SAECCE 2020 | 东风汽车蒋学锋：商用车的混合动力技术路线分析

2020中国汽车工程学会年会暨展览会（SAECCE 2020）于2020年10月27-29日在嘉定上海国际汽车城-上海汽车会展中心举办，汇聚汽车及相关行业的企业高层、技术领军人物、资深专家学者、广大科技工作者。10月29日，东风汽车集团有限公司副总工程师、中国汽车工程学会会士蒋学锋在本次大会上发表了主旨演讲。

 以下为演讲实录：

今天主要跟大家报告一下东风在商用车混合动力方面的一些实践，主要分成两个方面，第一部分是商用车所面临的环境，第二部分是向大家报告一下在几个主要的应用场景下东风在过去在混合动力方面的应用情况。实际上混合动力在东风的历史还是比较悠久的，在上个世纪1998年的时候我们就已经启动了混合动力的研究，当时我还作为东风第一位混合动力的项目负责人在做，这几年发展的速度还是比较快的。

首先跟大家一起回顾一下商用车过去几十年发展的历程，归纳下来应该说经历了从无到有的时代，经历了从有到大的时代，现在是要向强方向发展的时代，也经历了柴油化、电控化的时代，包括在电控化的时代我们的性能得到了快速的提升，当前这个阶段面临着整个传统技术向新技术转型的过程中，面临着一个新的时代，我们称之为多样化的时代，在多样化的时代内，包括电动化、智能化、网联化的技术和传统技术发生了很多的融合。

商用车的技术驱动要素，首先是政策法规方面的驱动，尤其是排放法规从国1到国6进步的速度是非常之快的，现在国家实际上已经国6的法规在很多区域已经开始实施了，国6的法规应该说发展的速度很快，很多主机厂已经跳过了国6A进入到国6B的阶段，从国6B的法规来说基本和欧洲接轨，甚至在某些指标控制方面比欧洲同步的法规还是要走得更加快一些，与此同时安全的一些法规，包括节油的法规，1589的法规，包括过去的这几年集中的一些发布涉及到电动化、智能化、网联化的一些新的标准，以及国家的整个产业的政策更加的开放，外资的放开、股比的放开，这是在政策的层面上。

在市场环境的层面上，物流的发展速度是非常之快的，尤其是头部的几家物流公司整个的盈利性和发展的成长性非常快。但是实际上中国的物流下一步改善的空间又是非常大的，在头部的集中性方面还不是那么好，另外就是成本非常高，所以在这方面包括国家的整个交通运输方式的变化，多式联运的方式，以及交通运输网络的构建都会对车辆的技术，包括对电动化的技术有非常大的影响。比如说多式联运的方式，更多长途的运输会从汽车转向其他的运输方式，而使得汽车运输半径会进一步的减短，这个也是有利于电动化下一步的发展。

从客户需求来说，客户的需求主要是聚集在两个方向，一个方向是客户更多关注购车以后在使用过程中的成本控制，包括后市场的服务。另外就是生命周期的成本的控制和驾乘体验方面。在技术方面包括最近这几年在能源的技术快速发展以及人工智能包括通信、5G等等这些技术，这些技术的快速发展势必对整个的汽车技术有非常大的促进作用。

因此归纳下来商用车的趋势应该包括几个方面：一个是市场的趋势，市场正逐步从增量的市场向保有量市场的转型，尽管今年中重型商用车会达到历史最高的高度，估计在160万台左右，这是在以往100万台或者100—120几万台区隔内是一个非常高的水平，当然它受到了很多的外部环境的影响，但是总体来说改变不了向增量市场运行的这样一个趋势。

从竞争态势来说，原本国内的竞争就已经非常激烈了，随着国家的技术法规不断的升级和欧洲的接轨，以及各种运输条件的改善，包括用户更多关注在效率方面，更多关注在驾乘体验方面，所以在车辆竞争方面进口的一些车辆随着国家的产业政策逐步的放开，在中国的市场上升的速度比例也是非常快的，我估计同比上一年度今年可能会在40%左右的增长速度。因此我们看到实际上欧洲几家主要的主机厂分别已经启动了在中国地产化的布局。

