来源:报告研究所
1、中国插混汽车市场繁荣背后:经济性是基础
1.1 插混汽车连续超 3 年增速超越纯电动汽车
中国新能源乘用车市场从 2020 年开始迎来爆发增长。新能源乘用车主要分为纯电动和插电 混合动力两种动力形式(氢燃料电池乘用车销量基本可以忽略)。 新能源汽车行业爆发的初期,纯电动汽车是主要的驱动力,出现了特斯拉 Model 3、小鹏 P7、 蔚来 ES6、比亚迪汉等明星产品。2021 年 3 月 8 日,比亚迪 DM-i 混动系列的首款产品秦 Plus DM-i 上市,凭借良好的驾驶体验和超低的油耗,DM-i 迅速成为现象级产品,自此在长 达 3 年多的时间内,插混汽车的销售增速一直领先纯电动汽车。
插混汽车按照基本的动力传输路径主要分为三类:1)串联混动,发动机不驱动车辆,只带动 发电机发电,电能使驱动电机驱动车辆。2)并联混动,发动机和电机同时驱动车辆 ,或发动 机同时带动车辆和发电机。3)串并混联,可通过离合器等结构在串联和并联两种模式间切换。 插混汽车分类中,串联混动发动机不能驱动车辆,只作为增加电动里程的增程器,又称增程 混动(下简称 EREV),而并联混动和串并混联发动机可直驱车辆(下简称 PHEV,PHEV 广义概念包含所有插混汽车,这里取其狭义概念便于区分)。
插混汽车补能效率近年来没有本质变化,销量提升主要由于产品经济性提升。主流插混汽车 产品主要均采用串联和串并混联两类混动技术架构,涌现出三股增长浪潮: 1) 现象级 PHEV 产品比亚迪 DM-i,采用串并混联架构。自 2021 年 3 月上市起,比亚迪在 插电混动市场的市占率持续提升,至 2022 年一度超过 60%。 2) 问界、零跑、深蓝等品牌追随理想的 EREV 产品,采用串联架构。自 2022 年 7 月问界 第二款车型 M7 开始交付起,以理想、鸿蒙智行、深蓝、零跑为代表的 EREV 开始占据 越来越大的份额。 3)吉利、奇瑞等传统车企不断进步的 PHEV 车型,主要采用串并混联架构。自 2023 年年中 开始,吉利、长城、奇瑞等车企密集推出产品力出色的 PHEV 车型,进一步推动了插电混动 汽车市场的增长。
1.2 主流混动技术通过串联工作模式解决了通勤油耗问题
国内用车通勤需求大,插混车型必须针对性解决通勤状态发动机效率低的问题。据《中国新 能源汽车大数据研究报告 2024》,中国插混车辆的平均纯电行驶里程占比不足一半,发动机 参与度较高。而插电混动车辆超过 90%的出行行驶里程在 40km 以内,主要用于工作通勤和 短途接送,平均行驶速度低,需要面对频繁的加减速和启停,不利于发动机高效发挥。
串联和串并混联汽车使用串联工作模式时有“两个解耦”: 1)发动机转速与行驶需求解耦,发动机与车轮间无机械连接。发动机只发电不驱动,无论车 辆处于高低速、加减速或是启停状态,发动机可以保持工作在适宜的转速。 2)发动机功率与行驶需求解耦,发动机功率可不等于驱动功率。如果车辆行驶的功率需求大 于发动机功率,电池放电可以补上剩下的功率需求,如果车辆行驶的功率需求小于发动机功 率,多余的发电功率可以给电池充电。 两个解耦下,发动机可以自由工作在最佳经济性状态。电控系统控制发电机的磁场强度,调 节发动机的转矩和转速,达到无级变速的效果。图 7 的万有特性曲线中,反比例曲线为等功 率曲线,x 轴表示发动机转速,功率和转速的自由调节意味着发动机可以自由工作在效率 map 中的任意工作点。
相比而言, 如果是单并联架构(如 P2),由于与行驶需求不解耦,发动机转速受限于行驶 速度,因此并联架构只有发动机的功率可以自由调节。 串联工作模式占混动系统工作状态的比例越高,发动机的标定和优化工作就越简化为优先提 高发动机的极限效率。这直接催生出比亚迪和吉利超过 46%热效率的混动专用发动机,行驶 时可持续保持在高效区间,再乘以电机效率和传动损失,城市工况也能保持 40%的系统综合 效率。作为对比,传统燃油车发动机由于需要考虑复杂工况的优化,最高热效率水平接近 40% 都非常困难,燃油车动力系统低速城市工况热效率不足 20%。 由于串联工作模式在通勤场景良好的节油效果,国内主要插电混动车型几乎都支持串联工作 模式。比亚迪的 DM-i 在串联增程混动架构基础上,增加了用于发动机直驱的离合器和一 套传动比适合高速工况的减速齿轮。在车辆以较高速度行驶时,离合器闭合,DM-i 的发动机 可以直接高效驱动车辆。 以串联结构为基础,其它汽车制造商也发展出自己不同的串并混联混动架构,和 DM-i 的区 别在于将电机和发动机集成到混动专用变速箱(DHT),而非使用单挡减速器结构,让发动 机更多参与到驱动车辆的过程。 插混汽车销量快速增长,技术不断迭代的同时,质疑的声音一直存在:随着三电技术的不断 进步,混合动力将仅是过渡期的选择还是会长期存在?这是本研报试图分析的问题。
