汽车产业全面转型电动化，动力总成如何破局前行？

随着《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》(以下简称2.0版技术路线图)的正式发布，中国汽车工业开启了全面转型和电动化之路。技术路线图2.0版指出，到2035年，我国节能汽车和新能源汽车年销量各占一半，传统能源动力乘用车全部转换为混合动力，实现汽车产业全面电气化转型。在全面转型和电动化的路径下，中国汽车动力总成行业无疑面临着诸多挑战。从上来看，由于安全、续航、成本、寿命、基础设施等多重瓶颈，纯电动汽车真正普及还需要一段时间。同时，面对未来越来越严格的排放标准和双积分压力，单纯提高汽油机热效率仍然难以达标。那么，如何实现我国汽车动力总成的电气化改造呢？应该采用什么样的技术路线来满足市场需求？电气化改造过程中会面临哪些问题和挑战？12月3-4日，在加斯帕主办的“2020中国汽车动力总成电气化国际峰会”上，行业领袖、企业大咖、资深专家围绕上述话题进行了深入的分析和探讨。

据了解，随着汽车节能技术的不断提升，我国乘用车新车平均油耗持续下降，已接近2020年百公里5L的目标值。目前，高压缩比(12-13)+米勒循环+变排量附件+低摩擦技术等先进节能技术得到广泛应用，汽油机热效率逐渐接近40%的国际先进水平；自动挡占比达到70%以上，7DCT和8AT已经量产。CVT方面，CVT180和CVT250已经量产。但面对未来越来越严格的排放标准，单纯提高汽油机的热效率仍然难以达标。国家新能源汽车创新项目专家组组长王炳刚在接受盖世汽车采访时表示，鉴于中国国情，多元化的汽车技术和能源类型更适合，在发展汽车电动化的同时，要注重对传统汽车的改造。因此，专家组一致认为，未来15年，中国传统汽车应全面向混合动力汽车转型。峰会期间，作为汽车企业代表，东风汽车技术中心新能源动力总成总工程师张国光表示，东风汽车的节能技术路径主要围绕“新四化”技术，包括电动化、智能化、网联化、轻量化，其中智能化的范围大于电动化。电动化主要讲动力，包括纯电动、混合动力、氢燃料电池等。智能化重在使用，是除了电源之外的电子配件的管理。“从车厂的角度来说，我们一直认为电气化是最基本的出发点。我们刚开始做微混，后来做轻混。我们发现油耗极限和实际情况差距太大，仅靠这些手段不足以应对未来的挑战。所以一定要做混动，插电混动，纯电。技术路线并存，不会是一条路线到底。”在张国光看来，2.0版本的技术路线图中提到的2035年的愿景，从目前的情况来看是可行的方案，就看如何打开消费市场，如何做产业链了。

