撰文 / 牛跟尚編輯 / 張 南設計 / 師玉超
對於中國新能源汽車產品與市場結構的變化,世界混合動力汽車的鼻祖——豐田可能是最敏感、最無奈的跨國汽車公司。
9月7日,中國汽車行業產銷數據表明,插混車型(PHEV)產銷增速超過純電動(BEV)。1-8月,純電動汽車產銷分別完成311萬輛和304萬輛,同比均增長1倍;插電式混合動力電動汽車產銷分別完成85.7萬輛和81.8萬輛,同比分別增長1.9倍和1.7倍。
其中,8月,插電式混合動力電動汽車(PHEV)銷量14.4萬輛,同比增長1.6倍,增長速率遠超純電動汽車的93%。而豐田倡導大力推廣的燃料電池汽車(FCEV)產銷量雖均過2000輛——同比增長2倍、1.6倍,但從體量説明其離商業化還很遙遠。
若按車型劃分的動力電池裝車量,1-7月,純電動乘用車為107791MWh,插混乘用車為12988MWh,同比增長124%、230%,插混乘用車的電池增幅顯著。
與插混汽車大熱相對應的是發動機熱效率大比拼。廠家宣稱,廣汽傳祺最新混動專用發動機熱效率突破44.14%,長城檸檬混動DHT系統平台混動發動機熱效率達42%,比亞迪DM-i混動系統熱效率達43%,長安藍鯨iDD混動、東風馬赫均表示未來五年挑戰熱效率45%。
這令那些怠慢純電動汽車(BEV)、插電式混合動力電動汽車(PHEV)及增程式電動汽車(REEV)的車企反思與行動,更讓“起了大早趕了晚集”的合資車企警醒,如果再在新能源汽車上遲鈍、HEV上自負、PHEV上應付,將錯失燃油車轉型電動車的一次機遇。
PHEV、REEV會成為年度車嗎
9月4日舉行的第十屆軒轅獎啓動儀式暨2022軒轅獎 Tech day的線上會場,軒轅獎評審團主席、奧地利EFS汽車企業諮詢有限公司總裁雷霆生致辭中追問,今年年度汽車花落誰家,是新能源汽車還是燃油汽車?
準確地説,全球汽車專家評選中國年度汽車的2022軒轅獎年度大獎,到底是純電動汽車、插電式混合動力電動汽車或者説是增程式電動汽車?
回顧十年軒轅,隨着評獎的洞察和車市的發展,電動汽車越來越成為行業主流和市場選擇,連續四年獲得年度大獎:2018年,榮威Marvel X展現中國電動汽車突出的整車綜合實力;2019年,蔚來ES6成為年度汽車唯一獲獎者;2020年,小鵬P7講述中國智能科技故事;2021年,高合HiPhi X體現中國對豪華電動汽車的理解。
突飛猛進的中國新能源汽車中,BEV是絕對主力,但從2021年開始,PHEV、REEV增長迅速。
中信證券和證券日報發佈的《2022年智能電動汽車產業深度研究報告》顯示,PHEV、REEV在乘用車市場的滲透率是2.6%、0.5%,低於HEV的5.5%,預計在2025年PHEV的滲透率將達到24%,超過HEV的18%,而REEV的滲透率將達到9%。
專家樂觀預計,今年軒轅獎的年度汽車很可能就會從這兩種類型的汽車中產生,而純燃油汽車可能將再也沒有機會。
混合動力汽車,包括HEV、PHEV、REEV。但HEV(帶有汽油、電力兩套驅動裝置,不能充電)被歸入燃油車範疇,被認為是新能源與燃油車之間的過渡產品。
受政策、補貼、技術、成本等限制,中國的HEV多數沒有做起來,而PHEV、REEV受益於技術和商業不斷成熟與鋰價、原油價的持續走高,比亞迪DM混動PHEV比同級別燃油僅高出2萬元,逐漸成為繼BEV之後的第二增長極。
