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纯电、混动、氢燃料,哪种技术路线能称霸新能源的“春秋战国”

汽车白皮书 1353浏览 2022-12-08 IP属地: 北京

时间过得真快,眨眼间2022年也接近尾声了。

回看这一年的汽车市场,跌宕起伏或许是最好的形容了。疫情、缺芯、油价波动,都在影响着车市的走向。悄然间,汽车产业似乎在这一年里又开启了新一轮的更迭。新能源车型销量的持续走高、混动车型的火热,以及氢能源的逐渐崛起、燃油车的“暮年”荣光,如今的汽车市场像极了两千多年前那个百家争鸣、人才辈出、学术风气活跃的春秋战国时代。

随着距离各家车企宣布停售/停产燃油车节点的临近,都有谁能成为新能源这条赛道中“春秋五霸”?又是谁有机会登上一统“战国”的宝座?

纯电、混动、氢燃料,哪种技术路线能称霸新能源的“春秋战国”

燃油车的“暮年”,会和周天子命运相同吗?

西周时期,周天子保持着天下共主的威权。平王东迁以后,东周开始,周室开始衰微,只保有天下共主的名义,而无实际的控制能力。

但显然,燃油车的影响力还远远不至于与末期的周天子相比较。拥有先进的发动机核心技术,仍然是多数车企安身立命的根基。不过,十年以后呢?

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虽然市场的大部分销量仍然掌握在燃油车手中,但新能源是汽车行业发展的大趋势已经是不争的事实。留给内燃机的发展空间已经变得非常狭窄,多数消费者早已不在意一台发动机的性能如何,他们更关心的是这台发动机到底省不省油。

在“碳达峰,碳中和”的大背景下,传统车企普遍根据市场需求的变化,开始有意减少燃油车占比。从多家车企发布的2025年销量目标来看,新能源汽车占比超过20%已经是普遍情况,更有车企甚至定下了新能源销量达到70%以上的目标。

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虽然很多人说,内燃机的轰鸣是属于男人独有的浪漫,但时代的变化已经注定了燃油车的宿命。看着“诸侯群雄纷争”的新能源车企,燃油车应该也感受到了当年周天子的悲凉。

电池技术“争鸣”,纯电动会是首个霸主?

提到新能源,很多人首先想到的都是电动汽车。经过多年的发展,电动汽车已经成为新能源汽车领域最为主流的动力形式。2021年,整个乘用车市场中,纯电动车的份额达到了12.73%。

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其实几年前,纯电动车的市场认可度并不算高。彼时的纯电动车更像是一个还在试验阶段的半成品,行驶质感差、充电难、续航里程短、电池衰减快。不过随着动力电池的进步,很多问题都在逐渐得到解决。另外,各家车企也都对动力电池技术格外看重。

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其中最著名的,无疑是比亚迪的刀片电池了。通过扁平化的电芯设计,有效提升了能量密度,拥有更长的续航,同时也保留了磷酸铁锂电池寿命长、安全性高的特点。后来的成绩我们也看到了,比亚迪在今年连续霸榜新能源销量榜首,同时刀片电池还出现在了丰田的最新车型上。特斯拉、小米也与刀片电池传出了“绯闻”。

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当然,在动力电池行业还有一个绕不过去的名字:宁德时代。作为行业龙头,宁德时代的业绩无需多言。并且随着麒麟电池的发布,未来很长一段时间里宁德时代仍将会是最赚钱的企业之一。

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之所以在纯电动技术路线中,先提及动力电池,根本原因在于动力电池对于纯电动车型的使用体验影响极大。最直观地表现在续航里程,以往200-300km的续航,对于多数人来说完全不够用,但如今500+、600+甚至700+续航里程已经十分常见,再搭配丰富全面的智能驾驶辅助系统,用车体验有了极大提升。

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但纯电动车型的发展瓶颈也十分明显,即便如今续航里程已经不再是问题,但补能速度依然让很多消费者望而却步。燃油车加满一箱油,只需要几分钟时间,而纯电动车型却至少需要半个小时,一旦遇到出行高峰,续航焦虑依旧会困扰着纯电动车主。

而相比纯电动车型,混动车型反而更有可能替代纯燃油车型。

插混和增程,到底谁更先进?

