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新能源车的新方法论,混合动力去向何方?
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提示:本文长度约2700字,是笔者近期思考的一个较全面总结,对新能源车投资感兴趣的朋友可重点阅读。

神化的丰田

哥也曾经深深迷恋普锐斯。十几年前,特斯拉还未现世,比亚迪尚不入流。牛角车标、蓝色Hybrid字样就是潮流时尚的ICON,普锐斯以略带科幻气质的设计和技术成为一代“神车”。“混动车只有丰田和其它......”从此成为了中国车评圈沿用多年的标准开场白。

但现在是2021,不知各位感觉如何,反正我已经听腻了这种陈词滥调。仍然以丰田THS为对标基准的车评或科普在笔者看来是一种思维懒惰的固步自封,丰田的“神化”是时候应该终结了。

技术流

另一派车评算是技术流,采用的套路是从电机的位置开始讲起,P0、P1、P2...一直到P4,甚至还有一些排列组合。应该承认,这种分析方法比较系统化,并且,也很简单直观。

然而,不难看出, 这种分析方法的最核心特点是“基于传统燃油车”,因为万变不离其宗,示意图的正中间总是那个变速箱 。换个角度看,变速箱是永远的主角,而电机只是一个时左时右、时远时近、时前时后的小配角。

那么,如果有朝一日取消变速箱,这个套路该怎么演绎呢?

非主流

不要觉得“有朝一日”遥不可及,本田的iMMD、日产的e-POWER、比亚迪的DM-i超级混动都没有变速箱,这一日其实早就到来了。

所以,是该与时俱进,换换思路了。现如今,新能源车的发展日新月异,总是用10年甚至20年前的知识框架来理解混动车,可能会错失焦点。

跳出主流,本文尝试提出一个新的混动车分类方法。这种方法不是基于以变速箱为中心的传统燃油车,而是基于新能源车,以电能为中心,分析比较各类混动车型。

据此方法,或许可以更清晰地看到未来5-10年混动车的发展方向。庸俗一点的期待是至少看明白买哪家的股票可能会赚到钱。

能量源头

很多人以为只要有电池和电机,就是新能源汽车,这其实是一个错误的概念 。

例如,使用iMMD技术的本田锐混动就不是新能源汽车,它只是挂蓝色牌照的混合动力车。

重温一下国家政策层面对新能源车的定义,其依据是能量源头。对于普通个人乘用车,狭义上理解新能源就是指电能。因此,汽车的能量源头只有两个:电网和燃油。

不必再纠结串联还是并联、以电为主还是以油为主,上图清晰地表明,可以从电网获取能量的才是新能源汽车。换言之,要可充电。

很遗憾,日产的e-POWER不是新能源车技术,长城最近在推的各种HEV 不插电混动版 玛奇朵、摩卡、H6也不是新能源车。

2021年7月31日,政治局经济会议公报中提到“......支持新能源汽车加快发展......”,如何 全面准确 地理解这句话,相信各位读者能细品出其中含义。

从2018年到2021年,每年的业内峰会——“电动汽车百人会”上,王传福都强调插电混动车是新能源车的一个重要技术路线。很多人也许会觉得老王有点出圈,别人只讲纯电动,只有他讲插电,貌似格格不入。然而,蓦然回首,会发现比亚迪的战略方向一直在线,纯电/插电两条腿走新能源汽车之路,行稳才能致远。

技术路线图

笔者之前写过两篇文章:

其中提到过的重要观点是: 混动车最根本的区别要看技术路线图(Road Map),具体讲就是插电PHEV和不插电HEV的区别 。那些关于iMMD和DM-i谁抄谁、直驱档位几个好、串联VS并联、增程是否落后的讨论其实都没有触及本质问题。

例如,比亚迪从F3DM开始就是使用了大电池的“插电混动”,而最早的iMMD是使用小电池的“不插电混动”。这两家的技术出发点就不同,何谈谁抄谁呢?!如果说“追随”,其实是本田的iMMD追随了比亚迪,大家都知道本田最近上市了 插电混动版iMMD 的CR-V锐混动e+,锐混动e+将油箱缩小到26L以便腾出空间安装大电池,从这一点可以看出,iMMD研发之初是没考虑过应用大电池的。反过来看,迄今,比亚迪还没有做过电池少于2kWh的普通HEV混动车。

