增程式电动车,为什么又回来了?

原创 编辑部 童济仁汽车评论 2022-05-26 22:59

以目前的电池技术,想要做到1000公里续航的同时,还能在几分钟充满电,同时还安全、成本低,完全不可能。此时,车企为了解决电动车的补能问题,通常会有三个选择:

大规模建设超充站,比如特斯拉

搞换电体系,比如蔚来

搭载增程系统,比如理想

所以,尽管我们总能在各种补贴政策看到一个概念:插电式混合动力(含增程式),但事实上增程式和插电混动在技术的出发点上是完全不同的。

插电混动的本质,是混动车;增程式电动车的本质,是电动车。所以,不可能有任何一家车企在宣传增程式电动车时,会说这是一台插电混动车。

增程式电动车并不是什么新事物,2013年的宝马i3、2014年的传祺GA5,都在并不怎么成功的探索后倒下了。但当时间来到2020年,当理想ONE同样在大家对增程式的质疑中,一路卖到了30万级中大型SUV的头名后,增程式仿佛又一夜之间焕发了新生。

岚图FREE、赛力斯SF5、问界M5、天际ME5、零跑C11、长安深蓝SL03、自游家NV……仅在这一年多的时间里,我们已经看到近十款增程式电动车出现。

那个被视为“落后技术”的增程式,为什么又回来了?

押宝增程,并非迫不得已

很多人认为增程式是最简单的一种“混动结构”,直白说来就是在纯电动车上加一套发动机-发电机系统。

但是,如果要问一个问题:是把燃油车改成纯电动车容易,还是把燃油车改成增程式电动车容易?很多人可能会天然认为,应当是后者。其实,答案是前者。因为前者只需要油改电,后者除了油改电,还要油改油。

燃油车平台是以发动机为设计出发点,如果要更换发动机,再加一个发电机,整车布置、配重、模态的改变都是问题,更不用说在底部还要铺上足以行驶超过100km的大电池。动力系统的重新匹配、整车振动与噪音、行驶的平顺性,这些都难以在一台燃油车改造的增程式电动车上根治。
强行在燃油车上改造一台增程式电动车,投入产出比非常不划算。

所以,增程式电动车通常来说,要么是原生设计,即一开始就按照增程式电动车的目标开发,要么就是“电改油”,即在一个纯电动平台上,额外增加一个增程模块。

而这里就能看出增程式电动车对于车企最大的优势:性价比高。这个性价比,体现在车辆的生产性价比,也体现在车辆的营销性价比。

生产性价比,是指增程式电动车可以用容量较小的电池,来换取更低的成本与定价。与纯电动车没有500km续航都不好意思来见人相比,增程式电动车的纯电续航能到200km已经算很高了,电池用量相比纯电动车可以少用一半多,车子不必卖那么贵,也可以暂时放缓投入补能体系建设这件极度烧钱的事情上。

更何况,有理想ONE、岚图FREE等已经跑起量的增程式电动车,意味着相关的供应链体系也趋于成熟,后来者在这样的供应链体系下,产品开发的周期也会加快。这也是为什么众多增程式电动车,突然会在同一时间段集中发布。

而营销性价比则在于,车企可以用“没有续航焦虑的电动车”、“1000km续航无忧”、“高速无需排队充电”等营销话术,去打造一个又能纯电行驶、又不用为补能而烦恼的产品形象,相当于同时去吃纯电动车与插电混动车的营销红利。

很多人会将插电混动与增程式电动对立起来,认为哪一种先进或是哪一种落后。但事实上,增程式电动车的源头是电动车,它更适合没有或者不愿在发动机动力系统上做过多纠缠的新品牌上,是以低成本解决电动车续航焦虑采取的解决方案。而插电混动的源头是燃油车,是为了延续内燃机生命,又能满足油耗排放法规和政策补贴的解决方案,更适合燃油车底蕴深厚的成熟品牌。

两种方案的战略定位、所需要的资源禀赋,完全不同。插混确实不好做,但好的增程式同样不是随随便便就能做出来,并不存在因为做不出插混才去做增程式这样的说法。

把增程式卖好,从来不是靠“1000km”

在从政策导向转为市场导向的过程中,今天的插电混动车型正在朝两个方向分化:一个是把插电混动当燃油车卖,通过尽可能降低插电混动的成本与同级别燃油车竞争;另一个则是不断做大插电混动车的电池容量,直至纯电续航可以达到200km左右。

