插混、增程、纯电为什么说纯电是未来的趋势

技术路线：插混、增程、纯电趋势判断

新能源汽车目前有纯电动、增程式、插电式3 种主流技术路径，其中增程式和插电式均为混动技术。纯电动汽车是指以动力电池为动力，用电机驱动车轮行驶；混动技术分为串联、并联、混联3 种模式，其中混联是目前车企主要插混技术路径：

1）串联构型将发动机与车轮解耦，发动机通过发电机发电，再由电机驱动车轮;

2）并联构型发动机与发电机可以同时驱动车轮，实现两个动力源的相互补充与配合;

3）混联构型可以同时实现串联与并联功能，其中的典型代表是功率分流与串并联，分别使用行星齿轮排与串并联结构，控制逻辑最为复杂。基于混动汽车工作原理，混动汽车动力拥有线性的动力输出，驾驶体验平顺、静谧、可油可电，有助于解决消费者里程焦虑，但通常比同级别车型价格昂贵。

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在便捷性、经济型、驾驶体验、技术难度方面三种方案各有优势。

便捷性方面，增程、插电与纯电相比便捷性更好，增程、插电可油可电，没有里程焦虑，且不依赖充电桩；

经济性方面，插混大于增程大于纯电动，主要由于电池成本仍然较高，纯电动成本大于增程与插混；

驾驶体验上，纯电动最好，增程式次之，混动汽车相对一般；技术难度上，插电式难度最高，机械部件多(发动机、电机、齿轮机构)，研发难度大，且现有技术堡垒/专利较多。

纯电动率先发力两端市场，插混加速燃油车替代。基于目前的技术水平，便捷性、成本问题阻碍纯电动对燃油车车型代替，但我们认为，纯电动汽车在代步车市场大有可为，该市场客户几乎不存在里程焦虑，且纯电动小车具备电池带电量少成本低、电动化驾驶体验等优势。在中高端市场消费者对价格不敏感，并且纯电动汽车在智能化、电动化方面均优于同级别燃油车，纯电动汽车可实现在中高端市场对燃油车进行替代。对于插混汽车，以比亚迪为代表的国内主机厂已实现或将要实现插混技术的燃油车平价，再叠加插混新能源汽车的电动化、智能化体验，插混汽车正在快速对燃油车进行替代。

纯电动汽车基于专用纯电平台优势明显。对于车企而言，设计、生产新能源

汽车有两种模式，一种是改造传统燃油车平台，即AEP （ Adapted Electric

Platform），另一种是使用全新设计开发的专用平台，即NEP（New Electric

Platform）。使用AEP的好处在于可以与传统燃油车共享设计、模具和零部件等，前期车型投放速度较快，前期成本也可以得到较好控制，除此之外，使用NEP 优势显著：

乘坐、储物空间更充裕：新能源汽车在动力总成及周边零部件的外观尺

寸、布局方面与传统燃油车存在明显差异，使用AEP 时，动力电池往往

会侵占后排乘坐空间和后备厢储物空间；

续驶里程更长：AEP 没有为动力电池预留空间，动力电池布局无法实现

最优，同时热管理系统的匹配难度更大，拖累续驶里程；

动力性能更好：AEP 动力总成的不合理布局导致整车配重、电池热管理

等无法实现最优，无法充分发挥电动机的极致性能；

新能源汽车放量后生产成本更低：使用AEP 时，动力电池通常被布局在

传统燃油车传动系统、排气系统、油箱、后备厢等位置，外观轮廓很难

形成统一标准，相比之下NEP 通常将动力电池平铺在底盘上，更容易实

现模块化并应用于不同的车型，新能源汽车放量后生产成本更低。

国内外主机厂纷纷发布纯电平台，平台化造车方面差距较小：

1）吉利浩瀚架构以硬件层、系统层和生态层构建三位一体的立体化布局，拥有全球最大带宽，实现从A 级车到E 级车的全尺寸覆盖，可以满足轿车、SUV、MPV、小型城市车、跑车、皮卡的制造需求。同时，浩瀚架构将软件开发时间缩短50%以上。

