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行业观察:混合动力百家争鸣,PHEV何时迎第二春

admin 汽车零件 2021-02-08 02:44:16 7 0
原标题:行业观察:混合动力百家争鸣,PHEV何时迎第二春

这是“汽车人参考”第300篇原创文章

“推动智能电动汽车向前进”

无论官方定义的新能源汽车BEV和PHEV,还是混合动力汽车HEV,亦或是燃料电池汽车FCV,电驱动都是它们四者共有的技术。

电驱动是新能源汽车的关键技术之一,这里结合蔡蔚老师一些信息,对电驱动的最新技术发展进行汇总和展望。

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HEV还是PHEV?

新能源汽车电驱动大致可以分为纯电动驱动总成和混合动力驱动总成两大类,由于纯电驱动动力总成构架比较简单,因为我们主要关注混合动力。

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去年节能与新能源汽车2.0路线图给予了混合动力非常大的市场潜力(2035年汽车市场占比50%),但同时却让插电混合动力处于十分“尴尬”的位置。

虽然在政策上,PHEV被划分到了新能源汽车领域,但是受到纯电动汽车的挤压,路线图2.0的市场预判上,PHEV呈现出了“先增后减”的景象,为何如此预判和定义,十分值得探讨。

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行业观察:混合动力百家争鸣,PHEV何时迎第二春

汽车人参考认为,插电混合动力汽车PHEV需要跟当前主流的燃油汽车,即未来的混合动力汽车HEV进行竞争。

把价格降下来之后,其新能源汽车的属性(牌照、路权、消费税)、双积分、市场用户相对较高接受度(续航里程焦虑、充电基础设施),会让插电混合动力汽车PHEV焕发出新的活力。

而在这个过程中,PHEV和HEV两者的界限也会越来越模糊。

单双电机构架,百家争鸣

技术上来说,混合动力构架当前主流有单电机混动和双电机混动,单电机的布置相对比较灵活。

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先前主流的P0/P1的微混构架(48V),并不能满足纯电行驶的要求,BSG或ISG电机功率主要集中在8-15kW,节油效果一般(5%-10%)。

汽车人参考认为,下一代单电机微混在解决成本的情况下,会逐步朝着高电压强混的P2/P2.5/P3/P4方向延伸,进一步降低二氧化碳水平,同时拓展电机的功能。

从排放、成本、质量、集成度、性能上,P2.5似乎是一个比较好的选择比如上汽最近发布的EDU二代就采用P2.5的单电机并联形式。

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对于双电机构架,最经典的是丰田THS混合动力,采用单排行星轮混联(也称为功率分流),雄霸混合动力汽车十多年,当然丰田也建立了很强的专利壁垒。

而比亚迪最新发布DM-i与本田iMMD、上汽EDU1等构架基本一致,本质上都是双电机的(P0+P2)的混联结构;

采用串联形式的增程式混合动力比较简单,日产的e-power理想one、东风岚图采用该方案。

整体上看,单双电机混动动力构架进入了百家争鸣的时代

主要零部件发展趋势

电驱动主要由电机控制器(包括算法软件、功率器件)、驱动电机、减/变速器三大零部件组成。

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驱动电机,总体朝着高功率密度、高转矩密度和高效率方向发展,新技术不多,具体地有三个动向:

一是材料上,减少永磁体用量,降低成本;

二是工艺上,从圆股线绕组,改为发卡式扁线绕组,下一步朝着端内换位或槽内换位,进一步提高槽满率和功率密度;

三是采用油冷,用变速箱润滑油,直接到绕组和铁芯实现润滑和冷却,以提高电机的连续功率。

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电机控制器层面,针对于功率半导体,采用 碳化硅的MOSFET功率器件逐步开始替代 硅基的IGBT,以满足高电压、耐高温、低损耗、高频率的要求,这也是实现电机控制器功率密度和效率进一步提升的关键要素。

预计在高于450V电驱动的平台上,随着成本降低,硅基的IGBT和碳化硅MOSFET会逐步共存,另外高端的电容也出现了被“卡脖子”的情形。

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最后,与其他新能源汽车的关键技术一样,电驱动的芯片和软件也是重点发展方向,技术路线发展如下图。

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