2024年3月10日，在新能源汽車創新技術論壇暨第十二屆汽車與環境系列論壇上，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研究中心常務副主任徐向陽在會上投擲了幾個問題：歐美電動化步伐放緩，中國電動化加速進入價格戰淘汰賽，國外放緩，國內加速，新能源汽車技術路線如何發展？電動化大趨勢下，燃油車是否該放棄了？混合動力該如何發展？
徐教授認為，能源安全、資源安全、雙碳目標、國際化和國內龐大的市場規模等綜合決定：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，發動機技術需持續創新。
各種混動技術路線各有優缺點，混動技術多樣化是發展趨勢，沒有最好的技術路線和產品，只有最適合企業優勢和車型的技術路線。企業針對不同目標客戶群體和不同產品定位，需要有不同的混動技術路線組合，模組化、平台化開發是關鍵。
混合動力變速器技術和產品，國內已實作從跟隨到引領。混動是增量市場，盡管競爭開始日趨激烈，但由於自主產品和市場形成只是近幾年的事情，因此，對混動產品企業而言，市場機會仍然很大，成本和效能競爭是未來競爭的關鍵。
混動構型創新、電機電控電傳關鍵零部件持續最佳化、基於智能網聯的混動智能能量管理策略是混動動力持續發展競爭的關鍵。電動和低碳化背景下，混動長期看好，是企業的核心競爭力。
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研究中心常務副主任
以下為演講內容整理：
當前，歐美電動化步伐放緩，中國電動化加速進入價格戰淘汰賽。在此背景下，我們需要尋找新能源汽車技術新路線。
電動化大趨勢下，燃油車是否該放棄了？
汽車發展歷經了三個階段，分別是蒸汽機時代、電動車時代、內燃機時代。實際上，電動車出現比內燃車還早五年。1910年，內燃車進入快速發展軌域，逐漸取代電動車的地位，而今電動車又重新成為主要發展方向。
圖源：演講嘉賓素材
1900年，費迪南-保時捷發明了世界上第一輛混合動力汽車，根據當前的定義即增程式、且是輪轂電機分布式電驅車輛，用發動機給帶動發電機發電，發電後再讓輪轂電機電驅動。1997年，豐田汽車公司發明了世界上第一輛功率分流混合動力汽車，此後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的新發展趨勢。在此背景下，出現了關於是否應該放棄燃油車的問題。回顧歷史，美國汽車的發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型車後，內燃車購車成本大幅降低，價格上存在優勢；二是石油價格大振幅降低，油車用車成本降低；三是內燃車續航裏程大振幅增長，沒有當時電車所存在的裏程焦慮問題；四是加油站等基礎設施日益完善，內燃車加油續航便捷。
由此可見，當前環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，但裏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，油車和電車是需要並存的。
從市場規模看，燃油車仍舊占據很大份額。2023年，中國汽車產銷量分別為3016.1萬輛和3009.4萬輛，新能源產銷分別為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。盡管電動化發展很快，但帶燃油發動機的汽車（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60%，混動仍然占據一定市場份額，燃油車約25%，帶內燃機的汽車比例占比70%左右。在此情況下，內燃機作為HEV和PHEV的核心總成，內燃機仍然占據很重要的地位。
另外，未來幾年帶燃油發動機的汽車仍然是傳統造車勢力銷量的主要來源，燃油車以及整個產業鏈的優勢應當繼續保持，不應輕易放棄燃油車。
當前，國內自主品牌以及在中國的合資汽車企業都面臨海外出口的問題，如何實作國際化成為一大關鍵。要實作國際化，必然要滿足國際市場的多元化需求。
2023年，中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電動車對燃油車市場侵蝕的73%。考慮到海外市場需求結構，未來中國汽車出口繼續增加，燃油車出口增量會很大程度上抵消EV對國內市場燃油車銷量的侵蝕。
此外，目前中國存在能源安全和資源安全的雙重問題。中國發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。
圖源：演講嘉賓素材
