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油耗积分压力山大,汽车品牌为何押宝48V

2022/4/2 18:41:51发布102次查看
智电汽车此前编写的《研究周报丨五大要点,帮你厘清双积分核算结果的关键》文末处,提出了在48v对hev取得了初步胜利的观点。文章刊发后,有读者通过不同渠道与智电汽车反馈,希望就此问题展开深入的分析。
的确,48v系统是欧洲主导的技术路线,hev是日本主导的技术路线,彼此的对抗已经脱离了单纯的技术之争,特别是在中国这个连续九年位居全球最大的汽车市场,已经上升到了产业之争、国家利益之争的层面。对这两大技术路线的抉择,将对中国汽车产业未来十年乃至更长时期产生举足轻重的、深刻的、不可逆转的影响。
试想,在双积分考核压力下,单纯依靠传统动力节能降耗的速度,是完全无法满足年均降幅2%左右的要求的,在当前的政策导向下,有以下四条路可以实现快速降能耗(或者降油耗积分):
i. 大幅降低单车整备质量或者轻量化
ii. 传统动力大面积采取48v系统
iii.传统动力大面积采用hev重混技术
iv. 依靠ev/phev快速上量降低油耗核算结果(2020年后失效)、并用nev积分抵扣
毫无疑问,第一条路径直接被ko出局,因为在消费升级、suv热、大型化等环境要素推动下,车企不可能放弃市场,那是吃饭的根本,至于油耗核算那只是吃的多吃的少的问题,前者对企业而言具有决定性。而轻量化更是无意义,姑且不说碳纤维和镁材料,就是铝合金一般车企也没法大量使用,成本太过高昂,单车也就能用个100kg左右,超过200kg都喊疼。
那么剩下的三条路径中,除了新能源是必备选项,作为传统节能技术的48v和hev,彼此之间就势必狭路相逢、互相较量一下了。
平均整备质量
(kg)
平均油耗
(l/100km)
油耗降幅/年
(%)
2013年
1355
7.33
1.23%
2014年
1371
7.22
1.5%
2015年
1385
7.04
2.49%
2016年
1410
6.98(扣除nev)
0.85%
*注:2014-2015年nev作用尚小,2016年作用较大需扣除
一、模型测算
到底48v、hev两条路,目前哪个是最佳的降油耗工具呢?这里的最佳,不仅是降油耗的效果最佳,而且还要考虑到投入成本、产出效益。我们不妨以三家企业:a、b、c为例,在同等条件下推演不同技术路径的降油耗效果,来看看到底谁是最佳。
初始条件设定如下:
企业/产量(万辆)
传统
新能源
小型/微型
紧凑型
中型及以上
suv
a
6
15
4
24
1
b
6
15
4
24
1
c
6
15
4
24
1
*注:传统车分级别占比按2017年市场结构数据近似计算,新能源汽车占比按2%假定
而不同车型的油耗和油耗限值假定如下:
企业/能耗(l/100km)
传统
新能源积分
小型/微型
紧凑型
中型及以上
suv
油耗
5.4
6.3
6.6
6.8
3.5
法规限值
4.7
5.1
5.3
5.5
3.5
注:传统车分级别油耗按主流车型平均值计算,新能源汽车积分按200-350km折中
还有一个关键的地方,就是48v系统和hev的边界值设定,主要衡量的地方在于节油水平和经济成本。
对于48v系统而言,目前博世、德尔福、舍弗勒等欧美零部件巨头已经开发出了完整的解决方案——
(1)博世方案
博世目前推的是第二代48v系统,这套系统在原有的12v供电电池上,增加了48v储能电池、48v/12v双向dcdc、48v bsg/isg、电动增压器(可选配)、电池管理系统,可以实现发动机停机滑行、滑行与制动能量回收、加速助力和电巡航等功能。其核心在于那套brs(boost recuperation system:能量回收加速辅助系统)。
根据博世的介绍,搭载第一代48v系统(电机通过皮带轮与发动机集成)的节油率8-12%,搭载第二代48v系统(电机与变速箱集成)预计节油率12-19%。成本方面,目前对主机厂报价在5000元左右。
