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淺談PHEV的未來發展趨勢及企業規劃建議

2024-04-22 14:08譚偉曾芳
時代汽車 2024年3期
關鍵詞:發展趨勢

譚偉 曾芳

摘 要:插電混合動力汽車,簡稱PHEV,作為新能源汽車的重要組成部分,自2021年以來,PHEV開始進入市場化發展階段,規模呈爆發式增長,其中2021年產銷60.4萬輛,2022年更是達到了146.1萬輛。文章擬從市場趨勢、技術動向以及企業布局三個方面重點分析PHEV未來的發展趨勢,并基于以上分析對PHEV未來的市場規模進行預測,為企業的產品規劃以及電動化轉型提供參考。

關鍵詞:插電混合動力汽車 發展趨勢 規模預測 產品規劃 電動化

1 引言

2020年9月,中國作為大國擔當正式提出了雙碳目標,即2030年實現碳達峰,2060年實現碳中和。雙碳目標的實現需要能源、化工、交通等領域的協同與合作,而汽車作為碳減排的重要組成部分,國家在各項汽車產業發展規劃及技術路線圖中都明確提出了發展計劃和目標,其中2020年10月,由中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》明確提出在2035年,新能源汽車與混動汽車各占50%的目標。為了達成汽車產業規劃的目標,國家又出臺了一系列的產業支持政策,如強制性的油耗法規、排放法規、雙積分政策,鼓勵性政策新能源財政補貼、免購置稅、路牌政策等等,全方面的組合政策確保汽車達成規劃目標,實現碳中和,總之,雙碳目標的提出,加速了汽車行業的電動化進程。

2 市場分析

2.1 整體市場

第一階段:2013年-2016年,新能源市場處于以政策扶持為主體的技術培育階段,以政府為主導,以十城千輛作為試點推廣,進而逐漸向大眾推廣,PHEV的市場滲透率<1%;第二階段:2017-2020年,新能源市場處于以企業的市場培育階段,以補貼性政策鼓勵車企生產和引導消費者使用新能源汽車,新能源市場穩定擴大,PHEV的市場滲透率在1%左右;2021年起,新能源汽車市場進入第三階段,以用戶為主體的市場快速發展階段,補貼政策逐步退出,雙積分政策有效銜接,引導新能源市場化發展,PHEV滲透率超過3%。2021年起,PHEV也進入市場化發展階段,規模呈現爆發式增長,特別是2022年,PHEV增速超過BEV,市場滲透率達到6.2%。

從細分市場來看,在A級SUV中,自主品牌的PHEV已經完成與合資車企ICE(純燃油車型)車型同價競爭;從A級轎車來看,自主品牌的PHEV較合資車企ICE車型仍有一定差距,且合資品牌的ICE車型在2022年開啟“以價換量”銷售模式。

2.2 系別市場

從汽車系別市場來看,PHEV規模的增長主要由自主品牌帶動,2022年自主品牌PHEV車型在PHEV總銷量中占比已接近90%。2022年銷量排名前10的PHEV車型中,前9名均為自主品牌車型,其中前五名均來自比亞迪。以比亞迪品牌為例,接近90%的PHEV用戶來自合資品牌,自主品牌通過PHEV技術路線的切換,實現品牌向上,存在換道超車的機會。

2.3 地區市場

隨著各車企多款高性價比產品的上市,政策對PHEV市場的影響逐漸減弱,在PHEV分城市級別銷售占比統計中,非限購城市占比持續提升,2022年四線及以下城市占比接近30%,限購城市的集中度顯著下降。在PHEV分城市銷量集中度變化情況統計中,PHEV銷量TOP 10城市累計占比持續下滑,頭部城市領先優勢縮水,市場逐漸趨于均衡發展。

2.4 本章小結

從市場銷售數據來看,PHEV的規模增長主要靠自主品牌帶動,自主品牌借助PHEV技術路線實現品牌向上,通過技術和成本優勢與合資車企的純燃油車同價競爭。從銷售地區來看,限購城市的PHEV銷售集中度明顯下降,頭部城市領先優勢下降,市場趨于均衡發展??偟膩碚f,未來幾年PHEV的市場份額將會持續攀升。