全新路虎发现运动版P300e(信息来源:奇瑞捷豹路虎)奇瑞捷豹路虎产品开发部动力总成与新能源部高级经理蒋恒飞表示，作为一名传统动力总成的工程师，他一直在努力寻找动力总成动力性、燃油经济性和排放之间的平衡。据介绍，为了开发更适合中国市场和用户需求的车型，奇瑞捷豹路虎制定了动力总成电动化发展战略，也称为xEV战略，即涵盖12V、48V启停系统、300V以上插电式混合动力系统和纯电动汽车的电动化动力系统。产品方面，捷豹路虎集团将从2020年起实现全系车型100%电动化。一汽新能源电驱动发展总监王思博也介绍了红旗电气化的相关技术规划。在他看来，新能源电驱动系统未来将向集成化、高速化、高压化方向发展。红旗的电驱动系统也将向三合一方向集成，后续的轮毂电机将以驱动功能为载体集成，进而向高电压、高速度、低噪音方向发展。在混合动力技术路线中，主要有横向双电机和纵向单电机两种方式。纵向以发动机驱动为主，电机为辅，兼顾动力性和经济性。在车辆需求配置层面，会有三电机后驱矢量控制的高性能跑车，前驱的技术路线也会打造专属的单电机或双电机两档平台，在轮毂电机方面会有持续的技术铺垫。动力总成电动化更高效的关键技术从上述动力总成电动化的发展路径可以发现，每个汽车企业对其下一代驱动系统的规划都不尽相同，零部件相似，差异也很多，这与企业自身的定位、背景和未来发展规划有关。但动力总成电动化过程中呈现的多样化技术路线和能源类型，势必对相关供应商提出新的需求和挑战。在这方面，博格华纳中国总部前期工程总工程师龚rters坦言，“很难概括多样化的下一代驱动系统产品，所以暂时只能用一个黑匣子来表示，就像做数学题一样，把自己不知道的东西抽象出来，比如通过必要的基本元素来分析下一代驱动系统。”在他看来，未来的驱动系统应该具备扭矩、气压、热量、软件、集成等基本要素，因为无论什么样的驱动系统，最终都要处理扭矩问题；同时，下一代驱动系统不仅限于纯电动汽车，还涉及内燃机，所以如何处理气压也是非常重要的基础要素。“如果一个供应商能真正为上述要素的所有功能提供一个好的解决方案，那么他就能真正更高效地实现下一代驱动系统，而这样的供应商必须拥有全面的产品组合，对每一个产品都有深刻的理解，并且有灵活的服务和可靠的交付。只有整套完成，才能真正满足或实现下一代驱动系统，而博格华纳具备这样的综合能力。”龚对说:

博格华纳电气化产品解决方案(图片来源:博格华纳)据了解，通过收购德尔福技术，博格华纳一方面巩固了其在混合动力和电驱动系统领域的业务优势，另一方面提升了其在汽车电子和电力电子领域的业务规模、技术、人才和系统能力，更重要的是提升了其作为驱动系统供应商面向未来的下一代动力总成的能力。作为动力总成电气化全方位解决方案的提供商，SAIC变速器开发出了高速、深度的一体化桥梁。据上海汽车变速器有限公司前瞻技术总监卢继波介绍，这是一款三合一驱动桥，实现了高速、高速永磁同步电机与高性能控制器MCU的深度集成。驱动电机最高转速可达16000转/分；；减速器是根据德国大众MEB公司的要求设计开发的。峰值功率可达165KW，峰值扭矩300Nm，轮端扭矩达到3900Nm。同时驱动电机分为高功率和低功率两个不同版本，减速器可以使用不同的速比，可以用在SUV、轿车等各种车型上。华为技术有限公司数字能源产品线车载电源领域副总裁鹏鹏就下一代电驱动电力电子架构提出了自己的思考。“只有自主掌握核心技术，才能在下一个世纪占得先机。华为希望通过下一代电驱动电力电子架构等技术的研发，引领未来整个行业趋势，最终将数字世界带到每一辆汽车上。”今年9月，在北京车展期间，华为推出了一体化电驱动系统DriveONE，这是业界首个超融合电源和解决方案，可以提供开放平台和跨代技术，帮助车企打造好车。据介绍，“O”是一个开放平台，包括软件平台AutoSar架构、硬件平台CCA架构和数字开发平台PDDP；；“N”代表新一代，包括第一代多分量方案、第二代融合方案和第三代动态域方案；“E”是卓越体验，致力于极简主义、安全可靠、AI云智能的融合。

