起国家一直对新能源汽车实施免征车辆购置税政策。此前,免征新能源汽车购置税政策已经两度延期。该政策于2014年开始执行,最初计划于2017年底到期。随后由于市场反响积极,为了进一步刺激新能源汽车消费,相关部门发布《关于继续执行的车辆购置税优惠政策的公告》,将该政策延续至2020年末;2020年3月,为促进汽车消费,新能源汽车免征购置税政策再次被延长两年至今年底。新能源汽车俨然成为我国车市的增长“新引擎”。另外从消费者的角度,近两年新能源汽车的快速发展也让消费者的购车观念发生了很大的变化,消费者对新能源汽车的青睐程度越来越高。
内燃机仍然是利润奶牛
上面提到,从长远来看,BEV是必然趋势,因为电能或者动力电池对“碳中和”而言是最优解,但受限于目前电池能量密度以及补电基础建设体系不完善等方面的限制使纯电仍有局限性。这也是购买BEV的车主最关心的问题,即车的续航问题,尤其在长距离甚至跨省自驾游等方面仍存在里程焦虑。内燃机虽然仍然是当前主要的动力来源,但最近这几年在新能源的浪潮下正逐渐被电动蚕食是事实,再加之违背各国环保理念,其逐渐退出市场主导地位应该只是时间问题。但目前仍然是主流OEM的收入奶牛,若直接弃之显然不现实,更何况消费者仍然还有很大一批愿意购买纯燃油车,虽然新势力这两年取得了令人瞩目的销量,但内燃机百年根基不可能仅仅通过几年的发展而崩塌,其市场目前仍然很大。
能打的混动路线
纯电有其当前的局限性,例如充电基础设施不完善、电池能量密度及充电速度革命性突破难,大家仍然具有里程焦虑;内燃机因为违背各国的双碳战略而逐渐会被电动化取代,但作为利润奶牛各主流OEM仍难以抛弃。另一方面,目前消费者既想体验电动化、智能化带来的乐趣,又难以割舍内燃机所具有的可靠稳定优势,所以混动是一种很好的四两拨千斤的手段。而且据统计机构预测,至少在后面几年,混动车型的占比仍会走高。
这对之前以内燃机为主业的OEM来说是个很好的折中路线,例如长城DHT BYD DMI 、本田I-MMD和丰田THS等,但其实在混动界一直有着这么一句传说:混动 只有两种,一种是丰田混动,另一种是其他混动。这句话足以体现丰田在混动方面的造诣。1997年第一代普锐斯就搭载了大名鼎鼎的THS(Toyota Hybrid System),后续由于这套混动系统不断得到改良并被采用在其他车型上,因此后续版本都被称为Hybrid Synergy Drive(HSD),有时也被称为THS II。
但不管这套系统如何改进,传动系统依然具有相同的基本特征:两个Motor Generator(分别是MG1和MG2)及行星齿轮系构成,行星齿轮系即为所谓的动力分配单元(PSD-Power Split Device);因此HSD作为丰田开发的一套混动技术,结合了电驱动和无极变速器,丰田也将配置HSD的车辆描述为具有E-CVT,所谓的E-CVT即为上面所述的PSD。
下面选几个工况代表性的说下这套THS的工作模式;
怠速充电模式
当停车状态,若电池SOC过低需要进行充电时,此时MG1作为起动机将发动机启动,当发动机启动成功后会转为发电模式,由发动机带动MG1进行发电为电池充电
起步
在起步阶段,由于发动机工作在低效率区,因此不会参与车辆的起步,此时主要是MG2作为车辆前进的动力源。
发动机参与工况
当在高速巡航或加速工况,发动机此时效率很高。其产生的能量一部分可用于驱动车辆,另一部分则可带动MG1,此时MG1可直接向MG2提供电能也可用于电池充电。
在发动机参与工作时,MG1和MG2的工作状态可分为如下三种状态:
Cruising:ICEPower
此时,ICE产生的功率一部分直接用于驱动车辆,另一部分将分配各MG1用于发电,MG1所发的电能直接供给MG2工作,MG2发出的力将加载到驱动轴上来辅助发动机驱动车辆。
Full Accelearation:ICE Power + Battery Power
当有大的加速需求,如爬陡坡等工况时,此时在CRUISING: ICE power的基础上,额外需要电池供电给MG2使用来进一步提高此时的动力需求。
ICE Power + Battery Charing
此工况也是在CRUISING: ICE power的基础上,若此时电池SOC过低,同时又不需要更多额外的MG2出力,那么发动机发出的功率一部分将会直接用于驱动车辆,而另一部分则用于MG1发电,但MG1所发的一部分给MG2使用,另一部分则用于电池充电。
