2025-06-25 13:41
混動(dòng)技術(shù)不是過(guò)渡路線,成為中國(guó)汽車動(dòng)力技術(shù)論壇共識(shí)
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混動(dòng)技術(shù)絕非過(guò)渡方案,而是實(shí)現(xiàn)「雙碳」 目標(biāo)的核心載體。2030年全球市場(chǎng)或形成純電、混動(dòng)、燃油「30%-30%-40%」 的三分格局。這一判斷正成為中國(guó)汽車動(dòng)力專家的普遍共識(shí)。

2025年的進(jìn)度條已過(guò)半,關(guān)于混動(dòng)技術(shù)路線爭(zhēng)議正逐漸收斂。

一方面,2024年,純電、插混、增程的市場(chǎng)份額分別為60%、30%、10%,也即混動(dòng)的市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到40%,在2024年的個(gè)別月份,混動(dòng)車型銷量多次超過(guò)純電車型。

另一方面,各大車企集中推出混動(dòng)車型,這也說(shuō)明在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),多種動(dòng)力類型的車型或?qū)⒉⑿邪l(fā)展,共同滿足多元化的市場(chǎng)需求。

歐陽(yáng)明高不久前預(yù)測(cè),2025年插混市場(chǎng)份額有望從30%提升至40%左右,增程維持在10%。未來(lái)幾年,插混車型份額可能進(jìn)一步從40%提升至50%。插混或成中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)主流技術(shù)路線,純電次之,增程再次之。

純電和混動(dòng)究竟誰(shuí)能成為新能源汽車市場(chǎng)的主流和終極形態(tài)?在6月12日召開(kāi)的第十七屆國(guó)際汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)年會(huì)(TMC  2025)上,多位專家表態(tài),混動(dòng)技術(shù)絕非過(guò)渡方案,而是實(shí)現(xiàn)「雙碳」 目標(biāo)的核心載體。

2030年全球市場(chǎng)或形成純電、混動(dòng)、燃油「30%-30%-40%」 的三分格局。

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由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)主辦的國(guó)際汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)年會(huì)(TMC  2025)已是當(dāng)前世界上規(guī)模最大的關(guān)于動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)交流的國(guó)際大會(huì),其觀點(diǎn)與眾多參會(huì)專家的研究成果可以說(shuō)代表著行業(yè)的主流看法。

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混動(dòng)路線被接納為長(zhǎng)期技術(shù)路線,對(duì)于我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。

它事實(shí)上意味著在內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)技術(shù)的發(fā)展中,二者不再是零和博弈,而是可以技術(shù)共存。而智駕網(wǎng)通過(guò)深度整理TMC 2025論壇上眾多嘉賓的觀點(diǎn)則發(fā)現(xiàn),內(nèi)燃機(jī)的熱效率依然在提升,電機(jī)的功率密度也在提升,被業(yè)內(nèi)高度關(guān)注的輪轂電機(jī)落地時(shí)日尚遠(yuǎn),但輕量化方案正在路上:

1、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)侯福深給出了最新數(shù)據(jù),混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率已經(jīng)達(dá)到了46%。

 2、電動(dòng)化核心指標(biāo)得到了全面提升,在功率密度上,驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率密度超過(guò)7,000 W/kg,碳化硅電機(jī)控制器功率密度達(dá)45kW/L,較2020年提升近50%。

3、輪轂電機(jī)落地的首要障礙是簧下質(zhì)量。由于輪內(nèi)集成電機(jī)、控制器、減速器及制動(dòng)器導(dǎo)致車輪慣性增大,直接影響車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)。動(dòng)力導(dǎo)致車輪慣性增大,直接影響車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在輕量化方面,包括超高強(qiáng)度硅鋼片(如小米960MPa材料)、碳纖維纏繞轉(zhuǎn)子(智新科技ID5平臺(tái))、以及殼體材料創(chuàng)新(長(zhǎng)安鋁合金減重11%)都有可效減重。

客觀而,混動(dòng)路線被接納為長(zhǎng)期技術(shù)路線,這個(gè)長(zhǎng)期是以十年為周期的,在十年之后,是不是有新的動(dòng)力路線共識(shí),事實(shí)上取決于市場(chǎng)的選擇,技術(shù)進(jìn)步只是一個(gè)維度。

01.