(2)大陆&舍弗勒
这两家是合作一起开发48v系统,目前也已经升级到第二代,该系统与博世的系统相比大同小异,特点是采用了p2构架,将bsg启动电机集成在发动机和变速箱之间,设计了两个离合器来将发动机和变速箱分离/电机独立驱动。它的特点是非常小、紧凑,所以很容易布置。
大陆与舍弗勒宣称,第二代系统在nedc循环中可以节约25%的油耗。目前对主机厂的供货价在5000-6000元之间。
(3)德尔福
德尔福的48v系统可能更照顾美系车特点,设计了更大功率的发电机和电子涡轮,目的是扩大48v系统的工况介入区间,还有就是用电子涡轮来弥补废气涡轮的迟滞。
至于节油效果,德尔福比较老实的称为“降低10%-15%的油耗”,但由于电机比竞品要“大一号”,所以成本也高一些,目前主机厂反馈的结果是高出同类产品10-20%。
法雷奥、avl等也开发出了解决方案,但差异并不大。总体来看,48v系统目前的成本在5000元左右,宣称的节油效果从10%到25%不等。
但实际上,48v系统还达不到如此高的节油效果。以2018款长安逸动来看,对应车型油耗降幅在0.5l/100km,节油效果约为8%。
长安逸动
1.6手动
风尚
1.6自动
领尚
1.6手动蓝动(48v)
1.6自动蓝动(48v)
整备质量(kg)
1325
1345
1325
1345
公告油耗
(l/100km)
6.1
6.3
5.6
5.8
再看看hev的情况,目前做的最好的是丰田那套ths,在雷凌和卡罗拉上面可以取得1.7l/100km的油耗降幅,节油率在28%左右,当然这里面还有发动机热效率水平高的因素,如果换成自主水平,这个效果要打个折扣,可以算成25%,成本在1.2万元左右(得益于丰田已经大规模量产,成本得到了摊平)。
除了ths,科力远还有套chs系统,在吉利帝豪上的装车效果是4.9l/100km,比燃油版可以降低1l/100km,节油效果在17%左右。但这套系统的成本偏高,目前出货价在3万元左右。
二、情景推演
边界条件以定,我们可以看看实际效果如何。
(1)a企业主推48v路线
a企业
传统
新能源
小型/微型
紧凑型
中型及以上
suv
产量
6
15
4
24
2
油耗值/
积分值
5.1
5.9
6.1
6.2
3.5
油耗限值
4.7
5.1
5.3
5.5
/
*注:节油效果不可能等同,按6%、7%、8%、9%近似
显然,即便全部采用燃油车都采用48v系统,也不能在2020年全面满足油耗限值目标,但确实能取得明显的油耗降幅。按此测算,a企业的油耗积分为负23.46万分,nev积分为7万分,还需要外购16.46万分。
核算投入产出,a企业加装48v系统的总成本在24.5亿元,外购积分按8000元/分算为13.2亿元,合计支出成本近38亿元。
(2)b企业主推hev路线
b企业
传统
新能源
小型/微型
紧凑型
中型及以上
suv
产量
6
15
4
24
2
油耗值/
积分值
4.3
4.9
5.0
5.1
3.5
油耗限值
4.7
5.1
5.3
5.5
/
*注:节油效果不可能等同,按20%、22%、24%、25%近似
很显然,b企业可以非常容易的满足四阶段油耗法规限值,而且可以获得油耗正积分25.32万分,获得nev积分7万分。
核算投入产出,b企业加装hev系统的总成本在147亿元,由于积分将将满足12%比例要求,因此不考虑出售获利,合计支出成本147亿元。
很显然,a企业虽然油耗积分不满足,但总体仅需要花费38亿元的成本,b企业虽然获得了极为多的油耗正积分,但是又不能交易获利,还需要支出高额的加装成本,算下来倒亏100多亿元。
可能你会提问,那反正都不达标,干脆不降油耗算了?全部去买积分来抵?c企业的例子会让你彻底打消这个想法。
(3)c企业选择消极发展
c企业选择既不用48v、也不用hev,就靠着每年2%的常规油耗降幅,到2020年c企业会怎么样呢?
