不充电也很省油 PHEV车型为何成了终极车型

2022-04-18 13:35:28

日,记者在走访市场时发现,当前很多消费者对插电式混合动力(以下简称“PHEV”)车型非常感兴趣,这种车型的销量也随之快速增长。有消费者表示,PHEV车型免税还不必充电,在运行中也比较省油,恰恰是当前油价飞涨时的最佳选择。有消费者表示,PHEV车型不充电也很省油,是终极车型,这种带有偏差的错误理解,与实际使用中的表现相去甚远,让消费者更到困惑。

例如,当车辆电池低电量时,寒冷天气车辆启动时发动机出现抖动现象,经过4S店维修后消费者发现发动机提前启动。在实际使用中,有些消费者把PHEV车型当成纯电动汽车使用,他们担心PHEV车型的电池寿命与纯电动汽车相当,因为携带电量少,频繁充放电必然会缩短电池寿命,可能会导致电池与整车寿命不同步。同样在实际使用中,很多消费者并不充电,长期馈电运行,消费者反映PHEV车型的节能效果比较有限。最后,有业内人士指出,当前诸如多挡位DHT变速器或系统的PHEV动力总成,相对于内燃机系统和纯电动系统都过于复杂,这与动力系统简单化、直接化的发展趋势相悖,可能给未来维修保养带来不便。

围绕这些问题,本报记者邀请业内资深专家和企业参与讨论,帮助更多消费者了解和掌握PHEV车型的特,同时也警惕对这种车型的过高期待会扼杀PHEV车型的可能。

PHEV系统更考验设计能力

纬湃科技新能源科技事业部亚太区研发总监李智文介绍,混合动力需要电机、发动机和内燃机配合工作才能达到最佳状态,如果配合不顺畅就会出现问题,因此对产品的系统设计能力和仿真能力都提出很高要求。低电量状态下,动力系统需要为发动机和电机同时提供扭矩,一旦扭矩不足就会导致车辆出现诸如抖动等问题,而低电量状态下正是需要车辆为发动机和电机同时输出扭矩的状态,这就是有些车辆出现抖动的根本原因所在。

在李智文看来,这种问题并非不能解决,而且有两种途径。“一种是采取措施避免问题,即利用BMS系统,让系统提前预警,避免出现电池电量过低的状态;一种是做好容错设计,让发动机在低电量状态下能够独立驱动车辆运行。”李智文强调,PHEV系统对相关厂商的技术设计能力要求相当高,它不同于混合动力汽车,多了插电和充电部分,就带来了很多随机,无论是对主机厂还是零部件厂商,都是很大的技术考验。虽然很多车企都推出了插电式混合动力系统,但因为技术能力不足,有些产品难免会出现设计缺陷带来的使用过程中的各种问题,低电量情况下车辆的抖动现象就比较普遍。

奕森科技(上海)有限公司创始人辛军介绍,PHEV系统的变速器与燃油车变速器在本质上并没有太大的不同,一般车辆会配备5~30kWh电池包,配装电量越高,纯电动驱动的距离就会越长,价格也会更高。同时,PHEV系统的复杂可能会带来更多的车辆故障,但这是产品质量问题,并非技术问题。只要技术水过硬、严格控制好产品质量,这些问题完全可以避免。

同济大学汽车学院教授韩志玉在接受《中国汽车报》记者采访时表示,一些PHEV车型低电量抖动的问题,可以通过优化电池管理策略等方式解决。“直观地讲,PHEV系统因为是双系统,所以更复杂一些。系统越复杂,故障几率也就越高。但低电量抖动的问题并非不能解决。PHEV技术已经相对成熟,可以满足大部分路况需求。个别车型的抖动问题是某些主机厂的技术问题。”一位长期从事汽车动力系统研究的业内资深专家周讯达(化名)强调,混合动力系统不是很难,但要做好并不容易,需要主机厂具备一定的技术能力。

“不要让唱和声的人去独唱”

