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油耗积分压力山大,汽车品牌为何押宝48V

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评论 浏览: 来源:智电汽车 2018-05-10 14:17:56

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。

 

汽车零部件,48V

 

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

 

汽车零部件,48V

 

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)。

 

汽车零部件,48V

 

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。

 

汽车零部件,48V

 

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。

 

汽车零部件,48V

 

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。

 

汽车零部件,48V

 

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。

 

汽车零部件,48V

 

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:

1、2021年将是48V系统真正爆发的时间点,前3年都是在做积蓄。之所以这么说,是因为2021年会取消新能源汽车的油耗核算优惠(即532),而电耗核算也会进一步明确,导致油耗压力会进一步放大。2018-2020年期间,车企会坚定的选择主攻新能源,传统车市场仅仅是放弃HEV而专注研究48V,48V在这个阶段会缓慢上量,但市场占比很难突破20%。

2、48V的重点爆发区间在于A级车市场。A00全部转为纯电动是必然,B级及以上市场空间本就很小,小型SUV有纯电动方案,紧凑型及以上SUV可以考虑PHEV,所以真正适合48V的是规模大、具有一定溢价能力、降油耗需求大的A级车。

3、HEV在A级车市场截击48V已不可能,网约车和轻型商用车倒是拓展区间。随着商用车积分政策的研究实施,加上轻型商用车原本就有的油耗成本的敏感度,HEV在该市场倒具有一定的吸引力。此外,网约车市场的兴起,也会出于2-3年的成本回收期望而对HEV感兴趣。

最后,提出几个建议:

一是48V虽然是外卖,但贪多则毁,要有应对举措。48V就好比是快、省事、不贵的外卖,不能因为这些原因就产生依赖,否则不利于身体健康。自主品牌要在接受系统化供应的同时,加大集成能力的研究和自主零部件供应商的培育,比如万向A123、宁德时代这些已经在做48V电池,要适当倾斜,防止核心利润被转走。

二是要加强48V系统的拓展研究。48V系统与PHEV并不完全矛盾,自主品牌可以考虑做包括但不局限的P0+P4等方案(长城的Pi4平台就是这个方案,只是P0只用了BSG,没用全套48V),通过自主的P4来掌握48V系统的话语权。

三是要加快动力总成的平台升级步伐。不管是48V还是HEV,都是对原有动力总成的优化和补充,核心还是在动力总成本身。此前的自主品牌还是过高的采用了老旧的发动机技术,GDI等技术的普及率并不高,这一点上要加快开发的步伐,瞄着《节能与新能源汽车技术路线图》规划的指标加速前进,取得更好的节能降耗表现,降低甚至彻底消除油耗负积分带来的压力。

 

 

文章标签:油耗 积分 压力
编辑:中奥车网
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