3 混動技術

3.1 混動架構

目前市場上PHEV混動架構主要有四類,其中串并聯式發展勢頭最強,2022年份額達到67.1%,增程式份額保持在20% 左右,并聯式與功率分流式逐漸被市場邊緣化。2022年串并聯式PHEV中比亞迪DM-i/DM-p系統的車型份額達到93.7%,成為引領該架構PHEV車型發展的絕對主力。

根據自主企業發布的混動及動力總成規劃,除長安采用P2單電機并聯結構、廣汽前期采用豐田THS系統過渡之外,其他企業混動系統均采用雙電機串并聯結構。

3.2 混動變速箱

雙電機串并聯系統最具代表性的本田i-MMD與比亞迪DM-i僅有一個傳輸擋位,而長城、吉利、奇瑞、廣汽等企業新推出的雙電機串并聯DHT均具有多個擋位。一方面,后期推出的雙電機串并聯系統需要規避本田和比亞迪的專利,在DHT結構上做出差異化,另一方面,更多擋位可使混動系統在理論上達到各種工況下最佳匹配,例如使發動機進入直驅模式的最低車速從80km/h降至20km/h,實現了 更大速域的并聯驅動,提升了系統的動力性與燃油經濟性。因此,雙電氣串并聯系統未來將成多擋化發展趨勢。

3.3 混動發動機

2021年起,以比亞迪為首的自主企業相繼發布混動專用發動機規劃,這些企業推出的混動專用發動機熱效率最高已達到 43%以上,超越了豐田與本田創造的41%的熱效率記錄。達到43%熱效率的發動機節能技術主要包括米勒/阿特金森循環、>13超高壓縮比、附件電動化、低壓EGR等。

基于混動系統多動力源帶來的靈活性,發動機使用場景向高效、定工況、低成本方向不斷進化。到2023年,主流企業混動專用發動機熱效率將提升至42%到43%,到2025年預計45%熱效率混動發動機將逐步量產,預計2030年左右混動發動機熱效率有望提升至50%。

3.4 動力電池

從電池容量來看,隨著消費者對大里程要求的提升,PHEV電池容量也在不斷增加,進入2022年后顯著向15kWh以上能量段偏移;從電池類型來看,補貼退坡后,為降低電池成本,磷酸鐵鋰電池的市場份額急劇上升,搭載磷酸鐵鋰電池PHEV主要由比亞迪與上汽兩家企業生產,比亞迪引領下磷酸鐵鋰電池搭載率快速提升,2022年全年份額已超過60%。

3.5 純電續航里程

平均續駛里程升高趨勢明顯,新車普遍向200km邁進。具體來說,PHEV平均續駛里程保持逐月升高趨勢,2022年12月達到121.5km,100km以上續駛里程段市場份額由2021年的 45.7%提升至2022年的71.9%。200km以上大里程PHEV份額2022年提升至2.8%,代表車型由摩卡DHT、拿鐵DHT、唐DM-p、漢DM-i/DM-p等。

3.6 電驅動

PHEV電驅動系統將在三個方向上持續升級:①系統集成創新,如混動與增程多合一電驅系統的應用;②零部件技術升級, 如扁線油冷高轉速電機、SiC的普及;③材料性能提升,如高性能硅鋼片的應用。

3.7 駕乘體驗性

技術進步給PHEV帶來全新體驗,平臺化及高階自動駕駛推動PHEV長遠發展。2022年調研數據顯示,PHEV純電行駛里程占比達到75%,在雙電機串并聯技術進步推動下,饋電油耗接近HEV水平。從長遠來看,PHEV能夠更好的實現企業平臺模塊化需求和高階自動駕駛需求,可推動PHEV長遠發展。