第三个趋势也就是最近一直在讨论的，包括今天要讨论的传统技术向新技术的转型以及传统技术和新技术的融合，在供应商方面原来主机厂对供应商的管理叫采购部，采购就行了，但是这几年主机厂和供应商不是简单的采购买卖的关系，而进入到一个长期战略合作伙伴联合开发的这样一个关系过程中。从物流来说朝着高效、集约化包括网联化、智能化的速度发展，并且还有一个方向就是主机厂和物流企业的结合会越来越密切，不仅包括运力定制还包括后市场运营阶段的紧密的合作。从公司的层面来说作为一家传统的车企面临制造型企业向商务型企业转型的过程，从转型的过程来说更加关注于在后市场的运行。随着进一步的发展，整车企业在数字化的转型过程中由于掌握了整车的大量的一些数据，也可以进一步价值链延伸到运营阶段，从而和物流企业结合在一起，甚至可能会有更紧密的一些结合。从客户的需求趋势来说，刚才已经做了介绍了。

传统的商用车给大家的印象是非常不好的，但是商用车应该有这样一个雄心，就是要挑战三个O或者三个禁0的雄心，就是零排放、零事故、零等待，或者叫禁0排放，如果要达到这三个0的目标，依靠传统的技术显然非常具有挑战性，所以我们需要传统技术和新技术的融合。

商用车技术应对策略，商用车所面临的问题尽管很多，但是归纳下来无外乎就是安全问题和效率问题、节能问题，当前我们要考虑的是如何把传统的技术和新技术做一个非常好的结合，来应对新的挑战。从节能来说，从Tructrain这个角度，或者从一个发动机燃烧性能的优化来说，哪怕我们达到1%燃油效率的改善都是非常可贵的，但是从发动机方面也许能有5%甚至5%以上的改善，如果再放到整车上也许有10%的改善，但是如果是把车和车结合在一起，车和货物结合在一起，车和道路结合在一起，车和交通运输整个结合在一起，这样的改善空间应该说是百分之几十的改善空间，这也是电动化、智能化、网联化需要改善的方向。

从8个S方面来说，大家一看就很清楚了，包括节能应该是一个永远的主题，从排放法规来说，从污染物的排放法规也势必会走到碳排放法规，二氧化碳节能的方向。其他的包括安全、软产品、后市场开发、技术开发的战略、开发的体系，包括我们的智能化和网联化的社区这样的一个方向，应该说是总体代表了一个主要的方向。

从发动机的方向来说，应该说是更高、更强、更快，包括燃烧速度更快，热效率要更高，爆发压力、喷油压力等等这些方面，这是发动机的方向。从整车的方向来说，包括我们传统的整车技术，当然也包括一些新的技术。

二，混合动力主要应用实践。

应该说电动化、智能化、网联化也好，都需要和场景紧密结合在一起，而商用车恰恰是跟场景紧密结合在一起，工程车就在工地里面，码头的用车就在码头上跑，环卫车就是在环卫区域跑，智能网联的话说，就是有结构性道路的特点。从长途运输来说，目前的实践是P1和P2做了两个方面的工作，首先就是高速物流，从当前来看对于客户的需求来说肯定是动力性、经济性以及实效性，不能说跑着跑着要停下来去充电，因此我们开始做了P1的混合动力，后来量产的时候又做了P2的混合动力。从这张图上可以看到我们可以在正常的行驶工况下让发动机工作在一个比较好的工作状态，当需求功率大于发动机的最佳提供功率的时候很明显上面的蓝线电机是助力的，反过来发动机又会对电进行充电，包括自动能量的回收，目前的自动能量回收还没有做到最佳，今天我们展示的只是一部分的自动能量回收，作为牵引车来说前轴和挂车的自动能量回收实际上还没有充分的回收到。从发动机工作的MAP图上也可以看到，随着混合动力的使用更加集中在最佳的工作区。