同時,REEV也得益於混動市場需求而爆發。因為純電動車跑到一定路程和時間後電池續航不夠,再裝一台內燃機發電給電池充電。從驅動角度看,REEV仍然是電驅動。從動力機構上看,兩套機構一個是內燃機一個是電池系統,也是一種混合動力汽車,也被列在PHEV範疇。
PHEV、REEV汽車再迎小陽春中,HEV難以抵抗,其市場市場份額將被前者蠶食。PHEV、REEV由BEV的競爭者,轉為HEV、燃油車的替代者。
未來,傳統汽車或以油電混合動力汽車存續,或被淘汰或轉型新汽車,而新汽車將是以純電動、插電式與增程式電動汽車的形式發展。
在汽車從燃油汽車向電動汽車、智能汽車發展中,車內的智能座艙、智能動力、智能底盤、人機交互、學習娛樂等功能需要有更多的電作為動力之源,而這些電靠普通混動汽車自發的電無法滿足,也不足以支撐作為新汽車的儲能空間、第三空間的新要求。
當前的HEV,包括空調、壓縮機、輔助駕駛控制系統及其他低壓系統用電都是混動電池供電,當混動電池電量小於一定比例——如40%時,只能啓動發動機給混動電池補電。
而現在的新能源汽車、智能網聯汽車需要自身儲存或自發足夠多的電滿足以上需求,即使汽車靜止、停泊的時候也需要電,野營的時候也需要電,一般的HEV對此就難有大作為,會被PHEV或REEV替代。
從趨勢看,未來只有PHEV(含REEV)可以和BEV汽車抗衡共存,並駕齊驅。
從成都車展看PHEV興起
9月6日24時,新一輪成品油調價。從全國平均看,92號汽油每升上調0.15元,95號汽油上調0.16元,92號汽油零售限價均在8.2-8.4元/升。按容量50升的私家車計算,加滿一箱92號汽油將多花7.5元。
這將給中國車市正火的PHEV加一把油。8月,以川、渝為代表的多地高温限電,已將可油可電的PHEV火了一把。
8月26日-8月30日舉行4天就因疫情結束的成都車展,看點最多的是那些被叫作特混、超混的PHEV車型。
“混動車型的來電量和來店量明顯提升了,大約有20%。”在一輛拿鐵DHT PHEV展車前,來自魏派成都嘉順瑞軒4S店的銷售顧問張勁松説。
“我們的混動車型一直賣得很好,越來越好。”比亞迪王朝成都一家4S店的客户經理李庭剛指着一輛秦PLUS DM-i説。
“歐尚Z6 藍鯨iDD特級混動訂單已突破4.2萬輛。我們擔心的不是銷量,而是產量跟不上。”歐尚汽車銷售公司副總經理馬順兵説,插混是當下汽車市場的最優解,也是傳統汽車擁抱電動化的標籤。
據不完全統計,2022年首個A級車展——成都車展上,參展新車104款,燃油汽車60款,純電動和插電式混合動力汽車42款,佔比40%,創近年來A級車展新高。
而揭幕的全國、全球首發車型64款,而新能源首發、上市、預售車型達29款,其中自主、合資、豪華的傳統車企發力插混車型達10款。
1號館,一向淡定的豪華車捷豹路虎推出中國首款插電式混合動力車型,23年款路虎攬勝典範加長版插電式混合動力版上市,官方建議零售價219.8萬元;領克01 EM-p搭載Lynk-Motive智能電混技術首次亮相,採用1.5TD渦輪增壓發動機,搭配3擋DHT變速箱組成的插混系統。
1號館、4號館、8號館,長城多款燃油爆款車推出PHEV版本,包括魏派、哈弗、坦克等均推出PHEV車型,坦克500PHEV首發亮相,採用2.0T+9HAT組成的插電式混動系統;哈弗H6DHT PHEV首次亮相,這是哈弗向電氣化轉型的戰略車型;哈弗H-DOG首發亮相,這是輕越野領域第一款插電混動SUV,可城、可野、可電;摩卡DHT-PHEV激光雷達版,搭載中國首個量產城市NOH智能輔助駕駛系統。
