浅谈PHEV的未来发展趋势及企业规划建议

2024-04-22 14:08谭伟曾芳
时代汽车 2024年3期
关键词:发展趋势

谭伟 曾芳

摘 要:插电混合动力汽车,简称PHEV,作为新能源汽车的重要组成部分,自2021年以来,PHEV开始进入市场化发展阶段,规模呈爆发式增长,其中2021年产销60.4万辆,2022年更是达到了146.1万辆。文章拟从市场趋势、技术动向以及企业布局三个方面重点分析PHEV未来的发展趋势,并基于以上分析对PHEV未来的市场规模进行预测,为企业的产品规划以及电动化转型提供参考。

关键词:插电混合动力汽车 发展趋势 规模预测 产品规划 电动化

1 引言

2020年9月,中国作为大国担当正式提出了双碳目标,即2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。双碳目标的实现需要能源、化工、交通等领域的协同与合作,而汽车作为碳减排的重要组成部分,国家在各项汽车产业发展规划及技术路线图中都明确提出了发展计划和目标,其中2020年10月,由中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确提出在2035年,新能源汽车与混动汽车各占50%的目标。为了达成汽车产业规划的目标,国家又出台了一系列的产业支持政策,如强制性的油耗法规、排放法规、双积分政策,鼓励性政策新能源财政补贴、免购置税、路牌政策等等,全方面的组合政策确保汽车达成规划目标,实现碳中和,总之,双碳目标的提出,加速了汽车行业的电动化进程。

2 市场分析

2.1 整体市场

第一阶段:2013年-2016年,新能源市场处于以政策扶持为主体的技术培育阶段,以政府为主导,以十城千辆作为试点推广,进而逐渐向大众推广,PHEV的市场渗透率<1%;第二阶段:2017-2020年,新能源市场处于以企业的市场培育阶段,以补贴性政策鼓励车企生产和引导消费者使用新能源汽车,新能源市场稳定扩大,PHEV的市场渗透率在1%左右;2021年起,新能源汽车市场进入第三阶段,以用户为主体的市场快速发展阶段,补贴政策逐步退出,双积分政策有效衔接,引导新能源市场化发展,PHEV渗透率超过3%。2021年起,PHEV也进入市场化发展阶段,规模呈现爆发式增长,特别是2022年,PHEV增速超过BEV,市场渗透率达到6.2%。

从细分市场来看,在A级SUV中,自主品牌的PHEV已经完成与合资车企ICE(纯燃油车型)车型同价竞争;从A级轿车来看,自主品牌的PHEV较合资车企ICE车型仍有一定差距,且合资品牌的ICE车型在2022年开启“以价换量”销售模式。

2.2 系别市场

从汽车系别市场来看,PHEV规模的增长主要由自主品牌带动,2022年自主品牌PHEV车型在PHEV总销量中占比已接近90%。2022年销量排名前10的PHEV车型中,前9名均为自主品牌车型,其中前五名均来自比亚迪。以比亚迪品牌为例,接近90%的PHEV用户来自合资品牌,自主品牌通过PHEV技术路线的切换,实现品牌向上,存在换道超车的机会。

2.3 地区市场

随着各车企多款高性价比产品的上市,政策对PHEV市场的影响逐渐减弱,在PHEV分城市级别销售占比统计中,非限购城市占比持续提升,2022年四线及以下城市占比接近30%,限购城市的集中度显著下降。在PHEV分城市销量集中度变化情况统计中,PHEV销量TOP 10城市累计占比持续下滑,头部城市领先优势缩水,市场逐渐趋于均衡发展。

2.4 本章小结

从市场销售数据来看,PHEV的规模增长主要靠自主品牌带动,自主品牌借助PHEV技術路线实现品牌向上,通过技术和成本优势与合资车企的纯燃油车同价竞争。从销售地区来看,限购城市的PHEV销售集中度明显下降,头部城市领先优势下降,市场趋于均衡发展。总的来说,未来几年PHEV的市场份额将会持续攀升。