1.3 纯电补能效率不断提升,插混市场长期繁荣需要经济性支撑
补能效率更高是插混相较纯电动车型的重要优势,但纯电动汽车补能效率正不断提升: 1)纯电动汽车单车带电量持续增长,补能频次和里程焦虑下降。2022 年至 2024 年,中国 纯电动汽车平均单车带电量分别为 50.9kWh、54.7kWh、57.1kWh。 2)快充网络建设不断建设。截至 2025 年 5 月,国内共统计有公共直流快充桩 173 万个。其 中,240kW 以上充电桩近 20%为 2025 年 1~5 月期间新增,而 60kW 以下的直流充电桩仅 有约 10%为 1~5 月新建。按照 57.1kWh 的纯电单车带电量计算,2C 快充对应 114.2kW 以 上的充电功率。若以 120kW 的充电功率作为“2C 充电桩”的分界,其保有量占直流充电桩 的比例已经从 2024 年底的 30.5%提升到 2025 年 5 月的 32.2%。
3)快充车型持续渗透。2024 年,2C 以上快充车型销量占纯电动车型总销量的比例从年初的 30%持续提升至年末的 40%以上。虽然 8 月以旧换新补贴加码后低价纯电动汽车销售占比持 续高位,但快充快速渗透的趋势并未改变。
2C 快充指电池峰值充电功率(单位 kW)大于电池带电量(kWh)的 2 倍,理论上如果充电 功率一直维持在峰值,对应半小时可以将电池从空电充满,实际由于热效应和电池寿命保护 的需要,一般 2C 快充电池电量从 30%充到 80%的时间约在 20 分钟左右,已经可以有比较 好的充电体验,同时伴随快充网络的持续建设,可以大大缓解消费者的补能焦虑。
随着纯电动汽车补能效率的提升,插混汽车相对纯电的经济性成为其能否长期存在的基础。 下文将分析插混产品和技术的趋势,并选取典型的技术方案作为经济性分析的基础。
2、中国插混汽车产品和技术演化:PHEV 和 EREV 两极分化
2.1 成本为王,传统车企 PHEV 产品方案向 DM-i 靠拢
传统车企往往选择不断打磨 PHEV 产品,主要依托在发动机技术,燃油车车型平台等方面的 产品技术积累。PHEV 的发动机需要兼顾直驱和发电,研发比 EREV 更为复杂,同时发动机 和车桥之间有机械传动结构,布置适用燃油车平台,这两者均为传统车企的强项。 随着产品的不断迭代,传统车企主力车型的混动架构从百花齐放逐渐趋同,向 DM-i 的 P1 (与发动机刚性连接的发电机)+P3(不使用变速箱结构的驱动电机)双电机加单挡减速器 方向靠拢。混合动力汽车兴起的 2021 年,传统车企纷纷推出自己独特的混动技术,使用不 同的多挡混动专用变速箱(DHT)设计,希望通过不同挡位挖掘发动机更多的直驱甜点工况, 并通过技术的差异化打造自己的混动品牌。 理论上多挡 DHT 确实可能带来比 DM-i 的单挡直驱结构更高的燃油经济性,同时相比 DM-i 发动机仅有的高速单挡,更多的档位可能带来更强的动力。但实操层面,这样的做法带来以 下问题: 1) 变速箱增加了数千元的购置成本,同时增加了后期维保成本,削弱了车型的价格竞争力。 2) 发动机在多挡位下更多参与直接驱动也意味着发动机的优化逻辑更为复杂,更难达到单 挡混动专用发动机的极限性能。 3) 过多的模式增加了控制逻辑的复杂性,增加了控制软件的优化难度,工作模式的频繁切 换影响驾驶体验。 4) 更长的开发周期和更高开发成本。
因此,吉利、奇瑞等车企纷纷作出改变,在保留其多挡 DHT 混动架构用于动力向产品的同 时,在更主流和经济型的车型上推出单挡减速器方案,促进了销量的持续增长。
2023 年,比亚迪 DM-i 喊出“油电平价”的口号,将 PHEV 的价格打入 10 万元以内。将 DMi 系统成本进行拆解,我们可以看到它是如何降本并实现“油电平价”的。 DM-i 与燃油车相比,省去了启动电机和变速箱,增加了电池以及发电和驱动系统,整体成本 相对纯燃油的架构增加在 1 万元左右。考虑到购置税的优惠,DM-i 和燃油车的购置成本基 本持平,同时具备了更低的使用成本,在产品竞争力上对燃油车几乎实现了全包围。
2.2 完美过渡,新势力从 EREV 入局混动,和纯电技术共享
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