3號館,比亞迪推出的海洋系列全新車型護衞艦首發亮相,提供DM-i和DM-p兩種插混動力系統;比亞迪高端新能源汽車品牌騰勢D9PHEV亮相。
4號館,奔馳C350eLPHEV首發亮相,搭載2.0T發動機與電動機組成的插電式混合動力系統。
4號館、5號館,長安深藍、長安歐尚Z6等多款iDD系列新車從重慶車展移師成都車展,重磅亮相。
10號館——新能源汽車館,嵐圖與賽力斯問界分別在前後兩個進館口,以兩款增程式電動汽車招攬觀眾。
11號館,做增程電動汽車的理想汽車與周遭清一色純電動汽車形成鮮明對比,但人氣不減。
成都車展上,雖然來自豪華、合資、自主的傳統車企首發、上市了傳統燃油汽車或普通混合動力汽車,但熱度不如從前,遠遠不及有新能源汽車的10號、11號館和以插電、純電為主的比亞迪展台。
雖然成都車展中途停辦,但PHEV對HEV和燃油車的替代還在悄然發生。
從HEV到PHEV的跳躍
上世紀90年代以來,世界汽車工業面臨汽車保有量不斷擴大的喜悦與煩惱。中國汽車工業更面臨能源危機和環境環保挑戰。發展節能技術、提高傳統汽車動力驅動系統的燃油效率與排放水平,和發展新能源技術,應對能源變化的低排高效的替代動力驅動系統,是全球唯二共識。
1997年,世界上第一款量產的混合動力汽車——豐田普鋭斯(Prius)混合動力汽車誕生。同一年,本田開發出第一代IMA(Integrated Motor Assist,整體式電機輔助)混合動力系統。
IMA是典型的並聯式混合動力系統,本田在發展中改變混合動力技術路線,基本上放棄IMA中混系統(ISG),重點發展強混合PHEV,根據不同級別車型採用不同技術路線。
以豐田、本田為代表的日系油電混合動力汽車曾在全球佔據絕對壟斷地位,特點是不用充電,油耗低,動力平順,但也價格高昂,在以講究性價比著稱的中國車市成為孤勇。
豐田、本田在混合動力汽車的技術壁壘並非天花板。2003年創立、做電池出身的比亞迪汽車對插電式混動汽車研發。2008年12月15日,搭載第一代DM混動系統的比亞迪F3DM正式上市。中國特色的插電式混動系統進入混動汽車市場。
經過10多年摸索,比亞迪DM混動系統(Dual Mode,即雙模技術,比亞迪插電式混合動力技術平台)堅持到開花,月銷從2020年的3708輛衝上2022年上半年的月均銷量5萬輛。
2022年8月,比亞迪銷售汽車172915輛,同比增長155%。其中DM車型包括DM-i和DM-p車型銷售91299輛,繼8月再次超過比亞迪純電車型。且漢DM系列同比增長351%,宋DM系列同比增長321%,秦PLUS DM-i同比增長85%。
比亞迪憑藉PHEV優勢銷量超越只做純電的特斯拉,更超越豐田、本田,成為世界混動汽車市場新王者。
有分析稱,DM-i結合PHEV與REEV優勢,節省燃油成為賣點。混合動力支持外部充電,高配車還兼容快充,DM-i發動機可直接驅動車輪也可用作增程器發電。DM-i發動機在低速時使用純電或增程形式為電池組供電,用電力驅動車輛。高速行駛時,電驅動電耗較高,使用發動機則節油。再賦予親民售價,DM-i暢銷。
中國PHEV市場,比亞迪一家獨佔45%市場份額,其他自主混動技術品牌紛紛出征,格局開始重塑,自主PHEV來襲,成為繼SUV、純電汽車之後自主品牌對合資品牌的第三次圍剿。