3 混动技术

3.1 混动架构

目前市场上PHEV混动架构主要有四类,其中串并联式发展势头最强,2022年份额达到67.1%,增程式份额保持在20% 左右,并联式与功率分流式逐渐被市场边缘化。2022年串并联式PHEV中比亚迪DM-i/DM-p系统的车型份额达到93.7%,成为引领该架构PHEV车型发展的绝对主力。

根据自主企业发布的混动及动力总成规划,除长安采用P2单电机并联结构、广汽前期采用丰田THS系统过渡之外,其他企业混动系统均采用双电机串并联结构。

3.2 混动变速箱

双电机串并联系统最具代表性的本田i-MMD与比亚迪DM-i仅有一个传输挡位,而长城、吉利、奇瑞、广汽等企业新推出的双电机串并联DHT均具有多个挡位。一方面,后期推出的双电机串并联系统需要规避本田和比亚迪的专利,在DHT结构上做出差异化,另一方面,更多挡位可使混动系统在理论上达到各种工况下最佳匹配,例如使发动机进入直驱模式的最低车速从80km/h降至20km/h,实现了 更大速域的并联驱动,提升了系统的动力性与燃油经济性。因此,双电气串并联系统未来将成多挡化发展趋势。

3.3 混动发动机

2021年起,以比亚迪为首的自主企业相继发布混动专用发动机规划,这些企业推出的混动专用发动机热效率最高已达到 43%以上,超越了丰田与本田创造的41%的热效率记录。达到43%热效率的发动机节能技术主要包括米勒/阿特金森循环、>13超高压缩比、附件电动化、低压EGR等。

基于混动系统多动力源带来的灵活性,发动机使用场景向高效、定工况、低成本方向不断进化。到2023年,主流企业混动专用发动机热效率将提升至42%到43%,到2025年预计45%热效率混动发动机将逐步量产,预计2030年左右混动发动机热效率有望提升至50%。

3.4 动力电池

从电池容量来看,随着消费者对大里程要求的提升,PHEV电池容量也在不断增加,进入2022年后显著向15kWh以上能量段偏移;从电池类型来看,补贴退坡后,为降低电池成本,磷酸铁锂电池的市场份额急剧上升,搭载磷酸铁锂电池PHEV主要由比亚迪与上汽两家企业生产,比亚迪引领下磷酸铁锂电池搭载率快速提升,2022年全年份额已超过60%。

3.5 纯电续航里程

平均续驶里程升高趋势明显,新车普遍向200km迈进。具体来说,PHEV平均续驶里程保持逐月升高趋势,2022年12月达到121.5km,100km以上续驶里程段市场份额由2021年的 45.7%提升至2022年的71.9%。200km以上大里程PHEV份额2022年提升至2.8%,代表车型由摩卡DHT、拿铁DHT、唐DM-p、汉DM-i/DM-p等。

3.6 电驱动

PHEV电驱动系统将在三个方向上持续升级:①系统集成创新,如混动与增程多合一电驱系统的应用;②零部件技术升级, 如扁线油冷高转速电机、SiC的普及;③材料性能提升,如高性能硅钢片的应用。

3.7 驾乘体验性

技术进步给PHEV带来全新体验,平台化及高阶自动驾驶推动PHEV长远发展。2022年调研数据显示,PHEV纯电行驶里程占比达到75%,在双电机串并联技术进步推动下,馈电油耗接近HEV水平。从长远来看,PHEV能够更好的实现企业平台模块化需求和高阶自动驾驶需求,可推动PHEV长远发展。

3.8 本章小结

从混动架构的技术动向来看,自主企业的混动系统大都采用双电机串并联的方式,且双电机串并联系统呈多挡化趋势,因此该架构模式未来的发展势头最强;从混动发动机的技术动向来看,已量产的发动机热效率已达43%以上,未来通过超稀薄燃烧、余热回收、主动预燃室、全附件电动化等技术的应用,面向2030年热效率有望提升至50%;从动力电池来看,磷酸铁锂电池基本成本优势搭载份额持续提升,且电池的容量也在快速提升,电池容量的提升带动车辆纯电续航里程的不断提升,目前新上市的车型的纯电续航里程向200km迈进,低于80km续航的车型逐渐被边缘化;从电驱动来看,未来的技术趋势将向集成化、轻量化、高效化持续升级;总之,用户习惯的改变和技术进步将推动PHEV快速发展,平台化及高阶自动驾驶等将推动PHEV长远发展。

