清华大学帅石金:该油混的要去混,该纯电的也要去占领市场
3月28日-30日,以“夯实电动化推进智能化实现高质量发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛(2025)在京隆重召开!本届论坛汇聚20+政府有关部门领导、30+院士专家、100+汽车及相关领域的企业代表,共议汽车产业变革新路径。在首日召开的增程论坛上,清华大学壳牌清洁交通能源中心主任帅石金发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:
各位嘉宾、朋友,下午好!非常感谢组委会邀请来做报告,包括许老师对我的宽容,让我提前讲。
前面的报告非常好,真正讲增程混合动力企业有发言权,我们教授可以科普一下。我是做发动机的,我第一次到钓鱼台参加电动车会议。我们跟电动车一直是死对头,经常争,现在好像形势有点变化,气氛有点缓和,尤其在今天这个场合,感觉我们搞电动的人对我们内燃机赞赏,我对电动赞赏,是非常融合的氛围,差异与插电混合动力得到发展,插电还是新能源,希望以后经常到这儿来探讨,电动车很有意思,这是一点感受。
今天我的题目是《增程混合动力汽车是过渡还是未来?》,相信大家有这个疑问,是未来吗,是过渡吗?我也不清楚,把这个话题抛出来,大家一起探讨一下。
先从混合动力的分类技术做一个科普,混动的概念不是专业人士要讲挺难的,又是插电又是增程,还有油电,还有很多构型,今天在这里跟大家谈谈我的认识,也是我今天能够对增程未来看好的基础。在这个基础上谈谈市场表现,前面从各自企业来讲,我可能从全球,从中国的市场来讲一些未来的发展,当然有机会也有挑战,今天不能回避挑战,挑战是什么?尤其未来把增程混合动力到底未来有没有机会,这个也是大家关注的,做一个探讨。
汽车的动力无外乎几种:纯内燃机、纯电、燃料电池。目前纯电动乘用车在中国发展比较好。介于内燃机和电动车之间就是混合动力,混合动力有两种,一种油电,一种插电,本质没有任何差别,就是有没有插头,电池大小的问题。油电以日本丰田为代表发展得也很好,除了中国之外,油电混合动力在国外发展很好,甚至也有呼声认为中国油电不能放弃,因为它确实构型非常丰富,插电混合动力实际包含增程,因为带插头,把电池做大一点,有里程的要求。中国为什么认为增程是新能源汽车?至少50公里以上,刚才讲的增程300公里,插电小一点,可大可小。这就给我们混合动力插电带来很多的应用场景。广义的插电混合动力实际包含增程。油电混合动力有电池,一两度电,而且是功率性的缓冲器,让发动机一旦运行,始终处在最高效,它的概念跟增程是一个概念。
针对狭义的或者企业讲插电混合动力实际已经有代表了,就是发动机串并联的,可能是P1+P3,可能是P2+P3两个电机。这是一种行业叫插电混合动力,实际还有一种是并联一个电机的,那个用得很少,是一个过渡。增程非常清楚,在过去串联的结构非常简单的基础上把电池做大,到底什么是最优,不同场景也有不同的需求。
关于构型不管油电还是插电,增程过去就是Epower,只不过电池非常小,就是一个缓冲器,这种早就存在。后来电池做大了,变成电为主,电池增程器。中国早期介入混合动力就是并联,欧洲也主推,基于现有发动机有离合器、变速器,就是加了电机助力,放到前面P1,放到中间P2,放到后面是P3,这个构型中国经过几年的发展慢慢不用了,但还是有,比如有一些追求越野性的长城也好,有些构型仍是发动机为主,电机助力,也很好。但是我们现在讲的市场上的插电离合器、开关时串并联两个电机,实际还有丰田的行进齿轮,但是行进齿轮油电非常好,但是用在插电里面,它的机械传动因为是行进齿轮,对直驱有些选择,它的传动效率、响应特性会打折扣,但是它对发电机的要求降低,把这个看清楚以后,油电也好,插电也好,增程也好,都在这个构型里面。还有混动,可以串联、并联,也可以一起来发电的,本田讲的,丰田向左就是油电仍然是做得非常好的构型,只要插电之后,基本走到了P1、P3为代表性的两个电机离合式,就是因为它的场景适用性非常灵活,直驱效率非常高,发电效率也很好,并联也可以实现,确实是一个很好的构型。但是串联我们不能否定,它简单,但是也非常有效。