節能減排層面，當前火電仍舊是主要電力。盡管BEV的排放比內燃車低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仍舊是有效的節能技術，提高發動機的熱效率是改善混合動力系統的重要途徑。
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、氨等低碳和零碳發動機技術的突破，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。內燃機熱效率需要持續最佳化，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動機的節能關鍵技術，混合動力（HEV/PHEV）與純電動會長期戰略並存。
電動化大趨勢下，混合動力該如何發展？
基於多元化動力的需求，我們需要發展混和動力。回顧混合動力的發展歷程，從1900年至今，混合動力形成了串聯、並聯和混聯三種技術路線，混聯還可以分為串並聯和功率分流。不同的混動技術路線都有其優缺點，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路線的動力性、經濟性和成本進行了評估，評估過程中透過參數遍歷消除不同參數對效能評估的影響，同時采用全域最優能量管理策略消除不同能量策略對效能評估的影響。
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，發現串並聯混動系統的燃油經濟性明顯優於串聯混動系統（增程）。其次，在功率需求較大的高速駕駛工況下，串並聯混動系統比串聯（增程）的節油潛力更顯著。A級車在城市工況內，串並聯混動系統與串聯混動系統的燃油消耗差異最小，但對於B級以上車型，在高速工況執行，串並聯混動系統與串聯混動系統的燃油消耗差異明顯增大。
圖源：演講嘉賓素材
為解決串聯高速和大車型上能耗高的問題，我們可以透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。
從燃油經濟性和碳排放角度看，串聯混動更適合小型汽車、以城市短途行駛為主要套用場景的PHEV車型、經常需要長途行駛但有裏程焦慮問題的場景。
串並聯混動有不同的擋位，擋位數量不同動力性和經濟性表現也不同。綜合來看，串並聯3DHT優於2DHT優於1DHT。我們發現，增加發動機的擋位給節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，但系統會增加復雜度。此外，電機擋位數的增加對燃油經濟性有所改善，但不如增加發動機的擋位數量對經濟性的改善明顯。
圖源：演講嘉賓素材
我們發現P2類別的混動系統構型從六擋增加到七擋或八擋後，所帶來的燃油改善十分有限。此外，功率分流的模式越多，其動力性和經濟性越好。經過研究，我們進行了綜合排序，總體來看多擋位的串並聯構型最優，其次是雙模功率分流，然後是P2構型、不增設擋位的串並聯、單模功率分流、單擋串並聯，串聯構型最差。
當前國內的自主混動技術路線主要是做串並聯和多擋化構型，串聯的代表有日產的e-Power、國內的理想等車型。從2023年開始，國內有大量串聯技術路線車型進入市場。並聯路線中，歐洲比較推崇多擋位P2的並聯，主要是用於滿足高速行駛的需求。串並聯則是目前國內最主要的技術路線。功率分流層面，豐田是最具代表性的產品，其四代為了改善動力性、動力性，在功率分流基礎上加了2AT和4AT。
從技術發展的角度看，構型創新中串並聯構型中多擋化，可獲得更好的動力性和經濟性；可以考慮類似長城Hi4混動構型創新的思路，透過把串並聯構型中的兩個電機分解成前橋P1，後橋P4，實作電機串並聯四驅的混合動力系統，使混動系統有更好的動力性以及更好的NVH表現和駕車體驗。從產品開發角度看，我們需要進一步最佳化電機、電控、機電耦合核心零部件技術的效率，提高其整合度，使設計開發做得更高效、更整合、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最佳化。
當構型創新達到一定程度後，要進一步最佳化混動系統，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。針對智能網聯技術的發展，如何將資訊融入能量管理策略中是企業在混動競爭中的關鍵要素。
混動技術和電動化要想持續最佳化，就需要有不同的技術路線，有適配不同場景的產品。企業要結合產品的定義和需求選擇最合適的路線，只有這樣才能使產品更具競爭力。
（以上內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研究中心常務副主任徐向陽於2024年3月10日在新能源汽車創新技術論壇暨第十二屆汽車與環境系列論壇發表的【新能源技術路線再思考——燃油與電動的關系】主題演講。）