3.8 本章小結

從混動架構的技術動向來看,自主企業的混動系統大都采用雙電機串并聯的方式,且雙電機串并聯系統呈多擋化趨勢,因此該架構模式未來的發展勢頭最強;從混動發動機的技術動向來看,已量產的發動機熱效率已達43%以上,未來通過超稀薄燃燒、余熱回收、主動預燃室、全附件電動化等技術的應用,面向2030年熱效率有望提升至50%;從動力電池來看,磷酸鐵鋰電池基本成本優勢搭載份額持續提升,且電池的容量也在快速提升,電池容量的提升帶動車輛純電續航里程的不斷提升,目前新上市的車型的純電續航里程向200km邁進,低于80km續航的車型逐漸被邊緣化;從電驅動來看,未來的技術趨勢將向集成化、輕量化、高效化持續升級;總之,用戶習慣的改變和技術進步將推動PHEV快速發展,平臺化及高階自動駕駛等將推動PHEV長遠發展。

4 行業布局

4.1 整體規劃

各企業態度不一,豪華品牌大多以PHEV為過渡技術路線,自主企業布局最為積極;且以電驅動為主的PHEV混動架構贏得市場認可,未來技術趨勢將向電驅動為主發展。各企業積極規劃長續航PHEV,80km以下短續航逐漸邊緣化。比亞迪等頭部自主企業PHEV高續航版本普遍向200km以上發展,且逐漸減少80km以下短續航PHEV車型投放;多家新勢力企業近期推出的增程式車型的純電續航也普遍達到200km以上(CLTC工況)。

4.2 各車企布局

比亞迪:比亞迪在混合動力方面僅選擇PHEV技術路線,混動架構方面將在2023年對DM-i與DM-p系統進行一次換代,但僅做零 部件方面的升級優化,2023年還將針對高端品牌越野車型推出DM-p性能版架構。

長城:檸檬混動DHT包含三套動力總成,包括1.5L/1.5T混動專用發動機、多模定軸式兩擋混動變速箱、GM/TM雙電機、雙電 機控制器和集成DCDC等,支持HEV與PHEV。

吉利:吉利的雷神智擎Hi·X混動平臺包含油電混動HEV與超級電混PHEV兩個部分,技術涵蓋了1.5TD/2.0TD混動專用發動機, 以及DHT(1擋)/DHT Pro(3擋)混動專用變速器,支持A0-C級車型全覆蓋。

寶馬:受制于寶馬整體技術路線戰略影響,插電式混合動力不會進行大的技術升級,延續現有P2混動架構。預計2023-2025年,寶馬停售國產插電式混動車型,高端插電式混動車型采用進口引入中國。

奧迪:根據大眾集團規劃,目前企業新能源戰略重心轉向純電動車型,因此奧迪品牌旗下PHEV車型規劃力度減弱,未來僅A3、Q3、Q8及部分RS系列車型預計推出PHEV版。

凱迪拉克:2022年開始,凱迪拉克將基于雙行星排插混系統推出CT4、CT5、CT6等PHEV車型,重點布局B級、C級市場。

4.3 本章小結

面向未來的電動化進程,各車企均推出了PHEV技術路線,但布局態度不一。其中自主企業最為積極,將PHEV當作電動化轉型的重要發展方向;而豪華品牌大都將PHEV作為電動化的過渡路線;普通的合資品牌也僅將PHEV作為企業合規的一種手段,因此, PHEV以自主品牌為主的發展格局,短時間內不會改變。

5 市場規模預測

未來汽車產業的電動化格局將是多路線并舉的技術路線,也是實現汽車節能減排的有效途徑,其中PHEV技術路線將迎來快速滲透期,預計2025年,PHEV的滲透率將達到16%,總量超過400萬輛。

6 企業電動化規劃建議

(1)BEV:該技術路線仍是新能源技術路線的主流,中長期增速將放緩,未來提升的關鍵是解決經濟性和使用便利性。

(2)PHEV:是BEV技術路線在未解決充電和續航的問題前重要發展方向,2022年PHEV技術路線迎來市場拐點,超越HEV,而且這一趨勢會保持相當長的一段時間。 自主品牌在PHEV技術路線中,存在換道超車的機會,會給合資品牌帶來較大沖擊。

(3)HEV:HEV技術路線在政策端獲取不到支持,技術升級空間和降本空間有限,未來將無法撬動市場需求,逐漸淪為在新能源發展過慢企業的合規路線,但2030后,也無法滿足合規要求,生命力較弱。

(4)MHEV:MHEV技術路線已成為邊緣化的技術路線,主流企業均在進行回撤,未來將逐步退出歷史舞臺。

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