前者自然不必说,这是传统车企向电气化转型的重要路径。但后者则意味着,插电混动车与增程式电动车,在实际使用体验上,其实已经非常接近。甚至因为长续航插电混动车的发动机可以参与驱动,在全工况适应性上可能做得更好。

所以,所有能把增程式电动车卖好的车企,没有一个是因为“增程式”三个字,也没有一个是只靠“1000km续航”打动消费者。

理想ONE,靠的是对全能家用车极强的理解;岚图FREE,靠的是这个价位难以寻觅的豪华与性能;问界M5,只要摆在华为店里卖,就是这辆车最大的招牌。

而为了解决增程式电动车,尤其是大尺寸增程式电动车在高速工况下油耗不低、动力受限的问题,车企有两条路可以走:一是持续发掘增程技术的潜力,并在补能体系发展的前提下向纯电动转型,比如不见800V不撒鹰的理想;另一条路则是向全工况是影响更强的插电混动车发展,比如岚图的第二台车梦想家,就是采用了带有发动机直驱和混联驱动模式的DHT架构。

还是前面的观点,第一条路更适合没有或者不愿在发动机动力系统上做过多纠缠的新品牌,第二条路更适合燃油车底蕴深厚的成熟品牌。而大家的共同目的是,能在合理的性价比下,跑通一个可持续的商业模式。

写在最后

你可以说增程式电动车是一个妥协于现状的过渡技术,但是如果这个过渡时间足够长,那么过渡技术其实也就没那么过渡了。

不牺牲安全下的电池能量密度提升、电池单位成本的下降、高效补能体系的大规模建设,这几条里面哪一条都不是能在短短几年内完成的。那么一台能做好效能与行驶品质的增程式电动车,一台能在增程系统以外提供超预期价值的增程式电动车,一定有它的生存空间。

生物与农业资源学院篮球队第十三周晚训



(通讯员:许永辉)2022年5月18日晚上7点30,生农院篮球队在篮球场展开了第十三周第三次晚训,本次训练在队长陈立的带领下完成。本次晚训的内容有:阵地5v5训练,罚篮以及对抗上篮。

在训练开始前,队员们进行了绕篮球场跑步一圈的简单热身训练,热身可以预防队员们在训练途中受伤,提升训练效率。热身结束后,队员们进行了跑篮训练,跑篮训练可以提升队员之间的默契度。跑篮训练结束后便正式进入了今天的训练内容,队员们排成一队进行对抗上篮训练,队长陈立拿着对抗垫模拟比赛时对方队员的防守,这样可以使训练更加具有真实性和实战性,保证队员们无论在什么样的情况下,都能保持高命中率的上篮,紧接着队长将队伍分成两队开始阵地5v5训练。训练结束后,队长陈立总结了今天的训练,并一一指出来每个队员在训练中存在的问题。

相信在生农院篮球队队员的一起努力下,生农院篮球队会变得更加强大,取得更加瞩目的成绩。

【新能源的三大流派:换电、充电、氢燃料,到底哪一个会是未来?】

[威武]一、乘用车:充电逐渐成熟,换电拼死一搏
首先,充电基本设施一直在稳步发展,多层次的充电方式满足不同场景。每个场景均存在一些问题,但改进的路径是清晰的:

- 家用慢充:无论充电换电,家用慢充都是最主要的补能方式。从古老的3.3kW到如今主流的7.7kW,将来可能还会有11kW-20kW的三相交流慢充甚至无线充电。从小区整体来看,未来需要有序充电、公共电桩等方式来解决配电额度问题。

- 商场慢充:大型商场停车场逐渐开始有充电桩,多为7.7kW慢充;品牌的超充桩也在这里建设,功率可达80-150kW。实际上,这种停车2-4小时的场景,慢充太慢,快充太快(建设成本高,需要提前挪车),最适合的应该是20kW的「中速充电」。
目的地慢充:度假酒店的慢充,现在普及的还比较少,实际上非常实用必要。不必快充,慢充即可。

- 城市快充: 没有家用充电桩的话,城市快充就成了主要的补能方式。一般建于商场停车场或专用停车场,很多品牌专属桩也属于此形式。

- 高速快充: 这是目前最薄弱的环节,高速上建桩比较困难(牵扯单位比较多)、旺季淡季的客流量差异也大,盈利困难。特斯拉、小鹏等头部新势力也在发力超快充。
可以看到,从补能方式的角度来讲,换电模式在场景4与5的优势很大,但场景1、2、3并没有什么优势。