尤其在10萬-20萬元價格區間,相比純電車型受制於電池、成本、續航,PHEV由於裝電較少成本較低,可油可電,且有純電模式的靜謐、加速、操控、動力的新體驗,成為這一細分市場替代傳統燃油汽車的勁旅。
如果説純電動汽車的爆發是電池技術的突破,而插電式混合動力汽車的爆發則是電機結構的突破。根據電機擺放位置劃分,單電機混動車型可分P0、P1、P2、P2.5、P3、P4,傳統的單電機架構被證明難以肩負大幅降低饋電油耗的重任。
《智能電動汽車產業深度研究報告》指出,從當前的技術發展趨勢和時常需求來看,P1+P3的串並聯雙電機的架構是混動的必然趨勢,是自主品牌接下來重點發展的方向,也極有可能成為混動的終極技術。
其典型代表為比亞迪DM-i(單擋變速器)、長城檸檬混動DHT(兩擋變速器)、吉利雷神動力(三擋變速器)、廣汽自主GMC、本田i-MMD等。中信證券認為,P1+P3架構的串並聯架構的是目前所有混動技術中饋電油耗和性價比最為突出的方案,基於雙電機的增程式技術雖然沒有高速直聯模式,也為客户提供了相似的需求,同樣有望受益於行業的需求爆發。
2021年以來,中國自主車企紛紛祭出混合動力技術品牌。吉利有雷神,奇瑞有鯤鵬,長安有藍鯨,廣汽鉅浪,東風有馬赫,長城有檸檬,並在此平台上開發出插混車型,彷彿沒有混動技術品牌、插混車型,就不是主流,就不好意思給人打招呼。
有插混的歐尚Z6已成為新爆款,採用並聯模式的歐尚Z6 藍鯨iDD自稱是新能源汽車的最優解。它以二合一電機+6速傳動系統構成的,用複雜的技術讓體驗更簡單 ,即使是一個電機,也能一邊驅動車輛一邊給電池充電。搭載28.4kWh大容量電池組+標準油箱,純電續航里程可達150公里。
根據新能源汽車補貼政策,PHEV的純電續航只要大於50公里享受購車補貼,因而大多數合資和豪華的PHEV純電續航大多數在50-100公里。就像發動機比熱效率似的,插混電動汽車現在開始比純電續航和綜合續航。
為何PHEV能爆發
與其説中國插電式、增程式電動汽車的爆發,不如説是中國新能源汽車的爆發。
2009年開始,我國大力發展新能源汽車,從2018年到2020年其銷量穩定在125萬輛;到2021年出現爆發式增長,達到326萬輛,同比增長156%;今年前8個月達到326萬輛,同比增長119%,而1-8月超過2021年銷量。
軒轅獎評委、國家信息中心副主任徐長明分析,這一輪新能源汽車的爆發式增長始於2020年下半年,首先從上下兩端或者叫高低兩輪率先啓動,高端是B級車,代表性車型是特斯拉的Model3和ModelY,低端是A00車,主要是上汽通用五菱宏光MINI EV,而A級和A0級基本沒有大的銷量增長。
第二波新能源汽車爆發從2021年下半年開始,發生在中端市場,主要以A級車10萬到20萬元價位為代表的車型。A級新能源車在2021年上半年只有26.5萬輛,到2021年下半年就有60多萬輛,到今年1-7月達110萬輛。
為什麼中端新能源汽車市場滯後1年才發展?徐長明認為,因為A級代表車型比亞迪秦PlusDM-i、宋PlusDM-i這兩個PHEV出現的競爭力比較晚。
2021年3月8日,比亞迪秦PlusDM-i上市,其補貼後售價10.58萬-14.58萬元,它基本上跟主流A級同級別的燃油車價格相當。隨着產量爬坡,2021年7月銷量達到1萬輛,出現爆款。
2021年3月25日,比亞迪宋PLUS DM-i上市,補貼後售價為14.68萬-16.98萬元。這瞄着同級別燃油車SUV油車價格,富有競爭力。作為首款搭載DM-i超級混動技術的SUV車型,它在2021年7月後銷量上升,如今月銷超2.5萬輛。