从某种程度上看,PHEV车型出现的一些问题也是政策造成的,不单纯是技术问题。我国新能源汽车补贴政策同样扶持PHEV车型,有些地方政府甚至给予其新能源汽车的免费绿牌,才催生了这种车型的发展。很多消费者购买PHEV车型并不在意其节能减排效果,而只是为了得到一张免费的绿牌,自然也就导致了实际使用中“不插电、只用油”等一系列问题。这种PHEV车型早期发展过程中出现的问题,目前已经有所好转。

韩志玉强调,要让PHEV系统的电驱动系统和内燃机系统在实际使用中发挥各自更好的效果,“不要让独唱的人去做和声,更不要让唱和声的人去独唱,而是要让他们在各自擅长的领域更好的工作,才能发挥PHEV车型在节能减排等方面的优势。”

“PHEV系统的设计原理非常好。”周讯达向《中国汽车报》记者强调,相比普通混合系统,PHEV系统的发动机可以做得更小,同时弥补电机功率不足的问题。在电机的辅助下,可以让发动机工作在更大能效的区间,实现更好的节能减排效果。但在实际过程中,PHEV车型出现有消费者把它当成纯电动汽车使用的情况,这在本质上违背了PHEV的设计原理,很大程度上是企业宣传造成的,并非技术问题。“我们在PHEV系统纯电动续驶里程的设计方面走了极端,并非根据实际使用工况设计纯电动续驶里程,而是受政策等影响。”周讯达介绍,欧美企业一般把纯电动续驶里程设定在20~30km,这一经过调研、科学划定的范畴,让车辆可以达到最好的节能减排效果。PHEV车型的纯电动续驶里程并非由调研而来,划定了一个并不是很科学的最低线,这在很大程度上导致了PHEV车型的跑偏。“PHEV系统的纯电驱动里程主要应用在城市堵车等路况情况下,能更好地发挥节能减排效果。但在高速行驶状态下,发动机系统工作更高效。一般情况下,城市堵车不可能超过20km,我们设定过长的纯电动续驶里程并没必要。”甚至有的车企用超长纯电动续驶里程误导消费者,认为越长的纯电动续驶里程代表车辆越先进的技术能力,但实际上更长的纯电动续驶里程反而带来更高的成本,也很难达到较好的节能减排效果。

李智文表示,PHEV系统设计的初衷是借助外接电量驱动电机,从而减少发动机的工作,达到节能的目的。如果消费者长期不给车辆充电,就达不到系统设计的节能目的。

现在的电池技术、寿命等尚在一定范围内,如果PHEV系统过度使用纯电动模式、过于频繁的充放电,的确存在电池系统使用寿命与整车寿命不同步的隐忧。李智文建议,电池系统是可以更换的,同时PHEV系统要求企业具有一定的设计能力,尤其是在零部件和整车系统能力方面,要达到同步寿命对企业的设计能力提出很高的要求,否则相关产品就会出现抖动、动力系统使用寿命较短等问题。

在李智文看来,PHEV系统在当前的条件下具有非常现实的使用价值,尤其是在一些中小城市,时上下班,每天30km左右的通勤距离,PHEV系统完全可以满足这种使用需求,而且可以达到很好的节能减排效果。同时,在有长途驾驶需求和高速运行的情况下使用燃油系统,让发动机更高效运转,满足消费者的行驶需求。

如何让消费者愿意充电,以油电配合的最佳方式使用PHEV车型?辛军认为,可以借助一定的经济手段,调节电、油的使用成本,让消费者愿意充电。“汽油价高、电费便宜,消费者必然就会愿意多充电。用经济杠杆的作用,鼓励、引导消费者愿意充电。”辛军强调,培养消费者良好的用车惯是PHEV车型能否如预期般发挥节能减排效果的重要因素之一。

对于消费者把PHEV车型当做纯电动汽车使用可能导致的电池寿命缩短问题,辛军认为,现在主流电池的循环寿命都可以达到3000次以上,即使车辆均一天一次深度充放电,这一寿命也可以支持电池寿命达到9年左右,而很多消费者并不会每天充电。“理论上,深度充放电的确会影响电动系统的寿命,即使电池因为深度充放电缩短了使用寿命,这部分也可以更换,消费者不用过度在意这个问题。”辛军表示,一般情况下,机械产品的质保使用寿命远远小于实际的使用寿命,从目前中国消费者的用车惯看,9年以上的电池寿命完全可以满足大部分消费者的使用需求。

