過去很長一段時間里,混合動力技術在國內(nèi)汽車行業(yè),被視為是機會主義,是豐田技術壟斷后跟著學就會吃虧的技術路線,是搞不了純電動才會去搞的半截子革命。
但是,十幾年的新能源汽車發(fā)展歷程證明,混合動力不僅不是落后的方案,甚至即便是作為過渡方案,這個過渡期也會很長。而且隨著國家政策的推動和企業(yè)技術路徑的選擇,混合動力車在可預見的未來會成為中國乘用車市場中最主流的車型。
所以,問題已經(jīng)不在于要不要搞混合動力,而是如何搞混合動力。
長期以來,豐田都被視為混合動力技術領域不可逾越的大山。事實上,自1997年開始量產(chǎn)的豐田THS系統(tǒng),直至今天原理上也沒有發(fā)生根本性變化,很多地方也都能看出是時代背景之下的技術選擇。
但相比于豐田獨家、受專利保護、結構與控制極為復雜的THS系統(tǒng),本田的i-MMD系統(tǒng)基礎原理更簡單,更容易被復制,似乎也更容易普及。比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT,這些即將被作為品牌主力的動力系統(tǒng),都不約而同采用了這種P1+P3的雙電機混動系統(tǒng)。
所以,這會不會是中國自主車企混動技術的新趨勢?相比吉利、上汽等目前采用的單電機混動方案,這種雙電機方案有優(yōu)勢嗎?豐田的功率分流方案,又是否已經(jīng)走到了頭?
在豐田THS系統(tǒng)誕生的年代里,內(nèi)燃機仍是絕對的主角,三電技術遠沒有今天這么發(fā)達。這也就決定了,當時的混動系統(tǒng)勢必要以發(fā)動機為主、三電系統(tǒng)為輔,讓電機起到“電驅變速箱”的作用,通過動力分流發(fā)動機盡可能在各種工況下都工作在高效區(qū)間。
更何況在那個年代里,無論是想找一臺功率密度高、成本低的電機,還是想找一塊能量密度高、成本低的電池,都幾乎是不可能實現(xiàn)的事情。
而日本企業(yè),向來習慣了鎖定某條技術路線后,就一條路走到黑,哪怕中間出現(xiàn)了任何與時代不符的東西,他們的選擇也依然是將錯就錯地去做適應性優(yōu)化,而不是去顛覆它。
所以,1997年后的20多年里,豐田THS系統(tǒng)的基本原理一直沒有變化,只是在結構上發(fā)生了兩次較大的變化。第一次是2003年,THS系統(tǒng)在第一代的基礎上增加了一個行星排,用于主驅動電機的減速增扭。第二次則是2015年,增加的行星排變?yōu)槠叫休S齒輪,同時兩臺電機的布置形式發(fā)生了變化,此后出現(xiàn)的插電混動車型則是通過在發(fā)動機與電機之間增加單向離合器完成。
另一個時代局限則體現(xiàn)在電池上。直到今天,豐田在非插電混動車型上仍然堅持采用鎳氫電池。盡管鎳氫電池高放電倍率、長壽命的特點,非常適合當時的混動方案,但面對能量密度數(shù)倍于自己且成本不斷下降的鋰離子電池,鎳氫電池顯然已經(jīng)不屬于這個時代了。
而這些時代局限性,恰恰是豐田選擇了結構與控制都無比復雜的功率分流式混動系統(tǒng)的根本原因,也決定了除非豐田主動授權,或是多方組建技術聯(lián)盟,否則其它廠家絕不可能采用類似系統(tǒng)。
當豐田用復雜的系統(tǒng)構型與控制方案,占據(jù)了混動市場的巨大多數(shù)份額時,那些后來的廠家也并非全無出路。一個關鍵的后發(fā)優(yōu)勢就是,三電技術已經(jīng)得到了長足的進步,進步到能夠在混動系統(tǒng)中取代內(nèi)燃機的主導地位。2013年發(fā)布的本田i-MMD系統(tǒng)即是在這一背景下出現(xiàn)的。
本田i-MMD沒有豐田復雜的行星齒輪系統(tǒng),而是采用P1+P3兩個電機充當調(diào)速與驅動的功能,實現(xiàn)了純電動、串聯(lián)發(fā)電、發(fā)動機直驅等多種工況。
結構簡單,意味著每一個部件都需要強大的性能,比如驅動電機要有很大的輸出功率。只不過,在21世紀的第二個十年里,這已經(jīng)不是什么難題。甚至可以說,這是混動系統(tǒng)從內(nèi)燃機系統(tǒng)向純電動系統(tǒng)靠攏的必經(jīng)之路。