混合動(dòng)力技術(shù)向智能化精細(xì)化持續(xù)演進(jìn)

汽車動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)新作為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)低碳化、電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的核心支撐,近年來(lái)取得了顯著的進(jìn)展。

侯福深介紹了三方面的技術(shù)創(chuàng)新成效。

一是系統(tǒng)集成向更深層次發(fā)展,并邁向多域融合。體現(xiàn)之一就是可以同時(shí)通過(guò)動(dòng)力操控、智駕與信息娛樂(lè)等功能的底層數(shù)據(jù)互通與協(xié)作控制,不斷拓寬動(dòng)力系統(tǒng)的邊界,進(jìn)入了動(dòng)力融合跨域協(xié)同的新階段。

二是材料與工藝創(chuàng)新正成為汽車動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)新的焦點(diǎn)。在材料方面,碳化硅、碳纖維、非金合金、高強(qiáng)度鋼、軟磁復(fù)合材料等加快導(dǎo)入應(yīng)用,不僅優(yōu)化整車輕量化水平和動(dòng)力性能,還拓寬了汽車設(shè)計(jì)的邊界。

三是人工智能等智能化技術(shù)賦能動(dòng)力系統(tǒng)的創(chuàng)新。汽車動(dòng)力系統(tǒng)正在從傳統(tǒng)的機(jī)電一體化控制向全鏈路的智能化控制演進(jìn)。例如通過(guò)AI算法實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的扭矩分配,顯著提升極端工況穩(wěn)定性。融合多元數(shù)據(jù)的智能熱管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)熱能的按需分配與高效利用,提升整車高低溫續(xù)航保持率。動(dòng)力控制系統(tǒng)軟件功能進(jìn)階智能場(chǎng)景識(shí)別功能,可自動(dòng)調(diào)整能量分配策略等。

除此之外,這場(chǎng)論壇對(duì)中國(guó)汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展,如何從低碳化、電動(dòng)化與智能化深度融合進(jìn)行了全方位的講解。

首先是在低碳化領(lǐng)域方面。

在混動(dòng)技術(shù)躍升上,侯福深指出,混動(dòng)專用變速器的構(gòu)形和效率持續(xù)優(yōu)化,混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率已經(jīng)達(dá)到了46%,和2020年相比提高了超過(guò)13個(gè)百分點(diǎn)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率超過(guò)了48%,相比2020年提升4.3%,達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

在燃料創(chuàng)新加速上,低碳/零碳內(nèi)燃機(jī)燃料技術(shù)持續(xù)突破,推動(dòng)傳統(tǒng)動(dòng)力綠色轉(zhuǎn)型。

體現(xiàn)在商用車多路線并進(jìn)上,純電、混動(dòng)及燃料電池技術(shù)在商用車領(lǐng)域同步取得顯著進(jìn)展,覆蓋長(zhǎng)途重載等復(fù)雜場(chǎng)景需求。

其次是在電驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多維突破方面,比如多位行業(yè)人士提到電動(dòng)化核心指標(biāo)得到了全面提升。

一是功率密度躍遷,驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率密度超7,000 W/kg,碳化硅電機(jī)控制器功率密度達(dá)45 kW/L,較2020年提升近50%。

二是關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新:扁線電機(jī)配合高效冷卻系統(tǒng),降低損耗提升可靠性;碳化硅器件與800V高壓平臺(tái)規(guī)?;瘧?yīng)用,系統(tǒng)效率突破96%(如小米V8s);功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)深度集成,保障電驅(qū)系統(tǒng)魯棒性。

另外是平臺(tái)化集成方面,乘用車機(jī)電耦合總成實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),功率密度、效率及NVH性能持續(xù)優(yōu)化。

在電驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面,驅(qū)動(dòng)電極峰值功率密度最高達(dá)到每公斤7000千瓦以上,基于碳化硅功率器件的高性能電機(jī)控制器功率密度最高達(dá)到每升45千瓦,和2020年相比提升了近50%。扁線電極高效冷卻系統(tǒng),碳化硅器件等關(guān)鍵零部件與高電壓平臺(tái)、功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全等核心技術(shù)在電驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,乘用車機(jī)電總成實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化,功率密度、效率、噪聲等關(guān)鍵性能指標(biāo)持續(xù)提升。

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最后商用車,不管是純電、混動(dòng)還是燃料電池,各條技術(shù)路線應(yīng)該說(shuō)在各自的技術(shù)創(chuàng)新上也都取得了明顯進(jìn)展。

02.