关于并联的构型,两个电机要么串联,要么串并联,一个电机只是在哪个地方助力的问题,有P0、P1、P2、P3、P4,越往后电驱程度越高。实际上我刚才讲了,中国在混合动力的时候早期上以并联为主,后面串并联构型得到很好发展,这时候开始说中国的混合动力真正有自主的技术走在前面,这个时候说才到时候。
市场的表现出乎我们的意料,我在网上查到,现在AI非常方便,基本八九不离十。全球去年9月份,在国外插电加增程超过油电,势头非常猛,以中国为代表把这条路走上去了。我们过去在全球所有的混合动力包括油电,包括插电,也超过了纯电,国际市场也要关注,中国现在卷得很厉害,既要把领先的优势保持住,也要走出去。这种趋势不能回避,该油混的要去混,该纯电的也要去占领市场。
中国从2019—2024年各种混合动力汽车不断上升,我今天不贬低日本,插电这块没跟上,所以它的比例36.3%降到10%几,日本企业应该反思,包括德国也是这样,这就是中国的技术领先,全球也在用脚投票,中国市场也是这样,中国一枝独秀,这个趋势要保持住。
关于中国的混市场表现,我也是搞内燃机的,纯内燃机也别买了,我们自愿把这个空间让出来,纯电也非常好,我们也为它唱赞歌,确实便宜,电池技术解决了,价格有优势,尤其用电价格有优势,插电混包括增程混确实是一个增长态势,未来有可能是三分天下。再看2020年中国新能源技术2.0,那完全不是一个概念,就是因为中国插电包括增程得到很好的发展,这个趋势非常明显。
总体来讲,前面的企业都讲了各自的发展,总体反映这个情况,2022年-2024年,我国增程式车型销量快速增长,分别占比3.6%、6.8%、9.1%,今年估计可以超过10%。问界的量也上来了,理想现在在新造车势力里面听说唯一赚钱的是它,我也不知道,也得益于加了一个“充电宝”,实际是拥抱了内燃机的好处,使它走得平稳,量也上来了。大家都在这里面竞争,也要卷起来。
驱动因素不详细展开讲,主要解决里程焦虑,但是也不只是解决该问题,同时它的驾驶感非常好,加上国家的政策,把插电超过50公里以上作为新能源政策补贴。技术有点门槛,当时新造车势力纯电马上变混电,跟增程混非常容易过去,我们不能以技术门槛低就说技术low,这个我也不认可。赛力斯刚才讲了,增程用纯电的时间还是长的,就是解决短时间、短距离的里程焦虑,这一点也值得把内燃机跟电机优势很好发挥。
机遇和挑战,长续航不讲了,尤其在一些地区寒冷的东北,有些电到不了的场景增程就是好的解决办法,非常清楚,也是去年和赛力斯交流,支持这个观点,不详细讲了。
挑战还是有的,挑战在什么地方?还是有高速需求,显然我们在高速上不能实现直驱,发了电,电再驱,显然效率要打折扣。这块也给我们发动机在高速的时候,你发电的时候怎么提高效率,也带来了机会,是挑战也是机遇。包括刚才讲了,发动机如果是一个充电宝太小了也不行,刚才张总说希望回到充电宝,好像也不是这么回事。内燃机这种专用的还要做高效,还要有足够的动力,我们当时想是不是搞一个充电宝,费就费点油,不是这个概念,对发电的效率和能量还是有要求。政策未来是不是会支持,也带来不确定性。