國家信息中心的消費者研究發現,大家買新能源汽車最主要兩點:第一要比燃油車省錢;第二要有智能、有科技、時尚。省錢其實主要體現在買車、用車、維修省錢。2020年下半年以前,電動車價格都比燃油車貴,光維修省錢、用車省錢,全生命週期算下來不省錢。
為什麼DM-i車這麼火?研究有三個原因:比燃油車更省錢,調查重慶宋Plus客户發現,燃油車一公里成本大概8毛錢到1塊錢,如果都用電是1毛錢一公里,油加電是3毛錢左右。
第二,比燃油車有更好的科技感。比亞迪宋的智能化程度跟蔚小理相比可能有差距,但跟傳統油車相比又進步了不少。
第三,相對於純電動汽車沒有焦慮感,這是調查認為很重要的原因。徐長明最近在杭州、長沙做了調研,聽説買DM-i車的是新杭州人、新長沙人,節假日有回老家的需求就買這個車——沒有里程焦慮。
電動車由燃油車轉到純電車接受起來比較難,但轉到PHEV容易做到,不僅推動A級車還對其他級別車有作用。今年6月、7月,漢的PHEV比例佔47%、49%,唐的PHEV比例1-7月佔86.7%。
徐長明還發現,超強競爭力的新能源汽車產品仍是以激勵政策為依託的、尚未形成完全依靠市場力量來驅動快速發展的格局。以2021年和2022年前十名產品銷量看,去年有秦Plus DM-i、理想ONE等,今年是宋Plus DM-i、秦Plus DM-i、理想ONE等。
新能源車現在相對於燃油車享受到的優惠,一是補貼,二是購置税,三是消費税,補貼+購置税+消費税是新能源車享受的跟同級別燃油車相比的優惠。比如,特斯拉Model 3相對燃油車享受的優惠約是5.1萬元,比亞迪漢約是5.1萬元,比亞迪宋Plus DM-i、秦Plus DM-i平均優惠約是2萬元。
如果沒有這些優惠,秦Plus DM-i和宋Plus DM-i就比同級別的合資油車要貴約2萬元,銷量就會受到很大的影響。
即使補貼取消,PHEV對下一步電動車發展仍將起到推動作用。最近PHEV增速高於BEV,源於保有一輛車的家庭加速燃油車換電動車,源於PHEV的飆升。
插電正追趕純電
針對傳統車企對新能源汽車的焦慮,徐長明認為,電動車跟燃油車是競爭關係而非替代關係。
第一,巨大的汽車保有量要求我國汽車能源形式是多種能源並存,特別是油和電有機結合,因為任何單一能源都難以滿足需要。2021年中國汽車保有量是2.9億輛,預測2025年有3億多輛,2026年有4億輛。而中國每消費100噸油有72噸靠進口,必須發展新能源汽車。
第二,從資源角度來看,電動汽車也並非高枕無憂。以鋰為例,鋰資源夠15億輛車使用,目前是夠用,但是資源分佈不均勻,中國比較少。鈷也一樣,中國更少。油靠進口不安全,鋰同樣不安全,做電池稀有的金屬原材料同樣不安全。單純發展純電汽車也不行。
第三,從相對優劣勢角度來講,電動車的優勢是省錢、時尚、加速體驗、豐富場景,但劣勢是補能、續航、殘值、安全等問題。
第四,從趨勢看,電動車正在滲透燃油車市場,到“十五五”即使是分別1300萬輛或1400萬輛。相比美國乘用車1100多萬輛、日本乘用車300多萬輛,中國無論是燃油車還是電動車,都是全球最大市場。
軒轅獎評委、上海交通大學汽車工程研究院院長、國際汽車工程師學會會士許敏教授認為,新能源發展趨勢變化就是混合動力發展需求迅猛,前幾年純電動為主,現在插電式混合動力尤其比亞迪為主的DM-i系統發展非常快,各家主機廠混動、插混系統新產品都在陸續上市,保持強勁發展勢頭。