总体来说,就算没人发展换电了,仅发展充电模式也并不存在解决不了的根本难题。换电起步比较晚,要想占据一席之地,就需要有不可替代的优势。

[威武]1. 换电难并不等于蔚来难
私家乘用车领域,说要换电必提蔚来。我上面说换电拼死一博,并不是说蔚来拼死一搏 —— 蔚来这家企业发展形势乐观,以换电为核心的服务也成为品牌优势之一,可以说蔚来已经把换电模式做到了商业闭环的程度。

但是,蔚来的换电只能给蔚来车主来用,虽然蔚来说换电技术是公开给其它企业的,但目前看不到其它车企真的基本蔚来换电平台开发的可能性。

这既有商业竞争上的考虑,也有换电模式对产品设计制约的考虑 —— 蔚来的通用电池包不算小,所以ES8、ES6、ET7都是大车,ET5算是中等尺寸的车但是很宽,这样的车一般定价都不会低。蔚来品牌可以撑得起这个价格,其它自主品牌车企有信心撑起这个价格吗?

所以,蔚来换电成功≠换电模式崛起。

[威武]2. 蔚来换电有可能服务于全行业吗
中石化与蔚来展开了合作,一年合作建立了175年换电站,可以说双方都是真金白银的投入。【图1】

显然,中石化搞这些事情肯定不是为蔚来锦上添花的,而是想借这个契机将「加油站」转化为「综合补能站」 —— 既能加油,也能充电、换电、加氢,以确保自己在中国双碳战略中不掉队。

但是,怎么才能将蔚来换电推广给全行业? 在推广过程中,中石化与蔚来分别扮演什么角色? 这一切变数很大,我们不好估计。站在今天这个时间点,我们只能说:蔚来换电成功≠换电模式崛起。

[威武]3. 换电的根本优势是什么?
提起换电优势,我们想的是场景4与5的便利:就像加油一样的3分钟换电,比充电1小时方便多了。此外,还避免了大功率充电对电网的冲击、对电容量的要求低。【图2】

实际上,这点优势超快充也能实现,比如即将发布的小鹏G9,基于800V平台可以实现5分钟充200公里。实际上,充电功率达到400kW这个水平之后,换电/充电是3分钟还是10分钟,对消费者并没有什么区别了,除非你正在跑F1。

480kW对电网的冲击是很大的,这点劣势怎么破? 自建储能可以破:储能电池平时充电就行,这和换电电池仓库平时慢充是差不多的。【图3】

所以,将目光往未来看个两三年,补能速度并不是换电的根本优势。如果只关注补能速度,就会觉得换电没有前途,超充一统江湖。

换电的根本优势是什么呢? 需要从宁德时代发布的换电品牌EVOGO和「巧克力换电块」上寻找答案。

宁德换电的主要意义在于「可掰开可组合」。【图4】

为什么说「可掰开可组合」非常重要,因为它指出了电动汽车的一个根本问题:一个80度电的长续航电动车,其中前26度是高频使用的电,中间26度是低频使用的电,后26度是应急使用的电。

从消费者的角度来讲,前26度最值钱,但后52度又不得不买。从产品角度来讲,虽然大部分情况下使用的是前26/52度电,但26度电池的重量每时每刻都在承担着。

总结一下这种「可掰开可组合」换电模式的意义:

- 消费者角度:只需要花一半的电池钱,就可以满足日常短途通勤+偶尔长途自驾的全部需求。
- 行业角度:车重降低20%,相当于碳减排20%,这么大的收益,光从电机效率上是扣不回来的;降低了全行业的锂资源消耗,促进行业健康发展。

这才是换电模式的根本意义,也是充电模式不可能实现的效果。【图5】

[威武]4. 换电的根本劣势是什么?
考虑换电的根本劣势,我们需要做一个思想试验: 假设宁德时代的EVOGO「巧克力换电块」已经搞成功了,那是不是所有车企都会选择兼容呢?

