2014年,国内新能源汽车市场一片黯淡,有的车企处在谷底,苦熬时日,有的甚至面临破产。
很多车企对于新能源汽车的态度,摇摆不定。广汽此前推出了两款增程式车型,遇到了油耗、噪音等问题,只卖出了几千台。技术路线的选择到了“十字路口”。
广汽提出了一个大胆的方案,把发动机并入车轮驱动,把原来的串联,变成并联。当时,这个方向在国内没人提过,在全球也没有哪家车企有定论。
在全球范围内,最早选择这条路线的广汽和本田,开始和时间赛跑,几乎在同时申报了专利。
连广汽研究院院长助理、动力总成技术研发中心副主任祁宏钟也没想到,9年后,中国插混车市场异军突起时,串并联模式的混动系统会“一统天下”,成为几乎所有中国车企的选择。
过去两年,中国插混车的销量增速已经超过了纯电动,今年10月,插混车的销量同比增长78.2%,远高于纯电动的14.4%,在新能源车销量占比达到了34%。
此时的中国车市,已经进入了极度“卷”时代,卷技术、卷产品、卷营销,最后落脚点就是卷价格。
技术路线在一定意义上决定了成本空间和价格竞争力,所以,可以说技术路线就已经决定了价格战胜败。现在的市场,燃油车、纯电动、油混、插混、增程,几乎每一派都占据一定的市场份额,类似于历史上的战国时期,群雄崛起。
插混是引擎之一,这是业内共识,但不是唯一,技术进步太快了。祁宏钟认为,在这样的大时代,认清楚技术进步背后的逻辑,才可能看清楚趋势。
降维打击油混
最开始研发混动系统,没有人能绕开丰田的THS。
丰田在1969年就开始搞混动技术,1997年就推出了混动的普锐斯。丰田搞混动技术的时候,甚至推出混动车型的时候,大部分中国车企还没有成立。
当中国车企要搞混动时,摆在所有中国车企面前有两条路:一是做油混,和丰田硬刚,从各个维度和丰田竞争。另一个选择是做插混,绕开丰田的正面,从侧面进攻。插混和油混的区别在于,有一块更大的电池和一个充电设备,以及软件的变化。本质的区别就变成了,插混更多地发挥电的作用。就这么一个变化,格局一下子就打开了。
广汽混动系统可兼容油混、插混、增程
祁宏钟说,做成插混,就意味着对油混车型形成降维打击。所以,后来大部分聪明的中国车企,最后都选择了插混。
丰田对于混动系统的最高要求是节能,因此,在有限的施展空间里,必须放弃一些指标。比如发动机转速会飙到很高,噪音较大。
混动系统研发积累,既成就了丰田,也制约了丰田。丰田的混动系统,更适合做油混,甚至将节能做到了极致,但不适合做插混。
当广汽的插混系统装上车时,专业的汽车人上车一开就发现,确实如祁宏钟所言,开始对油混车型形成全方位的碾压。因为用电,插混车加速很快,一般的燃油车和油混车,零百加速10秒以上,插混车较为轻松就可以达到8秒。相对于燃油车,它的油耗较低,即使是馈电油耗,也接近日系的油电混合车,如果满电综合油耗,比油混车更低。
插混车几乎具备了电动车所有的特点,加速平顺、驾驶安静,即使用发动机工作,因为用电补充了动力,加速时也不会轰鸣。
还有一个碾压的点是续航里程,插混车满油满电能达到1000公里以上,一般的燃油车只有600公里左右,油混车也仅做到700、800公里。
从这四个方面看,燃油车和油混车的用户痛点,几乎都被插混车弥补了。
如果对比,无论零百加速、超车加速、油耗、静谧性,包括驾驶模式切换的平顺性、发动机起停,插混车确实更优秀。
十年前,丰田的混动还是神一样的存在,但现在,中国车企并没有觉得它是一座翻不过的大山。丰田的思维是围绕油做文章,而中国车企做插混,其实是围绕电做文章。
棋逢对手
全球巨头的担心,还不仅在于广汽,中国车企的插混群雄崛起。
除了广汽的GMC,还有比亚迪的DM-i、长城的柠檬DHT、长安的蓝鲸i-DD、吉利的雷神、奇瑞的鲲鹏等。主流的中国车企,几乎都推出了多款插混车。集群效应将插混系统的供应链推到了一个更高的水平,整体竞争力在极速提升。特别是比亚迪,将插混的年销量做到了100多万辆,规模化效应将零部件成本大幅度拉低。因此,即便是中国品牌的插混阵营内部,也已经卷到了极致。
广汽机电耦合系统GMC 2.0
GMC 2.0创新构型及工作模式
在中国品牌的插混路线中,通过变速器挡位的不同,又分成了四个流派。广汽和长城用了两挡,奇瑞和吉利用了三挡,东风用了四挡,而比亚迪用了单挡。之所以选择不同,是因为每家车企对产品的理解不一样。
汽车技术开发的取舍往往如此,鱼和熊掌不可兼得。在祁宏钟看来,首先要想清楚挡位决定什么,为了解决什么问题。和传统车的变速箱一样,并不是挡位越多越好,而是要找到刚刚好的平衡点。
机械和电机是一对此消彼长的关系,实现同样的输出的情况下,机械大电机小,机械小电机大。与此相关的还有一个衡量因素是,电机越大,成本越高。
所以,如何在所有指标中找到均衡,就是插混系统研发人员最核心的工作。三挡结构相对复杂,尽管指标上获得了一定的优势,但并不明显,而且导致结构复杂和成本大幅度攀升。单挡结构最简单,成本也最低,但性能指标上相对较低,不如二挡、三挡。
祁宏钟团队把所有挡位、串并联挡位,从一挡到四挡,全部分析和计算了一遍,花了六个月时间,才最终确定选择了电机略大、二挡DHT。
根据电机位置不同,有P0-P4等不同的混动方案
从已经上市的传祺新能源E9、E8两款车可以看到,动力、油耗和NVH都非常好,尤其是换挡,感受不到顿挫感。祁宏钟对选择很满意,认为达到了开发预期,既可以发挥电的优势,又能避免了机械带来的换挡冲击,而且成本可控。
传祺新能源E9
传祺新能源E8
技术开发的本质,是用更低的价格,实现更好的性能。祁宏钟对这一点认知很清晰,选择了性价比最高的方案。
成本“交叉点”
插混车很早就出现在市场上,但真正的崛起是最近两年,标志性事件是去年比亚迪将秦DM-i价格达到了9万区间。这几乎跟同级别传统燃油车处在一个价格区间。市场很快就有了反应,谁不想用同样的价格,买一辆可油可电的车呢?