為什麼電動車或混動車受歡迎?很重要的原因是電機有優勢。汽車駕駛並不是一直在固定工況下駕駛,有快、慢、加速、減速、上坡、下坡、停車、紅燈、快速啓動等,無論是內燃機或者電機作為驅動機械,需要不同的轉速、扭矩。
許敏介紹,內燃機高效集中在轉速和扭距的很小範圍內,目前熱效率做的最好大概是40%,有些公司接近45%,但無論熱效率做得多高,比純電機驅動的車在正常行駛中效率還是很低,電機效率大部分都是在90%以上的高效區——也就是説不同轉速都是高效,從省錢角度講電機比內燃機要更適合汽車的使用。
從加速感——開車要有駕駛樂趣的角度講,電機駕駛樂趣高於燃油機,內燃機的原理是扭矩和功率隨着轉速上升而上升,而燃油車低速上不來,等到速度上來又不需要高扭矩,上坡或者啓動時需要一腳油門動力就來則需靠大排量發動機實現。
電機不一樣,轉速為零,扭矩最大。低速時輸出最大扭矩。很多電動車的0到100公里時加速好,這本來就是電機的特性,電機比內燃機更適合汽車使用。
電動車不僅需要動力,還需要能量。車載能量最關鍵一點就是能量密度,三元鋰電池最好,但汽油比它要好40倍,這是電池缺陷,需要有電池新革命。
此外,電池有很多的痛點。許敏認為,最大的痛點就是安全問題。2022年第一季度,國家應急管理部門統計電動車起火640起,報道的只有幾十起。這種自燃不可預知,期待着像固態電池的電池儘快產業化,或能解決自燃問題。
電池還有低温環境下的續航縮水,如在東北寒冷季節電池充滿電100公里,實際跑不到,空調不敢開,這就犧牲電動車的很多功能和舒適性。
電池更有充電難、充電時間長的焦慮,雖然有8-10分鐘的快速充電,這對電池壽命或有影響。充電難還是個問題,尤其到節假日更難,排隊充電的時間比正常回家的時間還長。等基礎設施全部建起來,還需要時間,需要大量投資。
電池換新成本很高也是課題。據稱,現在電池基本是整車一半左右價格,以前剛買新車時國家給補貼,而換新時要全部自己掏,二手車價格低也是這個原因。
還有高速行駛電動汽車放電快,這些問題需要電池技術進一步發展。
什麼是最佳解決方案?許敏認為,兩者各有所長,兩者結合、取長補短才是最好的辦法,而非一方取代另一方。車載能源應該採用最佳的燃料是液體燃油,驅動最好是用電機,這兩樣在一起就是混合動力,是最佳方式。
從汽車的使用場景來看,電機比內燃機更適合作為汽車動力。從汽車作為交通工具屬性來看,車載能量至關重要。電池雖然有長足進步,但遠沒有達到燃油水平。
電池技術沒有突破性飛躍前,最佳方案之一是兩者互補。混合動力的創新沒有結束,熱效率指向50%,增程式發動機在結構和控制上做減法,有成本和技術優勢,雖然有禁燃的呼聲,實際上禁止——停產停銷的是純內燃機車,而不是還有內燃機的PHEV、REEV。
中國新能源汽車滲透率在今年1-8月已達到22.9%。趨勢和跡象表明,到2022年底,中國新能源汽車滲透率有望提前三年達到25%,而到2025年新能源汽車銷量可望達到1500萬輛,新能源汽車滲透率有望達到56%。
屆時,主導汽車世界的將不再是以內燃機主導的傳統燃油汽車。按照中信證券勾勒的願景:1500萬輛新能源汽車有625萬輛的插電式混合動力汽車、230萬輛增程式電動汽車和645萬輛純電動汽車;約1180萬輛的傳統燃油汽車中,有480萬輛是油電混合動力汽車。
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