减速和制动工况
此时THS系统将会进行制动能量回收,当制动时,汽车的惯性能量将被转化为电能,此时MG2作为发电机为HV电池充电
通过上面的介绍,我们可以看到该混动系统非常智能,车辆在这套精密的PSD行星齿轮结构加持下,可在启动、行驶、加速、减速停车等不同工况下智能的组合发动机和电机工作从而发挥两者各自的优势,实现动力与高效的完美均衡。
目前, 广汽丰田在广州车展上还发布了第五代智能电混双擎系统,这个系统的三电系统不管是在轻量化还是在电机集成度和功率方面都进一步得到大幅改进和提升,这不仅带来了更强劲的动力输出而且使综合效率进一步提升。例如1.8L三电系统系统减轻了13.3kg,综合功率提升了12%;2.0L三电系统轻量化超21kg,综合功率提升6%。
此外, 智能电混双擎在保持以往卓越燃油效率的同时,更加驾趣十足。这主要得益于所配备的永磁同步电机的升级,通过变更磁石配置、采用新的低粘度机油以及新的润滑构造使电机能量损耗进一步降低但功率却提升了32%(1.8L)。配合动力控制单元(PCU)的智能化动力输出控制,实现了全速域强劲的电动化加速感。不仅在0-60KM起步时,加速提升14%,而且通过维持车速上升时的驱动力,初段加速过后依然保持了相同的加速度,实现了加速感的延伸,80-120KM加速提升15%。
科技化体验不依赖于动力类型
继特斯拉喊出“软件定义汽车”的口号后,一时“软件定义汽车”盛行起来,在大众成立软件开发独立部门之后,丰田也正式成立软件子公司-Woven Planet Holdings,专注于开发自动驾驶、新的汽车操作系统以及高清地图等软件业务。国内上汽等主机厂也纷纷成立自己的软件中心,例如上汽的零束,都想在这次变革中掌握软件开发的主动权。相信软件开发、维护和升级是未来OEM为客户提供科技化、差异化体验和提高客户满意度的有效方式。
我们上面提到了广丰的“智能电混双擎”。这里面的“智”不仅体现在动力控制的智能化,也体现在驾驶、座舱等方面的智能化,而这些智能化的科技体验得益于丰田多年来对于软件开发的持续投入和升级迭代,例如丰田T-PILOT智能驾驶辅助系统,通过对感应器和功能的升级和新增,不仅使感应器感知监测距离、范围以及准确度更远、更广、更精准,而且使驾驶辅助场景适用范围更广、更智能、更精准,比如紧急避让的PCS防碰撞由2个场景提升至9个场景,预防碰撞更智能、可靠性更高。其中预防碰撞的对象增至6大类别:不仅能识别行人、自行车,还能识别摩托车、大型动物、道路构造物(电线杆、栏杆、标识、房屋等、山体、墙壁等)、施工地(连续的雪糕筒,单个雪糕筒不行);另外预防碰撞的方向增至5大类别:在预防追尾的基础上,增加了预防正面碰撞、转向碰撞、对向碰撞以及路边侧面碰撞;值得一提的是紧急刹停的时速翻倍,从时速40KM提升至80KM。
再比如,通过软件的升级,T-PILOT智能驾驶辅助系统的LTA/LDA车道保持系统容错率99%,车道保持的连续率做到99%,这主要是在过去的车道线识别基础上,借助AI算法的DNN技术以及340米探测距离的毫米波雷达,实现了远距离、高精度识别道路及道路边缘。不仅在双侧线清晰、双侧线不连续或只有单侧线的情况保持车道,甚至在没有线的情况下凭借周边车辆的轨迹、路缘或者路边的护栏、峭壁等立体物依然可以实现车道保持,并且结合PSC及LDA还可以实现道路及周边障碍物避让功能。
在“软件定义汽车”的浪潮下,丰田分别通过T-PILOT智能驾驶辅助系统、T-SMART智能座舱以及T-LINK智能互联等系统的持续开发、升级和迭代给我们带来了兼备驾驶乐趣的智能化、互联化的科技体验。
1 总结
我想有引擎存在的踏实感,因为在没电甚至寒冷的冬天不想让车称为“电动爹”,但与此同时又想体验电动化、智能化带来的驾乘体验提升和用车成本的降低,那么混动技术无疑是一个很好的折中选择。因此这种既能延续优势技术又能整合前瞻技术体验的产品相信会打动很多消费者。而我认为搭载“智能电混双擎”技术的车型会是一个很好的选择。
审核编辑 :李倩
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原文标题:在新势力浪潮下,电动车和燃油车该如何选择?什么才是最优解?
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