2024年3月10日，在新能源汽車創(chuàng)新技術(shù)論壇暨第十二屆汽車與環(huán)境系列論壇上，北京航空航天大學交通科學與工程學院教授、國家乘用車自動變速器工程技術(shù)研究中心常務副主任徐向陽在會上拋出了幾個問題：歐美電動化步伐放緩，中國電動化加速進入價格戰(zhàn)淘汰賽，國外放緩，國內(nèi)加速，新能源汽車技術(shù)路線如何發(fā)展？電動化大趨勢下，燃油車是否該放棄了？混合動力該如何發(fā)展？

徐教授認為，能源安全、資源安全、雙碳目標、國際化和國內(nèi)龐大的市場規(guī)模等綜合決定：混動汽車和電動汽車必將也必須長期共存、戰(zhàn)略互補！混動汽車和電動汽車相互競爭，油車仍然不能放棄，發(fā)動機技術(shù)需持續(xù)創(chuàng)新。

各種混動技術(shù)路線各有優(yōu)缺點，混動技術(shù)多樣化是發(fā)展趨勢，沒有最好的技術(shù)路線和產(chǎn)品，只有最適合企業(yè)優(yōu)勢和車型的技術(shù)路線。企業(yè)針對不同目標客戶群體和不同產(chǎn)品定位，需要有不同的混動技術(shù)路線組合，模塊化、平臺化開發(fā)是關(guān)鍵。

混合動力變速器技術(shù)和產(chǎn)品，國內(nèi)已實現(xiàn)從跟隨到引領(lǐng)?；靹邮窃隽渴袌觯M管競爭開始日趨激烈，但由于自主產(chǎn)品和市場形成只是近幾年的事情，因此，對混動產(chǎn)品企業(yè)而言，市場機會仍然很大，成本和性能競爭是未來競爭的關(guān)鍵。

混動構(gòu)型創(chuàng)新、電機電控電傳關(guān)鍵零部件持續(xù)優(yōu)化、基于智能網(wǎng)聯(lián)的混動智能能量管理策略是混動動力持續(xù)發(fā)展競爭的關(guān)鍵。電動和低碳化背景下，混動長期看好，是企業(yè)的核心競爭力。

徐向陽 | 北京航空航天大學交通科學與工程學院教授、國家乘用車自動變速器工程技術(shù)研究中心常務副主任

以下為演講內(nèi)容整理：

當前，歐美電動化步伐放緩，中國電動化加速進入價格戰(zhàn)淘汰賽。在此背景下，我們需要尋找新能源汽車技術(shù)新路線。

電動化大趨勢下，燃油車是否該放棄了？

汽車發(fā)展歷經(jīng)了三個階段，分別是蒸汽機時代、電動車時代、內(nèi)燃機時代。實際上，電動車出現(xiàn)比內(nèi)燃車還早五年。1910年，內(nèi)燃車進入快速發(fā)展軌道，逐漸取代電動車的地位，而今電動車又重新成為主要發(fā)展方向。

圖源：演講嘉賓素材

1900年，費迪南-保時捷發(fā)明了世界上第一輛混合動力汽車，根據(jù)當前的定義即增程式、且是輪轂電機分布式電驅(qū)車輛，用發(fā)動機給帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電后再讓輪轂電機電驅(qū)動。1997年，豐田汽車公司發(fā)明了世界上第一輛功率分流混合動力汽車，此后油電的融合速度較快。

2010年開始，低碳化、電動化、智能化成為汽車行業(yè)的新發(fā)展趨勢。在此背景下，出現(xiàn)了關(guān)于是否應該放棄燃油車的問題?；仡櫄v史，美國汽車的發(fā)展歷程值得我們參考。19世紀20年代，美國燃油車取代了電動車，有如下原因。一是自福特汽車公司推出T型車后，內(nèi)燃車購車成本大幅降低，價格上存在優(yōu)勢；二是石油價格大幅度降低，油車用車成本降低；三是內(nèi)燃車續(xù)航里程大幅度增長，沒有當時電車所存在的里程焦慮問題；四是加油站等基礎(chǔ)設(shè)施日益完善，內(nèi)燃車加油續(xù)航便捷。

由此可見，當前環(huán)境下電動車尚未具備完全替代燃油車的上述四個條件。盡管當前電動車購車成本和使用成本下降，但里程焦慮和充電不便捷的問題依舊存在。因此，要想滿足消費者的多重需求，油車和電車是需要并存的。