2）长城ME 平台整合全球资源，具备大空间（轴距车长比可大于70%）、高安

全（60%以上高强度钢车身、高达4.0 的车顶抗压强质比，具有超强的抗压能力）、轻量化（通过新材料应用、断面优化、集成化设计）、可扩展（可覆盖A-D 级车型）等特点。

3）广汽新能源第二代纯电动专用平台GEP（GAC Electric Platform），该平

台最大的优势是电池与电驱动系统位于车辆中心，有利于车内空间最大化。

4）比亚迪e 平台可以整合资源，提升产品通用化、标准化、简易化。三电

高集成度标准化，可以在同平台下搭载不同动力配置以及续航需求，也可以根据

需求搭载不同悬挂结构。去繁从简的设计理念，还可以降低整车成本，零部件空

间挤占更小，配套采购成本也能大幅下降。

5）大众MEB 平台延展性强。大众MEB 采用模块化设计，这意味着该平台的尺

寸可被缩短、伸长或进行其他修改。该平台可被用于各种汽车类型，按尺寸划分，囊括了从SUV 到掀背式轿车的各种车型。

6）丰田发布e-TNGA 平台，差异化锁定HEV 市场。丰田e-TNGA 架构系混动

平台，将用于开发十款六种左右的车型，包含紧凑型跨界车、中型跨界车、中型

SUV、中型小型货车、中型轿车和大型SUV。

7）戴姆勒奔驰EVA 平台具备核心优势：1）适用于奔驰目前已有的所有车系，

包括A 级、S 级、GL 级等，同时支持两驱及四驱两种工作模式；2）电池和电动机的架构可调节性。EVA 平台电池位于车轴之间地板下方外壳中，模块化结构下可实现相同体积容纳不同电池容量（60、80、95 及110 kWh），功率也可根据具体车型调整分配。

政策指引体现混动技术大有可为。中国汽车工程学会牵头修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确了阶段性发展目标：到2025、2030、2035 年，新能源汽车销量（插混+纯电）占比分别达到20%、40%、50%，混动汽车在传统能源乘用车中销量占比分别达到50%、75%、100%。

混动达燃油车平价，加速对燃油车进行代替。比亚迪DMi、长城DHT、奇瑞

鲲鹏、广汽均采取双电机混联架构；福特、丰田THS、通用第二代Voltec 采用功率分流架构；日产e-power&理想采用电动增程架构；大众DQ400E、奔驰EQ Power、宝马5 代eDrive、长安iDD、吉利领克P2.5、上汽二代EDU 均采用单电机P0-P4架构。

目前国内混动领先企业均采用混联模式作为主要技术路径。其中比亚迪DMi率先实现混动系统与燃油车平价，并发布基于DMi 平台的秦、宋、唐车型，已实现燃油车爆款销量。自主车企如长城柠檬DHT、吉利GHS2.0、奇瑞鲲鹏、广汽绿擎技术将在2021H2 到2022 陆续搭载上车，或将加速进入燃油车替代时代。

技术维度：电动化系智能化最佳载体

分布式电子电气架构已不能满足智能汽车发展需要。随着汽车智能网联发展，

汽车功能愈发复杂，整车上所布置的ECU 电子控制器单元也在逐步增多。当前一辆乘用车可以拥有多达70-80 个ECU，而所有ECU 的总计代码量预计已达约一亿行，其复杂度远超安卓手机系统。在传统的汽车供应链中，不同的ECU 来自不同的供应商，有着不同的嵌入式软件和底层代码。这种分布式的架构在整车层面造成了相当大的冗余，传统汽车的软件更新几乎与汽车生命周期同步，极大地影响了用户体验。