分布式電驅(qū)與集中式電驅(qū)的角力

再回顧下當(dāng)前電動(dòng)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)呈現(xiàn)兩大的技術(shù)分支:集中式驅(qū)動(dòng)和分布式驅(qū)動(dòng),這也是此次論壇干貨最多的討論。

集中式驅(qū)動(dòng)憑借差速器實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向控制,已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),成為市場(chǎng)主流方案;分布式驅(qū)動(dòng)則通過(guò)輪邊電機(jī)或輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立車輪控制,成為高端車型的技術(shù)突破方向。

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在不少解讀看來(lái),集中驅(qū)動(dòng)符合當(dāng)前主流方向,而分布式驅(qū)動(dòng)代表未來(lái)方向。

分布式驅(qū)動(dòng)有輪轂電機(jī)和輪邊電機(jī)兩種,哈爾濱理工大學(xué)蔡蔚教授解釋,輪轂電機(jī)是集成于車輪內(nèi),比如理想汽車目標(biāo)是"滑板底盤"(模塊化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)車型伸縮),但簧下質(zhì)量過(guò)大致使操控性/舒適性差,且存在機(jī)械、電氣、散熱難題。

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輪邊電機(jī)的結(jié)構(gòu)是分簧下(近輪安裝)和簧上(如雙電機(jī)集成系統(tǒng)),比如奧迪ATA250、比亞迪仰望等高端車型率先應(yīng)用,但功率大、成本高,暫未普及。

總結(jié)而言,分布式驅(qū)動(dòng)的核心瓶頸存在以下幾點(diǎn):

簧下質(zhì)量:輪轂電機(jī)加重車輪,需輕量化電機(jī)、控制器、減速器、制動(dòng)器的一體設(shè)計(jì)。

集成路徑:需與線控制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架融合為"角模塊",結(jié)合智能化(如EMB)實(shí)現(xiàn)終極形態(tài)。

商用車特殊性:重卡需"減速器+變速器"組合,僅提高電機(jī)轉(zhuǎn)速/電壓不夠(如DeepWay兩檔雙電機(jī)系統(tǒng))。

分布式驅(qū)動(dòng)的終極形態(tài)需與線控制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、懸架深度集成,形成智能化「角模塊」 ,但目前仍處于樣機(jī)驗(yàn)證階段。

而簧下質(zhì)量難題依然是輪轂電機(jī)落地的首要障礙,由于輪內(nèi)集成電機(jī)、控制器、減速器及制動(dòng)器導(dǎo)致車輪慣性增大,直接影響車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

那么如何解決?蔡蔚教授等多位演講嘉賓給出的通用解決路徑是聚焦于輕量化設(shè)計(jì)。

包括超高強(qiáng)度硅鋼片(如小米960MPa材料)、碳纖維纏繞轉(zhuǎn)子(智新科技ID5平臺(tái))、以及殼體材料創(chuàng)新(長(zhǎng)安鋁合金減重11%)。

而在商用車領(lǐng)域,特殊性還進(jìn)一步凸顯:重卡需兼顧高扭矩與寬速域,單一提高電機(jī)轉(zhuǎn)速(如DeepWay方案)效果有限,必須結(jié)合多檔變速器或電機(jī)繞組重構(gòu)技術(shù)(串并聯(lián)切換)實(shí)現(xiàn)功率分流。

當(dāng)前待解難題除了電驅(qū)技術(shù)路徑之外,高壓平臺(tái)與材料工藝挑戰(zhàn)也同樣面臨多重難題。電壓平臺(tái)升級(jí)至800V已成行業(yè)共識(shí),1200V成為下一階段目標(biāo),但依然面臨嚴(yán)峻絕緣挑戰(zhàn)。

「電壓提升導(dǎo)致漆包線絕緣層增厚(銅導(dǎo)體截面積縮減),電機(jī)效率面臨下降風(fēng)險(xiǎn)。」 多位行業(yè)人士在論壇現(xiàn)場(chǎng)總結(jié),同時(shí)他們也給出了關(guān)鍵技術(shù)突破的嘗試路徑:

繞組工藝革新:發(fā)卡式扁線繞組主導(dǎo)市場(chǎng),H-pin/X-pin縮短端部尺寸降低銅損,低溫焊接工藝替代傳統(tǒng)熔焊避免絕緣損傷;

冷卻系統(tǒng)躍遷:從水冷間接冷卻向油冷直接冷卻演進(jìn),智新科技ID5平臺(tái)采用浸沒(méi)式冷卻實(shí)現(xiàn)連續(xù)10次零百加速無(wú)衰減,峰值功率可持續(xù)30分鐘;

功率半導(dǎo)體迭代:碳化硅(SiC)器件輕載效率較IGBT高3-5個(gè)百分點(diǎn),華為控制器效率達(dá)99.85%。封裝領(lǐng)域銅燒結(jié)技術(shù)(成本僅為銀燒結(jié)1/13)成為降本關(guān)鍵,耐溫能力需從175℃向260℃突破。

而在綠色制造與低碳化上,稀土永磁電機(jī)專利技術(shù)到底能否為現(xiàn)有的稀土電機(jī)技術(shù)提供一種可行的替代方案也成近幾年行業(yè)熱議爭(zhēng)論,特斯拉曾在2023年宣稱下一代永磁電機(jī)棄用稀土,但后來(lái)得到的是多家上市公司質(zhì)疑的聲音。

