1. 混動(dòng)是雙碳\雙積分達(dá)標(biāo)的重要技術(shù)路線

在節(jié)能減排的大背景下，誕生之初就是為了減少油耗的混動(dòng)汽車(chē)具有天然的優(yōu)勢(shì)。與純電動(dòng)車(chē)相比，混動(dòng)汽 車(chē)減少了車(chē)主的里程焦慮，且目前更容易與燃油車(chē)實(shí)現(xiàn)平價(jià)。發(fā)展混動(dòng)技術(shù)，需要車(chē)企能夠在有限的車(chē)身空 間內(nèi)把兩種動(dòng)力系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，安全高效地在多種工況下切換模式，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率和降低電池成本是關(guān)鍵。隨著我國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和實(shí)施雙積分政策的推進(jìn)，蟄伏多年的混動(dòng)汽車(chē)將迎來(lái)快速增長(zhǎng)。

1.1 推廣混動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)行業(yè)完成雙碳目標(biāo)的重要手段

雙碳目標(biāo)的完成時(shí)點(diǎn)明確，對(duì)國(guó)內(nèi)汽車(chē)的節(jié)能汽車(chē)和新能源汽車(chē)出了更高的要求。我國(guó)的二氧 化碳排放量從 2001 年開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段，目前還未達(dá)到峰值，而歐洲、美國(guó)和日本都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳達(dá) 峰。《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0》指出，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是“產(chǎn)業(yè)碳排放總量先于國(guó)家碳減 排承諾于 2028 年左右提前達(dá)到峰值，到 2035 年排放總量較峰值下降 20%以上”。

節(jié)能和新能源汽車(chē)的滲透率提升，是近年汽車(chē)行業(yè)碳排放量增長(zhǎng)放緩的重要因素。汽車(chē)的碳排放量受到整車(chē) 整備質(zhì)量、燃油經(jīng)濟(jì)性（包括油耗與電耗）等因素的影響。隨著汽車(chē)輕量化程度和電氣化水平的提升，汽車(chē) 全生命周期（車(chē)輛周期+燃料周期）碳排放量將減少。從全生命周期碳排放總量來(lái)看，純電動(dòng)車(chē)型、插電混 動(dòng)車(chē)型和混動(dòng)車(chē)型（HEV）的減排效果顯著。2013 年國(guó)內(nèi)交通運(yùn)輸用產(chǎn)生的二氧化碳排放量增速較前幾年 明顯放緩，之后保持著個(gè)位數(shù)的增速。

與純電動(dòng)車(chē)相比，混動(dòng)汽車(chē)能夠以更低的成本達(dá)到碳排標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前時(shí)點(diǎn)完成雙碳目標(biāo)的重要手段。目前市 場(chǎng)上同款車(chē)型的純電版本和插電混動(dòng)版本至少存在 1-2 萬(wàn)元的價(jià)差，主要來(lái)自電池成本。一方面，混動(dòng)汽車(chē) 的電池容量低于純電動(dòng)車(chē)，電池成本的影響相對(duì)較?。涣硪环矫妫靹?dòng)汽車(chē)中的內(nèi)燃機(jī)屬于傳統(tǒng)汽車(chē)部件， 完善的產(chǎn)業(yè)鏈可以攤薄成本。

混動(dòng)汽車(chē)的增長(zhǎng)潛力巨大，將逐步替代燃油車(chē)成為傳統(tǒng)能源車(chē)型的主力?！豆?jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖 2.0》 提出，到 2025、2030、2035 年混動(dòng)乘用車(chē)新車(chē)銷(xiāo)量占傳統(tǒng)能源乘用車(chē)的比例分別達(dá)到 50%-60%、75%-85%、 100%?；靹?dòng)汽車(chē)的油耗表現(xiàn)優(yōu)于燃油車(chē)，滲透率的提升將對(duì)降低汽車(chē)行業(yè)的整體油耗起到重要的推動(dòng)作用。