再比如,长城柠檬和奇瑞鲲鹏的混动平台与比亚迪超级混动DM-i对比,其最核心的差异也是路线图不同。长城和奇瑞的混动平台要同时支持PHEV和HEV(下图高亮部分),而比亚迪只考虑PHEV。

混动车分类新方法

以电能为中心,只看两个维度:第一是电池容量,第二是发电机功率。为何不把电动机功率作为一个维度? 因为新能源汽车的关键在于 “” 这个字 ,电池和发电机是电能的来源,而电动机只是用电的设备。

非插电混动HEV的局限

电池容量小于2kWh的,就是非插电混动HEV。

弱普混 的电能来源有限,所以基本只能解决车辆起步阶段油耗较高的问题。典型代表是欧洲车企的48V轻混系统。

强普混 的典型代表是日产的e-Power(串联增程)和本田iMMD。虽然电池储能不多,但强普混的发电机功率够大(>50kW),可以覆盖多数车型城市工况的峰值功率需求,因此可以做到以电驱为主。

然而,强普混HEV车型最大的问题是,在串联工作模式下,发电机的输出功率与车速无法完全解耦 。所谓无法解耦,是指两个变量无法单独控制,这也给发电机功率的放大设计带来了一些束缚。

展开细讲,如果发电机不管车速快慢,总处于效率最佳的中高转速点大功率发电(即解耦控制),面临的尴尬是除了给驱动车辆前进提供需要的功率,多余出来的功率很难给电池充电,原因有两点:

  • 电池容量小,<2kWh,也许已经差不多充满了。
  • 电池对应的1C充电功率不超过2kW。车辆制动产生的数十kW回充功率持续时间较短,电池还能承受,但巡航行驶时过大的充电功率对电池健康不利。

非插电混动HEV电池容量小,硬件成本会低一些,将传统燃油车改为混合动力也相对容易。在前些年电池成本高、技术也尚不成熟的时期,可以说是混动车的必由之路。

插电混动PHEV的优势

笔者对于PHEV的深入认识源于比亚迪,在《 DM-i超级混动的核心技术机密,官方迄今讳莫如深从未公开的参数 》这篇文章中第一次注意到:发电机功率是官方宣传话语体系从未深谈的秘密。

无论是插电混动PHEV还是不插电混动HEV,发电机功率足够大,才能真正做到“以电为主”!

只有大电池是不够的!例如比亚迪DM3.0之前的车型,发电机功率不超过25kW,在电池亏电状态下,混动系统体验不佳,即传说中的“有电一条龙,亏电一条虫”。按照上面的分类方法, 这是弱插混

没有大电池是不行的!电池大,有足够的调度容量,才可以让发电机输出功率与车速解耦控制。解耦之后,发电机功率可以做得比强普混更大,并且系统整体燃效更高,工作更平顺。 这是强插混

那么继续加大电池呢?例如,用30+kWh的电池包,续航200公里以上。有些厂商已经这么做了(理想,赛力斯,岚图),有的厂商在规划这么做(长城,比亚迪)。不得不考虑三个弊端:

  • 重量更大
  • 成本更高
  • 温控更难

更大电池方案的付出不少,但收益有多少?值得深思。

强插混PHEV车型的市场定位应该聚焦普通燃油车的替代,还是高性能豪华车?不同的厂家给出了不同的答案。

总结

头绪较多,内容略杂,归纳一下重点:

  1. 要全面准确理解新能源车的定义,中央政策不支持HEV普混的发展。
  2. 发电机功率是决定PHEV插混性能的关键,弱插混面临淘汰,强插混才是方向。
  3. 更大电池更长续航的混动车不一定有很大的市场。

思考题:比亚迪、长城、广汽、吉利、长安、理想、小康的股票,你买哪家?

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