你的回答也许是肯定的。因为兼容了「巧克力换电块」,就意味着低成本实现了超快充、多了很多第三方换电站、降低了整车成本,这对产品竞争力的增强是显而易见的。反过来,如果不兼容的话,可能就卖不出去了。【图6】

我们不只能看到好处,还要看到代价:无法采用液冷、整包能量密度较低、无法采用底盘电池一体化技术。

总体来说,就是采用「巧克力电池包」不利于打造极致的产品,因而不适用于头部车企。必须指出的是,所谓的极致是相对而言的,「巧克力电池包」的技术本身并不差,只是不极致:

- 能量密度高:在可掰开、可灵活组合的前提下,能量密度高达160Wh/kg、体积能量密度高达325Wh/L,性能表现非常优秀!—— 可以查一下,2022年的一些电动车能量密度还不到160Wh/kg。

- CTP技术:能实现这么高的能量密度,离不开宁德时代的CTP(Cell to Pack)技术 —— 电芯直接组成电池包,省去了模组(Module)这一步。

- 无线BMS技术:这项前沿技术使换电块外部只有高压正负接口,提高插拔部件的可靠性。另外一家用上无线BMS技术的就是凯迪拉克Lyriq,但不像「巧克力换电块」可以把这项技术的优势发挥得这么彻底。

还有一个额外的代价,目前还没显现出来:选择了换电,就拒绝了「底盘电池一体化」技术路线。

特斯拉 Structure Battery【图7】

所以我们可以看到,就算宁德时代「巧克力换电块」的换电模式做成功了,也不可能一统江湖。那时候的电动车,会呈现两极分化的趋势:

- 追求极致的集成化:采用「底盘电池一体化」技术,降低车重、提升空间利用率、降低成本,打造极致的车型。因为电池包比较贵,所以相对来说更适合做中高端车型。

- 追求极致的灵活性:采用宁德时代的「巧克力换电块」,平时只装一块电池,长途装三块电池,既省钱又灵活,换电也方便,追求极致的经济性,相对来说更适合做平价家用车型

注意,以上这种假设,是基于宁德时代EVOGO能做成功。现在它才刚刚起步,而且在to C领域也没有成功的经验,未来能不能搞成功还很难讲。

如果搞不成的话,将来的格局很可能是蔚来换电一枝独秀,网约车出租车换电有一席之地,其它私家电动车全部充电模式。所以说:充电逐渐成熟,换电拼死一搏。

[威武]二、商用车:重卡虽少但重要,氢能与换电在角逐
商用的种类特别多,微卡、轻卡、皮卡、客车、重卡。除重卡外,其它几种类型的电动化路线都很显然:纯电+充电。【图8】

从绝对数量上来说,重卡也不多,但不可轻视:商用车碳排放占所有车的64.6%,而重卡占商用车83.5%。也就是说,这1000多万辆重卡的碳排放,比所有轿车SUV加起来还多!

解决了重卡的新能源问题,就建成了汽车电动化的半壁江山啊。

重卡的充电模式存在难以解决的难题:【图9】

- 充电时间:乘用车90%的时间都是闲置的,大部分情况下搁家里慢慢充就行;商用客车、轻卡也不需要24小时连轴跑。重卡不行,一般是两班倒不停地开,要是充个10小时的电,相当于运力减一半,划不来啊!麦肯锡出过一个报告,说德国纯电重卡充电比换电好,主要是国情不一样,他们国土面积小,重卡不是两班倒。

大电池占用运力、成本高:电动乘用车2吨重,坐人载货最多400公斤;重卡不一样,装个几十吨货拉走,这就需要超级大的电池。但电池本身也重,占用运气,赚钱效率又低了;电池也贵,初期成本高,也更难赚钱。

- 路线固定:重卡一般就在干线上跑,不进城市,所以这降低了对加氢站、换电站的选址要求。
考虑到锂电技术再有大突破很困难,所以氢燃料电池重卡基本上是立于不败之地的。换个角度,氢能和燃油的属性相似,就凭这一点,锂电池是很难追上能量密度的,这也就决定了氢燃料电池在重卡领域的不败之地:

氢燃料电池立于不败之地,换电重卡能吃掉多少份额,要看它在十四五规划的五年间都取得多大进展了。【图10】

从这个意义上来说,氢能与纯电之争,主要只体现在重卡领域了。

有人说特斯拉Semitruck满载36吨的续航800公里,充电30分钟可以600公里。这听起来也很不错,为啥咱们不走这个路线呢?关于这个问题,我还没仔细研究,大体估摸着应该是成本、安全性、充电电网冲击待方面存在困难。有空再研究吧!本文就不展开了。

[威武]小结

- 乘用车领域:充电技术逐渐完善,立于不败之地;蔚来换电只是企业行为,难以拓展为全行业;宁德换电对行业有意义,但起步较晚能否做成需要观察。

- 商用车领域:聚焦到重卡领域,充电重卡存在困难,氢能重卡立于不败之地,换电重卡在未来5年努力发展,争取份额。
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