而憑借時代賦予的優(yōu)勢,本田在混動市場的份額不斷增長。今年1-5月,國內(nèi)非插電混動車市場中,本田(含謳歌)的市場份額已經(jīng)達到37.4%,月均銷量近2萬輛,盡管距離豐田(含雷克薩斯)59.2%的市場份額仍有一定差距,但至少已經(jīng)打破了豐田絕對壟斷的態(tài)勢——兩者共同壟斷非插電混動車市場超過96%的份額。
依靠單體部件的技術進步,解決繁雜的系統(tǒng)配合問題,這是技術發(fā)展的必然趨勢。同樣,自主車企想要發(fā)展混動系統(tǒng),這是一條絕佳的路線,也最能充分發(fā)揮我們強大本土供應鏈的優(yōu)勢。
所以,與其說自主車企選擇了“本田方案”,不如說自主車企是站在了時代發(fā)展的新高度上。
自主車企中,采用P1+P3構型的兩大代表,是比亞迪DM-i和長城檸檬混動DHT。
比亞迪最新的DM-i系統(tǒng),可以看作是比亞迪的初心回歸。在解決了三電系統(tǒng)的性能、集成度與成本問題,在攻克了混動專用阿特金森發(fā)動機的關鍵技術后,比亞迪不再需要通過加速性能“曲線救國”的路線,去轉移消費者對混動系統(tǒng)效率的關注。
而長城檸檬DHT則在P1+P3系統(tǒng)構型的基礎上,增加了一個兩擋變速機構,能夠讓發(fā)動機在更低的車速下介入與電機的并聯(lián),也能讓發(fā)動機在高速直驅下轉速更低。
同時,比亞迪與長城都具備強大的自有供應鏈體系優(yōu)勢,核心技術與關鍵零部件都能實現(xiàn)自研、自產(chǎn)、自供,這也是他們能夠在多產(chǎn)品線上快速、低成本復制混動系統(tǒng)的關鍵。也就是說,在可預期的未來,不僅非插電混動車可以當燃油車賣,插電混動車同樣應該做到油電同價,從而做到現(xiàn)有燃油車全面向混動車的迭代。
在三電成本還很高的年代里,豐田之外的車企(主要是歐系車企)做混動系統(tǒng),通常都會選擇電機在變速箱輸入軸上的P2單電機混動系統(tǒng)。而如果將這個電機做到了變速箱里,就會演變成集成度更高的P2.5系統(tǒng),吉利、上汽的混動車型均采用了這種方案。
從產(chǎn)品布局來看,這類P2、P2.5混動系統(tǒng),更多被車企用作插電混動車型上。這也可以看作是若干年前,車企在法規(guī)政策滿足、技術難度、成本控制上的平衡。
如果純粹從混動狀態(tài)下的能耗效率考量,雙電機串并聯(lián)混動相比單電機混動有更強的先天優(yōu)勢,在成本可控、核心技術在手的前提下,新進入的車企大概率會選擇雙電機方案。而曾以政策滿足為主要考量、以插電混動系統(tǒng)為主導的車企,如果還想在混動市場持續(xù)深耕,在今天會面臨兩個選擇:一是持續(xù)深挖單電機系統(tǒng)的潛能,并形成混動、插電混動的模塊化產(chǎn)品譜系;二是投向雙電機串并聯(lián)的陣營。
從目前公開的消息來看,上汽并沒有非插電混動車的布局,未來再布局的可能性也很小。而它從第一代EDU的雙電機方案變成第二代EDU的P2.5單電機方案,可以看成是堅定插電混動布局的選擇。相比之下,對于非插電混動車有更強需求的吉利,在第二代混動系統(tǒng)中將會選擇DHT雙電機方案,核心目的就是為了獲得更好的節(jié)油效果。
自主車企從未像今天這樣重視混動技術的發(fā)展,而在技術路線的選擇上,大家也殊途同歸。不是因為誰去抄誰的方案,而是在今天技術發(fā)展的基礎上,一定有一種方案是綜合效果最好的選擇。
多數(shù)歐美系品牌已經(jīng)確定在未來幾年內(nèi)全面倒向純電動車,而按照規(guī)劃中國15年后仍然有一半的車型是油電混合汽車。兩者之間留下的空白,就是這些致力于發(fā)展混動系統(tǒng)的自主品牌的機會。用混動車迭代目前規(guī)模巨大的燃油車市場,將是頭部自主品牌在未來5-10年內(nèi)進一步擴大份額,與合資品牌分庭抗禮的關鍵窗口。