2023年3月22日,“重慶市汽車產(chǎn)業(yè)商會成立大會暨重慶汽車行業(yè)第34屆年會(成渝汽車科技與供應(yīng)鏈博覽會)”在重慶市召開,與會嘉賓圍繞汽車產(chǎn)業(yè)數(shù)字化變革、智能和新能源技術(shù)創(chuàng)新等進行分享和交流。蓋斯特管理咨詢公司總裁何偉受邀發(fā)表了“增程式電動汽車的發(fā)展趨勢”的主題演講。他在分析中國新能源汽車市場及技術(shù)路線發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上,重點講述了增程式汽車(REV)總體設(shè)計綱領(lǐng)、增程式汽車特色、增程式汽車關(guān)鍵部件的設(shè)計與開發(fā)思路。
一、中國新能源汽車市場技術(shù)路線趨勢預(yù)測
何偉認為,未來中國汽車市場仍將保持穩(wěn)健增長態(tài)勢,汽車銷量預(yù)計在2025年、2030年分別達到3000萬輛、3500萬輛規(guī)模??傮w上看,市場將呈現(xiàn)K型增長,一方面總銷量在逐漸上升,另一方面燃油車份額在快速萎縮。新能源汽車份額不斷擴大,新能源加速取代燃油汽車。未來10-15年內(nèi)新能源汽車技術(shù)路線將呈現(xiàn)多元化趨勢,各種技術(shù)路線均有一定的發(fā)展空間。
中國新能源汽車市場持續(xù)引領(lǐng)全球。新能源乘用車市場結(jié)構(gòu)將由啞鈴形逐漸變?yōu)榧忓N形,市場份額逐步向中間價位主流市場集中。對于車企來說,布局不同的新能源細分市場,應(yīng)慎重選擇合適的技術(shù)路線。
“基于對用戶需求、技術(shù)路線特點、電池技術(shù)進步趨勢的研究,我們預(yù)測未來REV技術(shù)路線在20萬元以上的中高端汽車市場(尤其是高端汽車市場)上有較大的增長空間。預(yù)計2030年REV在高端市場的份額將達到25%。在10萬-20萬元的中端市場,REV將面臨BEV(純電動汽車)、PHEV(插電式混合動力汽車)的雙重競爭挑戰(zhàn),而其在中低端市場競爭力有限。總之,REV未來仍有一定的發(fā)展空間,但是車企需要圍繞核心應(yīng)用場景在細分市場布局?!焙蝹フf。
二、增程式汽車技術(shù)趨勢及開發(fā)策略
整車企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注增程式汽車產(chǎn)品開發(fā)。需要注意的是,REV總體設(shè)計不僅僅是增程器的問題,還涉及到動力架構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵零部件支撐和控制策略優(yōu)化等,因此REV總體設(shè)計綱領(lǐng)中必須包括增程架構(gòu)、技術(shù)方案和控制策略。
具體來說,增程架構(gòu)中應(yīng)具備直驅(qū)電機功能,同時必須開發(fā)專用增程式發(fā)動機,因為這是影響效率和成本的關(guān)鍵要素;在技術(shù)方案上,電機決定整車性能上限,應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品定位進行選配。而發(fā)動機和電池組合決定產(chǎn)品的動力性、經(jīng)濟性和空間布局;在控制策略上,應(yīng)充分借助電池,控制發(fā)動機高效運行,盡可能減少增程器啟動,避免電池虧電,以便最大化發(fā)揮增程器的作用。
也就是說,硬件組合是“肉體”,決定產(chǎn)品的成本和性能極限,而控制優(yōu)化是“靈魂”,決定產(chǎn)品能否發(fā)揮出最高效率和最佳性能。只有做好總體設(shè)計綱領(lǐng),才能在REV研發(fā)上提高總體效率、降低系統(tǒng)成本及保證整車性能。
對比REV與燃油車(ICV)、PHEV、BEV四種不同的動力方案,可以看到:REV在使用成本、效率和性能等方面優(yōu)于燃油車;與BEV相比,REV彌補了續(xù)駛里程不足的問題,可滿足多數(shù)場景需求,且成本更低;與PHEV相比,REV純電工況更廣、體驗更好,但在燃油經(jīng)濟性和高速路況動力性上仍有一定差距。綜合來看,雖然REV并非所有動力型式中效率最高、性能最好、成本最低的技術(shù)方案,但是它是能夠讓企業(yè)參與差異化競爭的、有特色的一種技術(shù)路線。
在REV關(guān)鍵部件設(shè)計與開發(fā)思路上,技術(shù)成功的關(guān)鍵要素在于優(yōu)異的純電體驗感和較好的燃油經(jīng)濟性,這意味著產(chǎn)品開發(fā)必須兼顧整車高低功率下的燃油經(jīng)濟性和高功率下的動力性。因此必須把握住兩個要點:
一是增程式專用發(fā)動機是核心。專用發(fā)動機設(shè)計應(yīng)以減少可變機構(gòu)為導(dǎo)向、以提高局部高效工況(甚至最高熱效率)為目標,從傳統(tǒng)可變?nèi)蚬ぷ鞯陌l(fā)動機轉(zhuǎn)變?yōu)槎c高效工作的專用發(fā)動機;
二是控制策略優(yōu)化是關(guān)鍵??刂撇呗詰?yīng)避免虧電影響動力性能,因此需要選擇合適的發(fā)動機啟動時間,根據(jù)整車工況進行調(diào)整,保證動力性指標。同時要盡可能保證動力系統(tǒng)處于高效運行的狀態(tài),在高速行駛時通過電池補電使發(fā)動機在更高效率工況下工作,以改善高速油耗狀況;同時低速行駛時的多余電量用于給電池充電,來提高低速效率??傊?,有競爭力的增程式技術(shù)必須依靠高效增程式發(fā)動機和不斷優(yōu)化的能量控制策略。
綜上所述,在中國汽車市場K型分化的大背景下,新能源汽車技術(shù)路線將呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢,各種路線均有一定發(fā)展空間。REV以純電體驗更好、沒有里程焦慮、成本較低的特點,未來在中高端汽車市場具有較大的增長空間,因此成為整車企業(yè)打造差異化產(chǎn)品、參與市場競爭的一種技術(shù)路線。需要強調(diào)的是,車企在REV總體設(shè)計應(yīng)從整車體驗出發(fā)設(shè)計動力架構(gòu),以打造增程器高效專有發(fā)動機為基礎(chǔ),以核心體驗為目標持續(xù)優(yōu)化控制策略,并努力將其做到極致。只有實現(xiàn)更好的純電體驗和更佳的燃油經(jīng)濟性,才能使REV產(chǎn)品具有強勁的市場競爭力。