從市場規(guī)模看，燃油車仍舊占據(jù)很大份額。2023年，我國汽車產(chǎn)銷量分別為3016.1萬輛和3009.4萬輛，新能源產(chǎn)銷分別為958.7萬輛和949.5萬輛，同比分別增長35.8% 和37.9%，市場占有率達到31.6%。EV為668.5萬輛，同比增長24.6%，占比70.7%；PHEV為280.4萬輛，同比增長84.7%，占比29.3%；HEV銷量為81.5萬輛。盡管電動化發(fā)展很快，但帶燃油發(fā)動機的汽車（HEV/PHEV/ICEV）仍然占77.8%，EV占比僅22.2%。

預計2030年新能源汽車市場份額EV和PHEV會相對持平，總占據(jù)60%，混動仍然占據(jù)一定市場份額，燃油車約25%，帶內(nèi)燃機的汽車比例占比70%左右。在此情況下，內(nèi)燃機作為HEV和PHEV的核心總成，內(nèi)燃機仍然占據(jù)很重要的地位。

另外，未來幾年帶燃油發(fā)動機的汽車仍然是傳統(tǒng)造車勢力銷量的主要來源，燃油車以及整個產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢應當繼續(xù)保持，不應輕易放棄燃油車。

當前，國內(nèi)自主品牌以及在中國的合資汽車企業(yè)都面臨海外出口的問題，如何實現(xiàn)國際化成為一大關(guān)鍵。要實現(xiàn)國際化，必然要滿足國際市場的多元化需求。

2023年，我國燃油車出口量相比2022年增加127.7萬輛，電動車增加174.9萬輛。出口帶來的燃油車增量抵消了國內(nèi)電動車對燃油車市場侵蝕的73%?？紤]到海外市場需求結(jié)構(gòu)，未來中國汽車出口繼續(xù)增加，燃油車出口增量會很大程度上抵消EV對國內(nèi)市場燃油車銷量的侵蝕。

此外，目前我國存在能源安全和資源安全的雙重問題。我國發(fā)展純電動的金屬對外依存度較高，鉑的對外依存度超過95%，遠超石油對外依存度的70%。要想平衡能源和資源問題，就需要多元化的動力技術(shù)。

圖源：演講嘉賓素材

節(jié)能減排層面，當前火電仍舊是主要電力。盡管BEV的排放比內(nèi)燃車低20%，但綜合全生命周期制作過程來看，BEV的碳排放比HEV高，因此HEV和PEV仍舊是有效的節(jié)能技術(shù)，提高發(fā)動機的熱效率是改善混合動力系統(tǒng)的重要途徑。

混動是目前降低碳排放成本、降碳最有效的途徑。隨著未來氫、氨等低碳和零碳發(fā)動機技術(shù)的突破，混動也將是降低能耗的有效途徑。因此，在積極擁抱電動化的同時，我們不應輕易放棄燃油車。內(nèi)燃機熱效率需要持續(xù)優(yōu)化，車用動力需要多元化。同時，混合動力也是低碳和零碳燃料發(fā)動機的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)，混合動力（HEV/PHEV）與純電動會長期戰(zhàn)略并存。

電動化大趨勢下，混合動力該如何發(fā)展？

基于多元化動力的需求，我們需要發(fā)展混和動力。回顧混合動力的發(fā)展歷程，從1900年至今，混合動力形成了串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種技術(shù)路線，混聯(lián)還可以分為串并聯(lián)和功率分流。不同的混動技術(shù)路線都有其優(yōu)缺點，適應場景有所不同。 

圖源：演講嘉賓素材

我們的團隊曾對各種混動技術(shù)路線的動力性、經(jīng)濟性和成本進行了評估，評估過程中通過參數(shù)遍歷消除不同參數(shù)對性能評估的影響，同時采用全局最優(yōu)能量管理策略消除不同能量策略對性能評估的影響。

我們對A/B/C級三種車型在三種駕駛工況下進行綜合對比，發(fā)現(xiàn)串并聯(lián)混動系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟性明顯優(yōu)于串聯(lián)混動系統(tǒng)（增程）。其次，在功率需求較大的高速駕駛工況下，串并聯(lián)混動系統(tǒng)比串聯(lián)（增程）的節(jié)油潛力更顯著。A級車在城市工況內(nèi)，串并聯(lián)混動系統(tǒng)與串聯(lián)混動系統(tǒng)的燃油消耗差異最小，但對于B級以上車型，在高速工況運行，串并聯(lián)混動系統(tǒng)與串聯(lián)混動系統(tǒng)的燃油消耗差異明顯增大。 