1.2 雙積分政策有利于車(chē)企生產(chǎn)混動(dòng)車(chē)型

新版雙積分政策引入“低油耗乘用車(chē)”，生產(chǎn)混動(dòng)車(chē)型可幫助車(chē)企實(shí)現(xiàn)正積分目標(biāo)。雙積分包括企業(yè)平均燃 油消耗量（CAFC）積分和新能源汽車(chē)（NEV）積分，對(duì)降低汽車(chē)油耗和促進(jìn)新能源汽車(chē)發(fā)展起到推動(dòng)作用。 2020 年乘用車(chē)全行業(yè)的 CAFC 積分為-735 萬(wàn)分，NEV 積分為 330 萬(wàn)分。于 2021 年開(kāi)始實(shí)施的新版雙積分 政策將綜合燃料消耗量滿足相關(guān)要求的傳統(tǒng)能源乘用車(chē)稱為低油耗乘用車(chē)，而混動(dòng)汽車(chē)（HEV）正符合該標(biāo) 準(zhǔn)。原本混動(dòng)汽車(chē)由于電池容量小而被排除在雙積分政策之外，此次納入積分計(jì)算將鼓勵(lì)車(chē)企生產(chǎn)混動(dòng)車(chē)型 以應(yīng)對(duì)嚴(yán)格的雙積分考核。

在插電混動(dòng)汽車(chē)享受 1.6 個(gè)新能源積分的基礎(chǔ)上，混動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)量打折計(jì)入傳統(tǒng)能源乘用車(chē)核算。新版雙積 分政策規(guī)定，2021 年度、2022 年度和 2023 年度的低油耗乘用車(chē)生產(chǎn)量或者進(jìn)口量分別按照其數(shù)量的 0.5 倍、0.3 倍、0.2 倍計(jì)算。以 2021 年為例，車(chē)企如果生產(chǎn)了 2 輛混動(dòng)汽車(chē)，將按照 1 輛傳統(tǒng)能源乘用車(chē)納入 計(jì)算，反向減少了車(chē)企為了獲得新能源正積分而必須生產(chǎn)新能源汽車(chē)的數(shù)量。

2. 混動(dòng)技術(shù)路線分析-高門(mén)檻，非過(guò)渡技術(shù)

混動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的特性互補(bǔ)，降低油耗是設(shè)計(jì)初衷。行業(yè)通常根據(jù)電機(jī)在傳統(tǒng)系統(tǒng)中的位置區(qū)分混動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型，主要包括以下幾種分布形式：

P0：電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)前端，通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接，又稱 BSG 電機(jī)。

P1：電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)后端，直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)主軸上，又稱 ISG 電機(jī)。

P2：電機(jī)位于離合器和變速箱之間，連接在變速箱的輸入軸上。

P2.5：電機(jī)設(shè)置在變速箱內(nèi)部，一般為是雙離合變速箱，電機(jī)安裝在變速箱奇或偶檔位軸上。

P3：電機(jī)位于變速箱之后，與變速箱輸出軸相連。

P4：電機(jī)位于后橋，電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸分離。

根據(jù)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式，混動(dòng)汽車(chē)可實(shí)現(xiàn)以下幾種工作模式：

串聯(lián)模式：發(fā)動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，而是為電機(jī)提供動(dòng)力。這種模式允許發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速獨(dú)立于車(chē)速，故發(fā)動(dòng) 機(jī)可以以最佳速度運(yùn)行，始終在最佳效率區(qū)間工作。但由于能量傳輸路徑較長(zhǎng)，效率損失較大。這種模式在 絕大部分的城市使用場(chǎng)景下較省油，且純電駕駛帶來(lái)的平順體驗(yàn)較好。

并聯(lián)模式：發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩通過(guò)機(jī)械耦合傳遞到車(chē)輪，最大輸出功率較高。 這種模式可以實(shí)現(xiàn)中高速巡航工況下的低油耗。

串并聯(lián)模式：在串聯(lián)模式的基礎(chǔ)上，通過(guò)離合器實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)輪連接與斷開(kāi)。這種模式融合了串聯(lián)和并聯(lián) 的優(yōu)點(diǎn)，適用場(chǎng)景擴(kuò)大。

2.1 主要混動(dòng)方案及代表

根據(jù)電機(jī)位置、數(shù)量和連接形式的不同，車(chē)企推出了多種混動(dòng)方案，常見(jiàn)的方案有以下幾種：

單電機(jī)混動(dòng)方案

P0 架構(gòu)：該架構(gòu)通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)前端放置一個(gè) BSG 電機(jī)，利用皮帶傳動(dòng)兼顧啟動(dòng)和發(fā)電。該模式下，電機(jī)并 不直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，本文不重點(diǎn)討論這種架構(gòu)。

P2 架構(gòu)：該架構(gòu)通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間增加一個(gè)離合器、一個(gè)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。這種混動(dòng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式 簡(jiǎn)單，歐系車(chē)企采用的較多，如寶馬 5 系 PHEV，大眾 GTE 等。P2 架構(gòu)通過(guò)離合器的分離與閉合實(shí)現(xiàn)串并 聯(lián)模式的切換。