混合动力技术战略分析，在高速物流方面我们经历了三个过程，这三个过程刚才说到了P1和P2的转变，同时我们也不断的在调整这三个过程中电池用量的程度，从节油率来看每个状态的节油率都是不一样的，实际上我们在全国各个范围内做了大量的试验，我自己也在云南保山地区开过混合动力的车，应该说混合动力作为长途牵引车是一个很好的技术解决方案，但不是一个内容覆盖所有的场景的技术解决方案，从我们测试来说在山区的国道最佳的情况下大概能有15%的燃油的节省。但是在高速公路上可能在10%—11%这样一个程度。在平原地区节油的效果大概只有5%以内，一方面混合动力要适应所特有的场景，另外一方面实际上还有很多需要改善的一些地方，包括自动能量的回收不是那么好，包括SOC控制范围精度也还有很多需要改善的空间，我把目前的混合动力称之为1.0阶段，到2.0阶段实际上还是有很多提升空间，但是从目前的进展来看不是说所有的牵引车都适合混合动力，因为牵引车运输的距离非常长，当然牵引车有很多专线的牵引车。

在高原地区随着海拔的升高，空气的稀薄，发动机在进气方面会出现很多问题，包括排温、排放、功率扭矩的下降，我们目前也在尝试考虑在这样一个区域如何通过电动化的优势来弥补发动机的这种不足之处。

在城市和城际间的场景，在这个场景里面使用了两种方式，一种就是双电机串联的方式，另外是P2的方式，这两种方式都会给燃油经济性带来20%以上的节省。在城市和城际方面对排放应该也会有比较好的促进作用，从国6包括今后排放法规趋势来说一定是在实际的行驶工况，尤其是在低温和低负荷的工况对于排放NOx的控制，通过混合动力从数据来看可以快速提升发动机的排温。同时也基于一些测试数据在仿真的基础上也做了一些分析，作为P2的混合动力在城市内的运输工况下对NOx的优化。

在工地方面我们也做了大量的一些尝试，包括P2和双电机的串联，工地的工况下实际上传统柴油机油耗非常之高，基本在125—150升/百公里的水平，电动化会有很大的一个优势，并且在某些特殊场景下，比如在空车上山，满载下坡的场景下应该说更加适合混合动力的场景。

混合动力技术的下一阶段分析，2.0阶段如果和自动变速箱AMT结合在一起可以进一步改善在油和电方面的策略，同时我们和智能网联的技术结合在一起，我们也看到了对于前方道路的预测，甚至对于前方交通运输的预测，包括前面提到了SOC的一些控制的精度，包括回收的这些效率，因为我们目前用到了过去在用15度电的时候，基本上根据我们的经验来说，能爬20多度的坡，在混合动力情况下这个电就消耗光了。在充电的时候20多公里的下坡也充满了，所以在实际的不同的场景下如何进一步的去优化匹配也是下一步需要改善的潜力。从未来来说，和路、车、人、交通运输整个结合在一起会进一步去发挥它的优势。还有就是混合动力专用发动机，能够进一步优化发动机工作的工况，从而进一步去发挥在发动机最高效率下的一个潜能，在这种情况下变工况的性能就交给了电动化，发动机专注在固定工况下的优化，当然这个需要排放法规进一步的支持。我前年在无锡的内燃机的大会上也提到过这一点，未来的排放法规需要考虑混合动力在法规方面的支持性，而不是在全MAP下对于排放法规的一些要求。今后我们在整个智能网联、混合动力、自适应方面结合在一起，对于混合动力的2.0的技术进一步的发挥，混合动力结合主要的应用场景应该说会有更加美好的一个前景。谢谢大家。

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（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）