文档介绍：插电式混动核心技术解析插电式混合动力汽车( PHEV )综合了纯电动汽车( EV )和混合动力汽车( HEV )的优点,既可实现纯电动零排放行驶, 也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。在后补贴时期, 政府补贴减少、消费者里程需求增加、电池成本降幅较小且车辆售价不能上涨,为 PHEV 提供了发展机遇。混动方案合理化、动力系统集成化、核心部件专用化和控制策略创新性设计是提升 PHEV 性能的关键核心技术。 1. 发展 PHEV 的原因 PHEV 符合技术路线节能和新能源汽车技术路线图中规定,至 2020 年、乘用车新车平均油耗 5L/100km ,至 202 5 年、乘用车新车平均油耗 4 L/100km 。图1 为传统车、 HEV 和 PHEV 油耗随质量的变化趋势,随着整备质量增加,各车型的油耗均正比例上升。由图 1 可知,整备质量较大的 B 级车必须依靠 PHEV 技术才能将油耗控制在 5或 4L/100km 以内,与“以紧凑型及以上车型规模化发展插电式混合动力乘用车为主”技术路线保持一致。图1 车辆油耗与整车质量变化关系两级补贴大幅退坡按照既定的退坡方案, 250 公里以上车型两级补贴在北京和天津分别下降和万。从整车成本方面考虑,零部件成本下降是解决补贴退坡最直接途径,但难度较大。表1 补贴退坡统计退坡价格纯电动插电混动 100~150km 150~250km 250km 以上 50km 以上国补退坡( 万元) 北京退坡( 万元) 天津退坡( 万元) 零部件价格无大幅下降可能理论上零部件价格下降可减少补贴退坡的压力。但近期由于铜材等价格上扬,零部件价格在 2017 年上半年只能维持现有状态、小幅波动, 无大幅下降可能。因此, 近期通过零部件降本平衡补贴退坡可能性不大。续驶里程持续增加表3 为热销车型续驶里程的统计情况, 续驶里程需求持续增加。里程增加, 除了轻量化和再生制动优化外,最直接方式就是增大电池容量,电量增加导致整车成本上升。表3 热销车型续驶里程统计热销车型北汽 EU260 帝豪 EV 比亚迪 EV300 华泰 XEV260 260km 253km 300km 266km PHEV 可平衡各种制约因素 PHEV 可平衡补贴退坡、零部件价格和里程增加之间的矛盾。 PHEV 的混动模式可解决纯电动里程问题;电池电量小,批量后可解决电量增加的成本问题;电池成本所占比例减少,对电池成本的敏感度降低。表4 PHEV 综合优势轿车 SUV 电池 9~16kWh 电池 13~18kWh PHEV 的混动模式可解决纯电动里程问题电池电量小,批量后可解决电量增加的成本问题电池成本所占比例减少,对电池成本的敏感度降低 PHEV 可规避纯电动“怕热怕冷”环境适应性问题 PHEV 在国内推广阻力之一, 就是认为在不充电的情况下、即进入能量维持 CS 阶段后, 此时车辆与传统车无异,给出了“ 95% 以上的车主都在以传统汽油车的模式运行插电混动车,建议取消插电混动的特定补贴”的建议,作者发表了“插电式混合动力=纯电动+强混≠纯电动+ 传统车”,解释了不充电情况下 PHEV 仍省油的原理。不充电情况下, PHEV 比同等重量燃油车省油 30% , 这是获得两级补贴最基本条件,性能较好的 PHEV 在 CS 阶段可节油 40% 。关键核心技术混动方案合理化设计表5 为国内外各主流混动方案的对比分析, EDU 代表上汽的双电机、双离合器、两挡 AM T 的集成方案; PGS 为行星排耦合方案;P 系列根据电机位置进行定义, P0 和 P1 分别表示 BSG 和 ISG 方案,这两种方案不能实现纯电动模式,不能用于 PHEV ; P2 和 P3 分别表示电机集成于变速器的输入和输出端, P4 表示电机集成于后桥的 ERAD 结构, P04 表示前轴为 P0 方案、后轴为 P4 结构。三菱欧蓝德更加复杂,前轴为 P12 、后轴为 P4 ,组成了 P124 混动架构。由表 5 可知, 可作为 PHEV 结构的各种方案均可实现 30% 以上的节油效果, 相对于其他方案, 电机与有级式自动变速器方案比较适合于自主品牌, P2 和 P3 方案更适用于自主品牌新能源轿车, P04 可实现电子全时四驱功能、适用于 SUV 。表5 各种混动方案对比动力系统集成化设计前舱的总布置是乘用车混动系统的难题之一, 由于发动机、离合器和变速器均集成于此, 横向尺寸非常吃紧、总布置上为 ISG 电机留出 50mm 的空间也比较难, 所以很多方案放弃了效率较高的 ISG 方案