华为DriveONE(来源:华为)其实“一”还有另外一层意思，就是产品的集成度极小。“动力域高度集中，会让车辆布局的演进更简单；融合架构下创新的功能安全设计，可以使从组件到系统的集成更完整、更安全；从单机模拟到场景验证都更加智能和安全。”鹏鹏说。动力总成电动化的潜在市场前景在技术路线图2.0版本的指引下，汽车厂商和零部件供应商转电动化的决心可见一斑。对于动力总成来说，虽然电动化的道路上会有很多挑战，但是这个发展潜力巨大的市场还是值得大家向往的。盖世汽车研究所所长颜路指出，从2018年到2020年，中国整个乘用车市场经历了近两年的衰退，但电动乘用车的销量一直在增长。“从拆分新能源汽车和混合动力汽车来看，虽然今年前几个月新能源汽车市场出现了一定的下滑，但目前来看，还是处于比较好的增长态势；近几年的混动车增速基本都在50%以上，前几年甚至在100%以上。如果没有政策鼓励，混合动力汽车很难保持这样的高速发展。“最新销售数据显示，2020年10月，新能源乘用车批发销量突破14.4万辆，同比增长119.8%，环比增长15.9%。随着新能源汽车市场升温趋势明显，整个乘用车市场开始复苏。”我们已经查看了整个保险数据和终端销售。7月份以来，整个市场的增速都在100%以上，反映出新能源市场带动了整体销量的增长。“此外，在市场渗透率方面，颜路表示，目前电气化渗透率已经达到9%左右，整体渗透率有望超过9.5%。长期坚持混合动力系统研发的国家新能源汽车技术创新中心段志辉仍然表达了对混合动力市场的乐观看法。”随着2.0版本技术路线图的发布，我们预计混合动力在短期内会有很大的发展。到2025年，混合动力汽车将占燃油汽车的20%。这个市场空间很大。国内企业应选择正确的混合动力技术路线，迎头赶上。“据了解，目前国内外混合动力系统有90多种，其中主流的有功率分流、串并联和P2或P2.5这三种技术各有优缺点。”企业在大力发展混合动力技术的时候，不要被一个错误的观念误导，选择了一条不好的路线。”段志辉大声叫着。对于混合动力技术路线的选择，颜路表示，“首先要考虑市场集中度、产品成本、政策可能发生的变化，以及产业链的成熟度。最后，最重要的是整合企业自身的资源禀赋。不要盲目发展。“随着《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》(以下简称2.0版技术路线图)的正式发布，中国汽车工业开启了全面转型和电动化之路。技术路线图2.0版指出，到2035年，我国节能汽车和新能源汽车年销量各占一半，传统能源动力乘用车全部转换为混合动力，实现汽车产业全面电气化转型。在全面转型和电动化的路径下，中国汽车动力总成行业无疑面临着诸多挑战。从上来看，由于安全、续航、成本、寿命、基础设施等多重瓶颈，纯电动汽车真正普及还需要一段时间。同时，面对未来越来越严格的排放标准和双积分压力，单纯提高汽油机热效率仍然难以达标。那么，如何实现我国汽车动力总成的电气化改造呢？应该采用什么样的技术路线来满足市场需求？电气化改造过程中会面临哪些问题和挑战？12月3-4日，在加斯帕主办的“2020中国汽车动力总成电气化国际峰会”上，行业领袖、企业大咖、资深专家围绕上述话题进行了深入的分析和探讨。

据了解，随着汽车节能技术的不断提升，我国乘用车新车平均油耗持续下降，已接近2020年百公里5L的目标值。目前，高压缩比(12-13)+米勒循环+变排量附件+低摩擦技术等先进节能技术得到广泛应用，汽油机热效率逐渐接近40%的国际先进水平；自动挡占比达到70%以上，7DCT和8AT已经量产。CVT方面，CVT180和CVT250已经量产。但面对未来越来越严格的排放标准，单纯提高汽油机的热效率仍然难以达标。国家新能源汽车创新项目专家组组长王炳刚在接受盖世汽车采访时表示，鉴于中国国情，多元化的汽车技术和能源类型更适合，在发展汽车电动化的同时，要注重对传统汽车的改造。因此，专家组一致认为，未来15年，中国传统汽车应全面向混合动力汽车转型。峰会期间，作为汽车企业代表，东风汽车技术中心新能源动力总成总工程师张国光表示，东风汽车的节能技术路径主要围绕“新四化”技术，包括电动化、智能化、网联化、轻量化，其中智能化的范围大于电动化。电动化主要讲动力，包括纯电动、混合动力、氢燃料电池等。智能化重在使用，是除了电源之外的电子配件的管理。“从车厂的角度来说，我们一直认为电气化是最基本的出发点。我们刚开始做微混，后来做轻混。我们发现油耗极限和实际情况差距太大，仅靠这些手段不足以应对未来的挑战。所以一定要做混动，插电混动，纯电。技术路线并存，不会是一条路线到底。”在张国光看来，2.0版本的技术路线图中提到的2035年的愿景，从目前的情况来看是可行的方案，就看如何打开消费市场，如何做产业链了。