“消费者充一次电,油耗就会有明显下降。他看到了插电的效果,自然也就主动充电了。”韩志玉表示,相较于乘用车,商用车PHEV系统插电效率会更高,这与商用车作为生产资料,使用时更注重其经济有很大关系。“插电能降低整车能耗,降低车辆的使用成本,商用车使用者自然就会加强充电。乘用车上现在很多消费者并不在意能耗,能耗只是一个非常小的决定因素。实际使用中也不太在意能耗,自然也就不愿充电。”韩志玉认为,PHEV系统在商用车领域会有更好的节能减排效果和应用空间。

双系统也可以做得很简单

李智文表示,混动系统的变速器相较于内燃机系统要简单很多,“不会超过4挡,大多是1、2挡。”李智文说。电机的介入可以帮助内燃机高效运转,做好系统设计,让系统在不同负载要求下,选择更适合的形式(电机或发动机)工作,以让内燃机更高效运转,达到更好的节能减排效果。“电机的介入可以输出一部分扭矩,现在主流的电机已经可以实现4000~4500rpm的高效运转,电机的介入让车辆的动力系统可以在更高效的范围内运转,减少换挡也让车辆的动力结构更简单。”李智文说。未来的动力系统的确将向着更简单、直接的方向发展,但电机控制技术也在逐步发展、完善,辅助驱动能力也会变得更强,可以在更宽速度范围内工作,从而简化换挡。

韩志玉认为,PHEV系统还可以进一步优化,做得更简单一点,电机越来越小、发动机也没必要那么大,通过技术更新、迭代,让插电式混合动力系统更简单、可靠。辛军表示,PHEV系统的市场定位,让它利用电驱动的节油特点和燃油车长续驶里程的优势结合,达到一定节能减排效果的同时,也可以缓解里程焦虑等问题。相比于纯电动汽车整车成本高、质量大的特征,PHEV车型具有整车成本低、更节能的优势。

PHEV并非万能但前景可期

辛军强调,PHEV系统的节能效果是最重要的。同等动力条件下,因为有了纯电动部分的辅助,可以把燃油系统设计得小一点,节能的同时还可以让发动机系统保持高效运转,达到更高能效。普通混合动力系统的油耗可以降低30%左右,PHEV系统则可以降低更多,达到40%~50%。即使消费者在实际使用过程中不充电,把插电式混合动力车型当做普通混合动力车使用,车辆也同样具有一定的节能效果,可能达到20%~30%。

在辛军看来,PHEV车型具有不错的发展前景。尽管目前补贴政策对PHEV车型的扶持力度在减弱,但其在节能减排方面的作用不容忽视,也一定会得到消费者的认可。当前PHEV车型不断攀升的销量就是一个有力的例证。辛军提出,相关政策也可以设置不同的奖励标准,比如,降低60%的能耗给予100%的奖励,降低50%能耗奖励80%等,不要一刀切的决定某种技术模式,鼓励市场探索更多技术路线。

李智文也坦陈,PHEV系统是一种过渡技术,如果没有政策法规的支持,很难获得长久的市场化发展。同时,PHEV系统从动力结构上看,相对纯电多了一套燃油机系统;相比燃油机系统又多了一套电驱动系统。必然会带来较高的动力成本,这无论是对消费者还是厂商都是一项不小的成本压力。“但从现在的使用环境看,PHEV车型很好用,节能减排效果非常好,获得消费者的欢迎在情理之中。”

周讯达强调,PHEV系统未来的发展前景还不明朗。在政策的扶持力度减弱后,能否持续获得消费者青睐尚难判断。但需要注意的是,我们过去一直以来坚持的由政策划定技术指标的做法应该及时调整。他建议,以目标为导向,鼓励市场化探索各种节能减排路径。还有专业人士指出,PHEV车型可以更快替代燃油车,从比亚迪停售燃油车就可以看出替换的潜力,当前关键在于向消费者表明,PHEV车型仍然是新能源汽车,也需要充电、加油,并非很多消费者以为的不充电也能省油的车型,在消费者充分了解PHEV车型的特点后,市场将更加理、健康,对纯电动汽车的发展也不无裨益。

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