可以说,这一轮插混车大规模抢占燃油车、纯电动市场,是从成本降低、价格可控为原点发起的。
祁宏钟团队开发广汽的插混系统,也采用的是成本和性能平衡的理念。他说,技术进步从某种意义上看,就是为降本服务的。不过,广汽传祺特别是插混车的定位,相对于比亚迪秦更高端,所以在构型上更倾向于性能,选择了更均衡的方案。而且,插混的竞争不止于插混阵营内,还包括燃油车、纯电动和增程式插混等的竞争,所以需要全方位的考虑。
插混车比燃油车多了不少构成部件,包括电机、电机控制器等,成本自然会高一些,这也是插混车在2022年前,沉寂多年的原因。
但在祁宏钟看来,未来将插混车成本打到完全和燃油车相近的可能性极大。一是新能源汽车崛起,包括纯电、增程和插混,会一起将电构件的成本打下来;二是消费在升级,在15万、20万级别车里面做到售价相当、成本略高,但是它让用户得到的价值感受会更好。
在成本下降曲线和产品力上升曲线坐标图中,存在一个“交叉点”,那可能就是最强竞争力的标点。
从成本维度看,这可能是未来十年,插混车全面替代燃油车的最合理的解释。
不过,和插混抢夺未来的还有增程式。不久前,理想汽车的创始人李想表示,未来两年插混派都将转投增程派。在没有发生之前,没有人能对技术路线最终走向做准确预判,不过,可以从内在逻辑进行分析。李想主要的判断依据是成本,增程式的成本低于插混。插混里面有两个电机,一个是驱动,一个是发电;而增程式只有一个发电机。
增程式其实也是插混的一种,只不过结构更简单。增程式能干的事情,插混车基本都能干,但是插混能干的事情,增程式是做不了。比如高速行驶、爬坡、开了空调或暖气,同时电量较低时,增程式的动力体验有明显的缺陷。
在祁宏钟看来,广汽在十年前就推过增程车型,未来到底是增程还是插混,也没有必要争论,市场自有选择。
GA5 REV是国内首款量产的增程式混动车型
不排除增程式通过成本优势有一定的市场,长安、赛力斯、问界等也加入了竞争。这无非是一个用户筛选的问题,有些用户需要一个满足基本需求的产品,有些用户需要一个更全面的六边形战士。
技术的“黑天鹅”
插混车还有一个竞争对手是纯电动。
从产品力上看,纯电动的优缺点都很明显,不过,插混车先天几乎没有缺陷。唯一可能影响购买决策的,可能是成本,对于消费者而言,就是售价。
纯电动的成本因素取决于三电,不过随着规模提升,电机、电控的成本肯定会下降,变量在于电池。电池的原材料价格波动巨大,碳酸锂从2019年的4万元/吨,涨到了2022年底的60万元/吨,现在又回落到了12万元/吨。这对于电池占一辆车40%以上成本的纯电动汽车来说,成本很难做长远的规划,就很难对产品发展前景做预期,这可能是灾难性的。以目前成本构成看,如果和一辆续航里程600公里的纯电动对比,换成插混系统,成本会更低;如果400公里续航的纯电动,插混系统的成本会相当或者略微低一点。
从这个层面上判断,在主流的450公里续航以上纯电动领域,插混车可能占有更大的优势。
不过,技术进步越来越快,过去五年开发一款车,现在变成了不到两年。任何技术的领先优势,都在这场加速运动中,可能更早地遇到新技术到来的“黑天鹅”。插混面对纯电动的优势,可能的“黑天鹅”是固态电池。一旦能量密度或续航里程增加一倍,充电时间降至1/3的全固态电池装车,并且成本降下来,可能完全颠覆汽车。
作为广汽自主品牌动力技术的掌舵人,祁宏钟对技术变革认知很清楚,也很有危机感。“黑天鹅”不可避免,不是这一只,就会有另外一只。
真正打败一家车企的,并不是一两只“黑天鹅”,而是对于价值和方向的判断,决定因素在于技术的创新和成本的下降。这是祁宏钟的技术研发价值观。
这是一个大时代,汽车的技术路线有很多条,技术革新浩如烟海,基于资源和人力的限制,任何企业都不可能全部布局。
最考验汽车研发高层的,就是这种判断力和做选择。祁宏钟认为,汽车发展的几条线,一定会在某个点上交叉:一个是能源的变化,能源结构能不能实现“碳中和”的要求;第二个是自动驾驶,对动力系统的要求是什么;最后,就是固态电池,它的安全、成本如何解决。
动力上归结到一点,以电和氢为核心的能源结构是成立的。祁宏钟认为只要抓住这一点,广汽就会立于不败之地。