全新路虎发现运动版P300e(信息来源:奇瑞捷豹路虎)奇瑞捷豹路虎产品开发部动力总成与新能源部高级经理蒋恒飞表示，作为一名传统动力总成的工程师，他一直在努力寻找动力总成动力性、燃油经济性和排放之间的平衡。据介绍，为了开发更适合中国市场和用户需求的车型，奇瑞捷豹路虎制定了动力总成电动化发展战略，也称为xEV战略，即涵盖12V、48V启停系统、300V以上插电式混合动力系统和纯电动汽车的电动化动力系统。产品方面，捷豹路虎集团将从2020年起实现全系车型100%电动化。一汽新能源电驱动发展总监王思博也介绍了红旗电气化的相关技术规划。在他看来，新能源电驱动系统未来将向集成化、高速化、高压化方向发展。红旗的电驱动系统也将向三合一方向集成，后续的轮毂电机将以驱动功能为载体集成，进而向高电压、高速度、低噪音方向发展。在混合动力技术路线中，主要有横向双电机和纵向单电机两种方式。纵向以发动机驱动为主，电机为辅，兼顾动力性和经济性。在车辆需求配置层面，会有三电机后驱矢量控制的高性能跑车，前驱的技术路线也会打造专属的单电机或双电机两档平台，在轮毂电机方面会有持续的技术铺垫。动力总成电动化更高效的关键技术从上述动力总成电动化的发展路径可以发现，每个汽车企业对其下一代驱动系统的规划都不尽相同，零部件相似，差异也很多，这与企业自身的定位、背景和未来发展规划有关。但动力总成电动化过程中呈现的多样化技术路线和能源类型，势必对相关供应商提出新的需求和挑战。在这方面，博格华纳中国总部前期工程总工程师龚rters坦言，“很难概括多样化的下一代驱动系统产品，所以暂时只能用一个黑匣子来表示，就像做数学题一样，把自己不知道的东西抽象出来，比如通过必要的基本元素来分析下一代驱动系统。”在他看来，未来的驱动系统应该具备扭矩、气压、热量、软件、集成等基本要素，因为无论什么样的驱动系统，最终都要处理扭矩问题；同时，下一代驱动系统不仅限于纯电动汽车，还涉及内燃机，所以如何处理气压也是非常重要的基础要素。“如果一个供应商能真正为上述要素的所有功能提供一个好的解决方案，那么他就能真正更高效地实现下一代驱动系统，而这样的供应商必须拥有全面的产品组合，对每一个产品都有深刻的理解，并且有灵活的服务和可靠的交付。只有整套完成，才能真正满足或实现下一代驱动系统，而博格华纳具备这样的综合能力。”龚对说:

博格华纳电气化产品解决方案(图片来源:博格华纳)据了解，通过收购德尔福技术，博格华纳一方面巩固了其在混合动力和电驱动系统领域的业务优势，另一方面提升了其在汽车电子和电力电子领域的业务规模、技术、人才和系统能力，更重要的是提升了其作为驱动系统供应商面向未来的下一代动力总成的能力。作为动力总成电气化全方位解决方案的提供商，SAIC变速器开发出了高速、深度的一体化桥梁。据上海汽车变速器有限公司前瞻技术总监卢继波介绍，这是一款三合一驱动桥，实现了高速、高速永磁同步电机与高性能控制器MCU的深度集成。驱动电机最高转速可达16000转/分；；减速器是根据德国大众MEB公司的要求设计开发的。峰值功率可达165KW，峰值扭矩300Nm，轮端扭矩达到3900Nm。同时驱动电机分为高功率和低功率两个不同版本，减速器可以使用不同的速比，可以用在SUV、轿车等各种车型上。华为技术有限公司数字能源产品线车载电源领域副总裁鹏鹏就下一代电驱动电力电子架构提出了自己的思考。“只有自主掌握核心技术，才能在下一个世纪占得先机。华为希望通过下一代电驱动电力电子架构等技术的研发，引领未来整个行业趋势，最终将数字世界带到每一辆汽车上。”今年9月，在北京车展期间，华为推出了一体化电驱动系统DriveONE，这是业界首个超融合电源和解决方案，可以提供开放平台和跨代技术，帮助车企打造好车。据介绍，“O”是一个开放平台，包括软件平台AutoSar架构、硬件平台CCA架构和数字开发平台PDDP；；“N”代表新一代，包括第一代多分量方案、第二代融合方案和第三代动态域方案；“E”是卓越体验，致力于极简主义、安全可靠、AI云智能的融合。

华为DriveONE(来源:华为)其实“一”还有另外一层意思，就是产品的集成度极小。“动力域高度集中，会让车辆布局的演进更简单；融合架构下创新的功能安全设计，可以使从组件到系统的集成更完整、更安全；从单机模拟到场景验证都更加智能和安全。”鹏鹏说。动力总成电动化的潜在市场前景在技术路线图2.0版本的指引下，汽车厂商和零部件供应商转电动化的决心可见一斑。对于动力总成来说，虽然电动化的道路上会有很多挑战，但是这个发展潜力巨大的市场还是值得大家向往的。盖世汽车研究所所长颜路指出，从2018年到2020年，中国整个乘用车市场经历了近两年的衰退，但电动乘用车的销量一直在增长。“从拆分新能源汽车和混合动力汽车来看，虽然今年前几个月新能源汽车市场出现了一定的下滑，但目前来看，还是处于比较好的增长态势；近几年的混动车增速基本都在50%以上，前几年甚至在100%以上。没有政策鼓励，混合动力汽车很难保持这样的高速发展。”最新销售数据显示，2020年10月，新能源乘用车批发销量突破14.4万辆，同比增长119.8%，环比增长15.9%。随着新能源汽车市场升温趋势明显，整个乘用车市场开始复苏。“我们研究了整个保险数据和终端销售。7月份以来，整个市场的增速都在100%以上，这反映出新能源市场带动了整体销量的增长。”此外，在市场渗透率方面，颜路表示，目前电气化渗透率已经达到9%左右，整体渗透率有望超过9.5%。长期坚持混合动力系统研发的国家新能源汽车技术创新中心段志辉仍然表达了对混合动力市场的乐观看法。“随着2.0版本技术路线图的发布，我们预计混合动力将在短期内获得巨大发展。到2025年，混合动力汽车将占燃油汽车的20%。这个市场空间很大。国内企业要选择正确的混合动力技术路线，迎头赶上。”据了解，目前国内外混合动力系统有90多种，其中主流的有功率分流、串并联和P2或P2.5这三种技术各有优缺点。“企业在大力发展混合动力技术的时候，不要被一个错误的观念误导，选择了一条不好的路线。”段志辉呼吁。对于混合动力技术路线的选择，颜路表示，“首先要考虑市场集中度、产品成本、政策可能发生的变化，以及产业链的成熟度。最后，最重要的是整合企业自身的资源禀赋。不要盲目发展。”

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