4 行业布局

4.1 整体规划

各企业态度不一,豪华品牌大多以PHEV为过渡技术路线,自主企业布局最为积极;且以电驱动为主的PHEV混动架构赢得市场认可,未来技术趋势将向电驱动为主发展。各企业积极规划长续航PHEV,80km以下短续航逐渐边缘化。比亚迪等头部自主企业PHEV高续航版本普遍向200km以上发展,且逐渐减少80km以下短续航PHEV车型投放;多家新势力企业近期推出的增程式车型的纯电续航也普遍达到200km以上(CLTC工况)。

4.2 各车企布局

比亚迪:比亚迪在混合动力方面仅选择PHEV技术路线,混动架构方面将在2023年对DM-i与DM-p系统进行一次换代,但仅做零 部件方面的升级优化,2023年还将针对高端品牌越野车型推出DM-p性能版架构。

长城:柠檬混动DHT包含三套动力总成,包括1.5L/1.5T混动专用发动机、多模定轴式两挡混动变速箱、GM/TM双电机、双电 机控制器和集成DCDC等,支持HEV与PHEV。

吉利:吉利的雷神智擎Hi·X混动平台包含油电混动HEV與超级电混PHEV两个部分,技术涵盖了1.5TD/2.0TD混动专用发动机, 以及DHT(1挡)/DHT Pro(3挡)混动专用变速器,支持A0-C级车型全覆盖。

宝马:受制于宝马整体技术路线战略影响,插电式混合动力不会进行大的技术升级,延续现有P2混动架构。预计2023-2025年,宝马停售国产插电式混动车型,高端插电式混动车型采用进口引入中国。

奥迪:根据大众集团规划,目前企业新能源战略重心转向纯电动车型,因此奥迪品牌旗下PHEV车型规划力度减弱,未来仅A3、Q3、Q8及部分RS系列车型预计推出PHEV版。

凯迪拉克:2022年开始,凯迪拉克将基于双行星排插混系统推出CT4、CT5、CT6等PHEV车型,重点布局B级、C级市场。

4.3 本章小结

面向未来的电动化进程,各车企均推出了PHEV技术路线,但布局态度不一。其中自主企业最为积极,将PHEV当作电动化转型的重要发展方向;而豪华品牌大都将PHEV作为电动化的过渡路线;普通的合资品牌也仅将PHEV作为企业合规的一种手段,因此, PHEV以自主品牌为主的发展格局,短时间内不会改变。

5 市场规模预测

未来汽车产业的电动化格局将是多路线并举的技术路线,也是实现汽车节能减排的有效途径,其中PHEV技术路线将迎来快速渗透期,预计2025年,PHEV的渗透率将达到16%,总量超过400万辆。

6 企业电动化规划建议

(1)BEV:该技术路线仍是新能源技术路线的主流,中长期增速将放缓,未来提升的关键是解决经济性和使用便利性。

(2)PHEV:是BEV技术路线在未解决充电和续航的问题前重要发展方向,2022年PHEV技术路线迎来市场拐点,超越HEV,而且这一趋势会保持相当长的一段时间。 自主品牌在PHEV技术路线中,存在换道超车的机会,会给合资品牌带来较大冲击。

(3)HEV:HEV技术路线在政策端获取不到支持,技术升级空间和降本空间有限,未来将无法撬动市场需求,逐渐沦为在新能源发展过慢企业的合规路线,但2030后,也无法满足合规要求,生命力较弱。

(4)MHEV:MHEV技术路线已成为边缘化的技术路线,主流企业均在进行回撤,未来将逐步退出历史舞台。

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