增程式汽车、插电混动汽车、油电混动汽车三者技术壁垒哪个更高?未来前景哪个更好?

弄了一个分类图,让大家能更好理解这几种电动车是啥样的。

增程式电动汽车、插电混动汽车、油电混动汽车,如果单纯文字描述来说,虽然叫法不同,但实际在某个方面也可以说都是同一种车型。

以理想ONE说,单汉语说它是插电混动,增程式,油电混动,都是对的。

如果从英文缩写来解释,目前国内乘用车能上新能源车牌照的只有BEV(纯电动)和PHEV(插电混动)两种车型,其他的HEV(混合电动)或者REEV(增程式电动),只要不是插电的,都不能上新能源牌照。

增程式电动汽车如果按照混合动力的原理来说,采用的是混合动力汽车的串联行驶,就是多了个增程器发动机+发电机+发电机控制器)。

上图可以看到,增程式发动机是和发电机物理连接,是不和驱动系统物理相连的。是通过发电装置,将燃油的化学能转为电能(三相交流电),然后由变换器转为直流电,通过驱动电机进行牵引力驱动控制。

增程汽车的行驶都是由驱动电机带动的。驱动电机可以由动力电池提供能量(外来充电桩直接充电),也可以是内部增程器发电(发动机汽油燃烧,化学能发电)提供能量,同时也可以由增程器给动力电池充电。

增程模式的内在规则

在电池电量达到预设的电量最低值时,增程器系统启动,发动机运行最佳的状态,使电动机发电。一部分电量用于驱动车辆行驶,一部分电量为动力电池充电。

增程模式发动机有三种工作模式,根据控制策略的不同,可以选择发动机恒功率模式发动机功率跟随模式,发动机混合模式(恒功率+功率跟随)。

HEV中,本田i-MMD系统和丰田的THS系统是绕不开的两大系统。

简单介绍下本田的i-MMD系统,油电混合。

发电机与驱动电机是同轴安装的,通过空心轴将动力分别与发动机或输出轴耦合。

其中发电机和发动机,驱动电机和输出轴都是刚性连接的不可分离状态。而驱动电机与发动机之间是通过一个多片离合控制联通和断开。这样无论是发动机与发电机之间,还是电机与发动机之间,输出轴都会为转矩耦合模式。

这样加速时,发动机和电机的扭矩叠加,就能进行双扭矩的加速。同时断开电机和发动机的连接,就可以变化成纯电驾驶模式。

丰田的THS混动系统,油电混合。

MG1/MG2/发动机输出轴连接到一套行星齿轮结构的太阳轮、齿圈、行星架上,利用齿轮机械结构来进行动力的分配和组合。

其中的发动机与发电机MG1就是转速耦合方式,主要用于发电。这样发电的好处就是发动机和MG1的转速不用保持比例关系,发动机可以任意转速(可以长期保持高效率区间),一部分动力发电,一部分动力驱动车辆。而MG2电机与外齿轮为转矩耦合方式,用于驱动汽车,在减速制动过程中也能发电使用。

再来说下混动相关专利和国内市场。

截止到2022年,日本三驾马车的专利数量占据了油电混动的专利前三。

通过全球专利数据库可以看到,全球混合动力技术申请人排名最前面是丰田、本田和日产三家。

和专利数不完全一样的是,目前国内混动市场是三大块:

以丰田 THS、本田i-MMD和日产e-power代表的日系主导双电机油电混动(非插电)方案。

以48V轻混技术的P0电机和P2单电机结构为主的德系PHEV混动以及双电机方案。

国内自主品牌推出的众多混动的方案,如比亚迪的DM-i,长城的DHT,吉利的雷神。

看下国内2021年HEV的各品牌销量占比,丰田、本田、日产占据了国内大半江山。

再看下2021年9月的PHEV销量结构。国产比亚迪+理想占据了销量的大头,因为有些国产品牌在2021年底和2021年初才推出PHEV车型,所以预计2022年的国产PHEV将会抢占更多的市场。

综合来说国内品牌前景的话,因为油电混动(HEV)的市场(专利)很明显被日本的三座大山占据了,国内的品牌现在也基本都是绕道走PHEV和BEV的路线。

但是随着BEV的发展来说,PHEV我认为前景也不明朗。

2021年新能源车上半年的销量,80%均是纯电动车型(BEV)给出的。1-6月销量前15的车型中,只有两款车型是PHEV车型。

而明年开始,已经有城市开始取消了PHEV的优惠政策。

上海市政府出台了该市新能源汽车(NEV)牌照发放的最新政策。自2021年3月1日至2022年12月31日,通过上海市交通委组织的月度拍牌程序获得车牌的消费者,在购买插电式混合动力汽车(PHEV)时将不再有资格获得免费的新能源汽车牌照。
根据新政,购买纯电动汽车(BEV)的消费者仍可以获得一块免费专用牌照,前提是消费者个人名下在本市没有注册登记的纯电动汽车。自2023年1月1日起,该市将不再为插电式混合动力车发放免费牌照。此外,增程电动汽车(REEV)也包括在插电式混合动力汽车内。

增程式插电汽车(PHEV),“比燃油车省钱,比纯电车跑得长!”的优势,在纯电车的长续航推出下,这句话也会慢慢变得不再正确。至于非插电的混动(HEV),个人觉得在国内更是没有未来,纯燃油车被纯电车抢占份额后,紧接着就是HEV的份额会被挤掉了。所以,知道为什么丰田、本田、日产这两年那么急切地开始转战BEV了吧。

看未来,还是得看纯电动。如果没有什么大的意外,按照目前的发展趋势,燃油发动机关联的动力体系预计在10年后,就会真正成为市场上的小众了。

(图片来源网络,侵删!)

参考资料:

1、https://baijiahao.baidu.com/s?id=1734402437381933117&wfr=spider&for=pc

2、https://baijiahao.baidu.com/s?id=1718022932922857498&wfr=spider&for=pc

3、2023年起,上海停止为插电式混合动力汽车发放免费新能源汽车牌照

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:Will.liu

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