圖源：演講嘉賓素材

為解決串聯(lián)高速和大車型上能耗高的問題，我們可以通過盡量增大電池容量以純電行駛為主，盡量減少增程器的使用。針對增程虧點高速行駛時噪音過大的問題，需要進行必要的隔音處理。

從燃油經(jīng)濟性和碳排放角度看，串聯(lián)混動更適合小型汽車、以城市短途行駛為主要應用場景的PHEV車型、經(jīng)常需要長途行駛但有里程焦慮問題的場景。

串并聯(lián)混動有不同的擋位，擋位數(shù)量不同動力性和經(jīng)濟性表現(xiàn)也不同。綜合來看，串并聯(lián)3DHT優(yōu)于2DHT優(yōu)于1DHT。我們發(fā)現(xiàn)，增加發(fā)動機的擋位給節(jié)能效果帶來的影響十分明顯，但從兩擋增加到三擋對燃油性的改善不大，但系統(tǒng)會增加復雜度。此外，電機擋位數(shù)的增加對燃油經(jīng)濟性有所改善，但不如增加發(fā)動機的擋位數(shù)量對經(jīng)濟性的改善明顯。 

圖源：演講嘉賓素材

我們發(fā)現(xiàn)P2類型的混動系統(tǒng)構(gòu)型從六擋增加到七擋或八擋后，所帶來的燃油改善十分有限。此外，功率分流的模式越多，其動力性和經(jīng)濟性越好。經(jīng)過研究，我們進行了綜合排序，總體來看多擋位的串并聯(lián)構(gòu)型最優(yōu)，其次是雙模功率分流，然后是P2構(gòu)型、不增設(shè)擋位的串并聯(lián)、單模功率分流、單擋串并聯(lián)，串聯(lián)構(gòu)型最差。

當前國內(nèi)的自主混動技術(shù)路線主要是做串并聯(lián)和多擋化構(gòu)型，串聯(lián)的代表有日產(chǎn)的e-Power、國內(nèi)的理想等車型。從2023年開始，國內(nèi)有大量串聯(lián)技術(shù)路線車型進入市場。并聯(lián)路線中，歐洲比較推崇多擋位P2的并聯(lián)，主要是用于滿足高速行駛的需求。串并聯(lián)則是目前國內(nèi)最主要的技術(shù)路線。功率分流層面，豐田是最具代表性的產(chǎn)品，其四代為了改善動力性、動力性，在功率分流基礎(chǔ)上加了2AT和4AT。

從技術(shù)發(fā)展的角度看，構(gòu)型創(chuàng)新中串并聯(lián)構(gòu)型中多擋化，可獲得更好的動力性和經(jīng)濟性；可以考慮類似長城Hi4混動構(gòu)型創(chuàng)新的思路，通過把串并聯(lián)構(gòu)型中的兩個電機分解成前橋P1，后橋P4，實現(xiàn)電機串并聯(lián)四驅(qū)的混合動力系統(tǒng)，使混動系統(tǒng)有更好的動力性以及更好的NVH表現(xiàn)和駕車體驗。從產(chǎn)品開發(fā)角度看，我們需要進一步優(yōu)化電機、電控、機電耦合核心零部件技術(shù)的效率，提高其集成度，使設(shè)計開發(fā)做得更高效、更集成、更可靠。總成方面，需要解決耦合振動的問題，從原端到終端全過程地進行優(yōu)化。

當構(gòu)型創(chuàng)新達到一定程度后，要進一步優(yōu)化混動系統(tǒng)，無論是對HEV還是對PHEV而言，核心都是智能能量管理控制，要圍繞智能能量管理策略做更多工作。針對智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，如何將信息融入能量管理策略中是企業(yè)在混動競爭中的關(guān)鍵要素。

混動技術(shù)和電動化要想持續(xù)優(yōu)化，就需要有不同的技術(shù)路線，有適配不同場景的產(chǎn)品。企業(yè)要結(jié)合產(chǎn)品的定義和需求選擇最合適的路線，只有這樣才能使產(chǎn)品更具競爭力。

（以上內(nèi)容來自北京航空航天大學交通科學與工程學院教授、國家乘用車自動變速器工程技術(shù)研究中心常務副主任徐向陽于2024年3月10日在新能源汽車創(chuàng)新技術(shù)論壇暨第十二屆汽車與環(huán)境系列論壇發(fā)表的《新能源技術(shù)路線再思考——燃油與電動的關(guān)系》主題演講。）

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