b企业
传统
新能源
小型/微型
紧凑型
中型及以上
suv
产量
6
15
4
24
2
油耗值/
积分值
5.2
6.1
6.3
6.5
3.5
油耗限值
4.7
5.1
5.3
5.5
/
核算的结果是,c企业会产生34.53万分的油耗负积分,nev积分同为7万分,还需要外购27.53万分,花费成本22亿元。看起来不是比a企业的38亿元更划算吗?no!你要知道,如果将a企业的情况和c企业的情况对应放大到3000万辆乘用车的总规模,产生的油耗负积分差额将达到330—660万分之巨,这将导致nev积分供需严重失衡(a企业场景放大下,积分供需会小幅失衡),积分价格就远不止8000元,成本翻倍下,无论哪个企业都不会愿意成为那只落后的鸭子。
虽然abc三家企业的情况都太绝对,实际上没有一家企业会采取某一种绝对的技术路线,而是会针对不同的车型去采用技术组合,但这只是为了验证,在当前的积分制度、积分价格预期下,hev综合效能对于大多数企业而言,是不如48v系统的。
这并不是说hev不好,实际上智电汽车始终认为hev是一条极为重要的技术路线,只不过是在政策情境下无法正常发挥而已。
三、深入分析
如果说投入成本和产出效益上,hev不如48v来得划算,那另外几个问题,就更是“雪上加霜”了。
1、48v系统具有更快的上装速度
包括博世、大陆等在内的供应商,如今都提出了系统化解决方案,这个系统化不仅是硬件的系统化,还包括软件的系统化,可以支持主机厂在已有车型不做太大改动的情况下,快速的完成换装,这比hev系统的大体积、复杂匹配都要来得快的多。在距离2020年没有几年的情况下,考虑到至少2轮三高标定(2年+)的客观条件,车企现在选择hev肯定不如48v系统来得更及时、更迅速。
2、hev系统供应面太窄
丰田那套系统倒是非常优秀,规模大、成本低、成熟可靠,但是并不对外开放。也就是说,你想采用这套方案的可能性为0。而即便丰田对外开放,鉴于ths系统具有极强的针对性,外部车企要想在自己已有车型上搞换装,要花费极大量的时间和精力来做调试和匹配,这几乎是3年之内不可能完成的事情。
此外,本田i-mmd等日韩企业也有混动系统,但照样不对自主品牌开放,比如,现代就不会对北汽开放关于索九混动的核心技术资料,本田也不会对广汽和东风开放,这被认为是企业核心技术机密。
自主方面,虽然科力远在力推chs混动系统,但现在面临着规模化、信任度、成本的三相连环难题。所谓三相连环难题,是指其它企业忌惮科力远的吉利属性不会购用,而仅仅吉利自己用,规模又太小,规模小了成本就没法降到丰田的水平,成本偏高进一步增加了外部车企采用的难度。
说直白点,hev现在是你想用、没法用!
3、hev面临48v和phev的上夹下攻
48v系统目前的5000元成本还是一个较高的水平,因为目前基本还处于初装阶段,但48v若达到100万套供应规模后,其成本会有一个明显的降低,智电汽车预计这个价格会降低到3500元左右。原因是48v系统成本主要来自电池、电机、pcu三部分,电池会随着新能源锂电池规模扩大而自然降低,电机同样如此,规模化最大的好处是对pcu制造成本带来显著的变化。
你可能要问到,那hev不也会吗?实际上,hev和48v、phev、ev的电池需求还真不太相同,hev电池更注重功率密度(这是丰田等采用镍氢的一大原因),phev等则注重能量密度(追求续航里程)。两者之间没法直接关联。
48v的成本在不断降,单hev则难有变化,这是下攻。phev的积分属性,也会对hev产生上夹。据悉,丰田已经开始考虑,在国内汽车将hev转换为phev从而拿到积分,当然这也不是什么难事,毕竟ths设计之初就有这方面的考虑。
4、智能化所带来的用电需求,48v也能满足
对于车企而言,当前的智能化有两个作用,一是满足用户需求;二是提升溢价空间。但智能化会带来用电负荷大幅增加,这对整车电气系统是一个严峻的考验。
类 别
部件 名
底 盘
电动换档制动器
电动助力方向盘( eps)
电子稳定系统esp
自动升降等
动力总成
冷却风扇
燃油泵
水泵
空调系统
ptc加热器
电动空调压缩机
鼓风机
玻璃加热 器
车身系统
照明系统
功放
智能化系统
acc、fcw、aeb、bsd、tsr、ihc、lca、ldw等
毫无疑问,传统车要想在满足原有用电需求都困难,智能化带来的新增电耗,12v供电电池是无论如何都不够的。hev虽然可以满足,但48v系统也可以满足,在这方面hev是不占什么优势的。
四、前景展望
虽然在传统燃油车市场,48v系统确确实实体现出了实惠性、便利性、必然性,但是这并不代表48v系统已经开始进入大规模爆发的阶段,对于市场前景,智电汽车做出以下预测:...
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