圖片▲稀土永磁材料

稀土永磁材面臨的難題是供應(yīng)波動(dòng)與成本壓力。據(jù)蔡蔚教授介紹,中國(guó)消耗了全球42%的稀土永磁資源用于汽車,2011年與2022年價(jià)格峰值迫使企業(yè)尋求技術(shù)對(duì)沖,尤其是重稀土價(jià)格波動(dòng)大。

為此,蔡蔚表示,晶界擴(kuò)散技術(shù)可實(shí)現(xiàn)重稀土局部滲透,用量能減少30%。

在無(wú)稀土探索上,蔡蔚發(fā)現(xiàn),豐田電機(jī)研究方式數(shù)據(jù)顯示效率接近稀土永磁電機(jī),同時(shí)研究表明扁線繞組優(yōu)勢(shì)仍被主流認(rèn)可?!赋?jí)銅材料(電導(dǎo)率接近銀)可提升電機(jī)效率0.5%,控制器效率0.8%,中車已實(shí)現(xiàn)樣件驗(yàn)證?!?/span>

除了上述所說(shuō)的高電壓平臺(tái),高功率密度和高轉(zhuǎn)速電機(jī)等爭(zhēng)議與未解難題將論壇再次推向了高潮。

而由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖3.0》中設(shè)定的目標(biāo)是:2030年電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度達(dá)14kW/kg(較2025年翻番),2035年達(dá)16kW/kg、2040年達(dá)18kW/kg,此外控制器功率密度到2040年突破120kW/L。

想要實(shí)現(xiàn)上述路徑,則需依賴多合一集成:從三合一(電機(jī)+電控+減速器)向十二合一演進(jìn),提升空間利用率。

現(xiàn)在,華為數(shù)字能源正從三合一(電機(jī)+電控+減速器)向十二合一演進(jìn),通過(guò)集成設(shè)計(jì),讓華為多合一電驅(qū)降低線束復(fù)雜度;長(zhǎng)安汽車提出「四化」 理念(控制集中化、執(zhí)行分布化、軟件平臺(tái)化、功能原子化),讓A-ECMS算法實(shí)現(xiàn)能耗動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

此外,小米汽車科技有限公司先進(jìn)動(dòng)力部副總經(jīng)理郜業(yè)猛分享的小米V8s超級(jí)電機(jī)的最新技術(shù)指標(biāo)顯示,其功率密度達(dá)到了10.14kW/kg。

那么在部分場(chǎng)景未充分利用,高轉(zhuǎn)速必要性是不是有必要的呢?郜業(yè)猛從兩方面給出了回答。

小米超級(jí)電機(jī)“秀轉(zhuǎn)速” 你知道這有多難么?-車訊網(wǎng)

他表示,「?jìng)€(gè)人認(rèn)為轉(zhuǎn)速的提升就兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力,一個(gè)是成本,一個(gè)是性能。成本驅(qū)動(dòng)在轉(zhuǎn)速提升到一定階段的時(shí)候,一定程度的轉(zhuǎn)速提升可以利用減速器的速比,電機(jī)做小,減速器速比稍微做大一點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)小型化的經(jīng)濟(jì)收益。這是一方面?!?/span>

「另外一方面性能的追求,我們要實(shí)現(xiàn)更高的車速,在保持加速性不變的情況下實(shí)現(xiàn)更高的車速,電機(jī)的轉(zhuǎn)速肯定要做得更高。從這兩個(gè)方面來(lái)考慮。未來(lái)的電機(jī)轉(zhuǎn)速到底做到什么程度?因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)速提升的過(guò)程中,也會(huì)帶來(lái)一些損耗的增加,損耗的增加就會(huì)帶來(lái)電池成本的增加,當(dāng)電池成本的增加跟我們節(jié)約的通過(guò)電池的磁鋼節(jié)約的成本差不多的時(shí)候,就已經(jīng)達(dá)到平衡點(diǎn)了,具體這個(gè)平衡點(diǎn)是多少,每家都有不同的認(rèn)知,因?yàn)槊考覍?duì)效率的控制有不同的水平,電機(jī)的轉(zhuǎn)速肯定不會(huì)無(wú)限制地提升下去,如果要實(shí)現(xiàn)更高的車速,要做到350公里或者更高的功率,確實(shí)要犧牲一部分效率,犧牲一部分成本把轉(zhuǎn)速做得更高。」

在行業(yè)集體向27000-35000轉(zhuǎn)發(fā)展時(shí),多位行業(yè)人士指出,通過(guò)碳纖維纏繞/超高強(qiáng)度硅鋼來(lái)解決轉(zhuǎn)子應(yīng)力問(wèn)題。



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