混动车型是介于燃油车和纯电动车型之间的一个品类,这些车型既能纯电行驶,也能混动工作,同时也能在没电时使用发动机提供动力。

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而在混动领域,插电混动和增程式混动之间也有着较为激烈的竞争。前段时间魏牌CEO李瑞峰与“大嘴”余承东之间的隔空对战,就是两种技术流派之间的争论。

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提到插电混动,又不得不提到比亚迪了。DM-i超级混动以及后来更注重性能的DM-p,将消费者当下最为迫切的购车需求分析得十分到位。不论你是注重燃油经济性还是侧重性能,比亚迪的混动系统都能满足,同时,可油、可电、可混动的特点,以及能上新能源牌照的优势,让这一系列的车型出现了一车难求的盛况。

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除了比亚迪,各家自主品牌也纷纷拿出了自家的混动技术,但归根结底还是走的DHT路线。其本质是通过两个同桥电机,与混动专用发动机高度集成化耦合,可以实现纯电、串联混动、并联混动、发动机直驱这4种对应不同速域和工况的行驶模式。比如长城的柠檬DHT、吉利雷神Hi·X、奇瑞鲲鹏DHT以及比亚迪DM-i,都是走的DHT路线。

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而另一边,采用增程式混动的车型则与这些DHT路线的插电混动产品有着明显差别,这些车型的汽油发动机只负责发电,不参与驱动车轮。这种技术路线的优势在于,其研发技术难度低,可快速实现量产装车。所以我们能看到,主推增程式混动系统的车企,几乎都是新成立的品牌,比如岚图、理想等。但增程式混动的问题也很明显,那就是在高速行驶时的能耗表现非常一般,尤其在电池电量较低的情况下,由于发动机不直接驱动车轮,会造成能耗、功率的浪费,整车油耗可能并没有比燃油车低多少。

关于插混和增程谁更先进的争论,其实很难找到标准答案。但从一些新品牌开始从增程转向插混系统的做法来看,显然后者会更受青睐。

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看起来混动车型相比纯电动车型的适用范围更广,但行业内普遍认为,混动车型只是燃油向新能源转型过程中的过渡技术,并不是最终方向。而混动车型似乎也正在被“开除”新能源阵营,比如上海就发布了《上海市鼓励购买和使用新能源汽车实施办法》,从2023年1月1日开始,插电式混动和增程式混动车型将不能享受绿牌所带来的一系列福利,待遇与传统燃油车相同。但从全国范围来讲,混动依然是当下适合绝大多数消费者的选择。

不论是纯电动还是混动,似乎都没有离开对于电能的依赖。有人也在思考,电能作为新能源车型的主要动力来源,真的完美吗?

氢能会是后起之秀?

其实新能源从来都不仅限于电能,毕竟在电能的供给过程中,同样会出现一些“不清洁”的环节。如果仅从理化角度分析,氢能才是清洁、高效且可持续的能源。

早在20世纪50年代,氢能就已经被作为内燃机领域燃料进行研究。时至今日,氢能源在汽车行业中的应用主要被分为两个方向,一个是氢内燃机,另一个则是氢燃料电池。

先来说说氢内燃机,我们都知道氢是一种极易燃烧的气体,空燃比最高能达到180:1,要知道以高空燃比著称的马自达Skyactiv-X发动机也不过只有37:1。但高空燃比也是一把双刃剑,虽然能减少燃料的使用,但发动机缺缸、动力不足等问题也会随之而来。

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此外,氢内燃机的原理是依靠氢氧燃烧提供动力,理论上只会排放出水。但空气中含量最多的是氮元素,在高温燃烧时会产生有毒性的氮氧化合物,很难实现完美的清洁效果。所以渐渐地,车企转向了氢燃料电池技术。

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氢燃料电池的工作原理是离子质子分离然后再与氧气结合,整个过程中的排放物只有水。同时,氢燃料电池车的工作原理与增程式混动车相似,氢燃料主要作用就是发电。这样一来,补能速度相比纯电动车型会得到显著提升,加氢的时间基本与燃油车无异。

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不过问题就出在加氢这一环节上,如果你打开各种充电App,会发现充电桩早已遍布大街小巷,但要说起加氢站,你可能真的不知道去哪里找。造成这一问题的原因在于,氢燃料本身有着较高的复杂性及危险性,制氢、储氢、运氢都需要较高的成本,这就导致加氢站的建设难度远高于充电站。虽然氢能源有着更明显的理论优势,但从目前的配套设施建设和技术难度来看,想要进一步普及还有很长一段路要走。

白皮书总结

从市场格局来看,目前国内新能源汽车的主流发展路线基本集中在纯电动和混合动力,同时以氢能源为代表的燃料电池技术也正在逐渐兴起。但目前各个技术路线的发展并不均衡,也都面临着各自的问题。比如纯电的续航里程、充电问题,插电混动的部分地区限制性政策问题,燃料电池技术不成熟、成本过高的问题。

但就像春秋战国时期的诸子百家一样,只有相互竞争才能实现共同发展。在新能源汽车领域同样如此,在2020年底国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》中,明确了以纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术为“三横”,并在充换电、加氢站等方面的规划布局,鼓励多种技术路线的并行发展。

你觉得未来哪一种技术能够抢占最多的市场份额?谁能成为那个横扫“六国”的新能源最优解?欢迎给我们留言讨论!

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行业资讯 新能源
 
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