总体来讲,一部分人由纯电买增程的看重驾驶体验,没有焦虑。另外,市场上大部分还是在城市通行,偶尔去上高速,确实是非常好的选择,如果充电不方便也是非常好的选择,场景非常清晰。
未来谈谈自己的想法,总体来讲,技术还要升级,包括电池技术,如果有人认为是个过渡,我想一定想到固态电池,热得不得了,杨院士是搞电池的,我不是搞电池的,我没有资格挑战它,听说马上要示范了,成本贵得不得了。不是说它量产了就替代了磷酸铁锂、三元锂,这可能是一个互补的概念。我听到固态电池用到成本不敏感的地方,如飞行器是不是可以接受?有可能。但成本的问题仍然回避不了。
AI不讲了,现在谁都要讲“AI+”,这种能量,电也好,发动机也好,怎么随时随地最优,这个是有机会的。
我认为长期共存,竞争合作,就是今天讲的这种情况,它不是简单的替代,应该是场景互补,包括插电和增程,也不能说增程就一定要替代插电,一定有它自己的场景。可能成本比较敏感的,经常甚至要长途的,更希望用油的,可能插电更好。如果以纯电的体感或者经常用电的成本又不敏感的,可能增程就是非常好的选择。我们要包容,相信老百姓现在越来越聪明了,各种信息都有,他会用脚投票。
补充一点,我是做发动机的,增程混合动力我当时说了一句话,一定要专用开发。给内燃机带来了机会,混合动力给内燃机焕发新生,体现在高原出高峰,汽油机简单的标定弄到高原上当然效率提升,但是这五六年来我们在汽油机的效率由原来36、38不得了,不可能上40,现在动不动就上40,到了45,现在冲50,理论上完全有可能。45就是理论空燃比,把工况往上走了之后,牺牲一部分动力性,效率就能上去,如果再加上吸燃有可能达到50,再加上生物质燃料,就可能实现零碳。高原就是收缩到面,一个窄区,高峰就是牺牲动力性,保积极性,你们经常听阿特金森循环、高压比,搞发动机的知道,阿特金森是什么情况?膨胀比大于压缩比,进点气回去,把泵气损失降下来,原理非常清楚,没有带来革命性的东西。就是动力性的要求降低了,其它的结构也简单,甚至有一些二冲程、转子发动机、自由活塞也有机会,那就是张总讲的充电宝,有些场合对紧凑型、结构要求非常严,也有机会。平顺性、低成本都给内燃机带来了新的机会。
我自己画了一个图,比亚迪当时给我的,后来我终于找到这个规律,效率不断提升,牺牲了深功率,过去我们大众GDI的时候100千瓦/升,现在谁也不提这个概念了,到哪里去了?提升效率。未来怎么突破45?这是理论空燃比,吸燃,螺旋式上升,过去化油器也有吸过的,后来排放法规理论空燃比,后处理我有办法解决。现在高效发动机很多,5高2低的技术路线,高滚流比、高压缩比、高EGR率、高能点火、高效增压和低泵气损失、低摩擦等技术。窗户纸一搞就破,提高热效率,提高吸燃,把机械损失降下来,效率就上去了,原理非常清楚。内燃机任务艰巨,我们要回应碳中和,划时代汽油、柴油和内燃机相处得非常好,现在面临挑战,怎么办?生物乙醇是碳中和的液体燃料,巴西已经在走这条路,作为混合动力发动机为什么不可以?偶尔用一下,压缩比就提上去了。如果乙醇不够,还有绿色甲醇。把甲醇直接加到汽油中,去年我到新疆去,已经有这个工艺在,没增加多少成本,现有的汽油完全一模一样,只不过是绿色的,氢内燃机有没有机会?也有,我个人认为如果燃料电池都找不到机会,那可能有点难度,氢内燃机还是往商用车走。未来混合动力专用发动机包括增程的应该是零碳混合动力专用发动机,高效,突破50%。
我就讲这么多,最后我想你有答案了,我不想说服你,我们一起把零碳,把高效做好,为中国电动车助力。
谢谢大家!
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