向以集中化和域融合为特征的跨域集中式电子电气架构发展。分布式电子电气架构方案已不再具有优势，需要向以集中化和域融合为特征的跨域集中式电子电气架构发展，“域”的概念由此而生。整车需要关注系统方案和软件集成控制，单一功能的控制器不再成为主流。车企唯有掌握“域”控制理念，才能在汽车智能网联时代继续保有匹配整车地位的话语权。

传统分布式电子电气架构体系通常将功能划分在不同的模块领域，如动力总成、信息娱乐、底盘、车身等。在每个模块领域中，控制器的设计通常基于特定的功能，如：座椅控制单元SCU、尾门控制器PLG 等。模块与模块之间通过CAN总线传递信息，而其模块划分一般也根据总线数量而定。

其优点：

1）功能划分明确，模块与模块之间严格明确界限，一切“越界”行为容易控制；

2）模块间的独立性较强，模块开发者不用太过于考虑其他模块的干扰问题。

局限性：

1）功能控制器的独立开发模式致使信息闭塞，传输信号的带宽局限，资源无法共享，大量运算资源浪费，性能“偏科”；

2）在计算性能、通讯带宽、变形管理和支持跨域功能等方面存在瓶颈；

3）以高度嵌入式控制器为主，硬件与软件高度集成，在车辆批产后软件难以升级，较难支持软件创新。

跨域集中式电子电气架构更好地支持软件持续创新和更新升级。分布式电子

电气架构模块化封闭的架构局限性在L2 以下的自动驾驶应用中可被容忍，但在

L4 自动驾驶或ASIL-D 功能安全的要求下，这种局限就会被放大，成为正向功能开发的障碍。跨域集中式电子电气架构通过域控制器和以太网提供了未来汽车所需的计算能力和通讯能力，将车辆层级软件集中于域控制器，并标准化高度嵌入式控制器，更好地支持变形管理和跨域功能，化解了分布式架构的局限。

未来集中式汽车电子电气架构将分为三层：

顶层为云计算服务平台；

中层为车载计算控制平台（即域控制器）；

下层为机电一体化的标准化执行器、传感器控制器。

一般将汽车电子电气系统分为五个功能域，分别是动力总成域、底盘域、车身域、信息娱乐域（智能座舱域）、辅助/自动驾驶域。由此，中层的计算与控制

包括五个域的主控和以太网通讯、无线通讯共七个元素。

集中式方案落地受实现成本制约。“域”集中式方案架构理念完美，但近年在中低端车型上并没有得到大范围运用，方案实施成本是首要矛盾。随着汽车电子应用增多，整车ECU 数量及运算能力需求都不断增长，同时对运算带宽的需求也开始爆发，汽车电子系统成本已然大增。而为配合基于模块划分的“功能域”的概念，线束、布置、安装、支架，不得不重新洗牌设计，机械结构改造成本也将显著增加。

特斯拉在Model 3 按物理空间临近原则划分域，具有成本优势。为了解决高

昂的成本问题，且不丢失“域”软件集中的核心概念，特斯拉Model 3 重新划分

“域”。在新的概念中，不再存在传统的车身域、动力域等，取而代之以基于物

理空间划分的“区域Zone”，比如中域、左域和右域。新的域按照布置方案来划

分，这是区域的核心理念。

“区域Zone”给软件开发提出较高要求，带来诸多挑战：

1）单一控制器工程师需要负责更多的控制器和功能，例如车身控制器工程

师可能需要开始研习雷达的驱动和算法；

2）同样功能的软件开发工作量会大幅提升，功能安全ASIL-C 和D 级别的软

件开发逐渐变成标配；

3）域的控制开发将不再仅限于功能，软硬件开发将打破传统的功能划分壁

垒，更多地需要从整车角度思考。

国内自主企业正在迈入电子电气架构域控制器时代，比亚迪、哪吒、极氪汽车、东风岚图均已发布电子电气架构达到集中式域控的电动车平台，长城汽车将于2022年发布具备集中式域控制器的平台。未来，基于域控制器的平台架构将助力汽车智能化、网联化快速发展。

参考资料 华西证券