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过去几年,在纯电这条赛道上,自主品牌弯道超车已经取得了初步成效 。
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根据《2021 年新能源乘用车白皮书》的数据显示,2021 年自主品牌在新能源市场占据了超过七成的份额,新能源前 10 名品牌中有 9 家为自主品牌(唯一的海外品牌就是特斯拉) 。
不过在新能源车的构成中,插电混动 PHEV 的份额长期只在 2 成左右徘徊,而在节能汽车 HEV 混动领域,日系「两田」长期霸占着超过 90% 的份额 。在弯道超车的过程中,似乎自主品牌一直在「一条腿走路」 。
不过在 2022 年,自主品牌的混动车型扎堆上市,并且其技术含量丝毫不逊于「两田」,混动 + 纯电「两条腿」共同弯道超车的格局正在形成 。
混动市场变天,自主品牌集体逆袭
混合动力汽车从结构设计和控制难度上要比纯电复杂的多,同时行业内充满着各种「黑话」,比如串联、并联、混联、功率分流,P0、P1、P2、P2.5、P4 电机等名词概念,组合在一起就像听天书一般 。
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DM 2.0、3.0 时代的唐 DM 完全是性能取向
为了便于理解,这里先抛开那些纯粹追求性能的混动,比如法拉利 SF90,比亚迪唐 DM ,个人给大家提供一个简单有效的判断车企混动技术是否先进的标准——是否有传统意义上的变速箱 。这里需要提醒的是有些车企在自家的车型配置表变速箱下面标注 E-CVT,其实和传统的 CVT 变速箱没有任何关系 。
没有传统变速箱,意味着车企不是只在传统动力上「打补丁」,而是通过重新设计,能尽量发挥出混动中「电」方面的优势,并让发动机在大部分时间内都在高效率区间内工作 。
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长安 iDD 混动依然采用简单的 P2 架构,但采用了较大功率的电机和大电池包
从这个角度来看,以德系为代表的 P2 混动并不算是一个先进的混动系统,目前自主品牌中仍在追随这种结构的只剩下长安 iDD 混动了,其余的自主品牌都推出了更为节能高效的混动,当然也都没有传统意义上的变速箱,这里将它们分为 3 类:
- 增程式:理想、岚图、日产 e-Power、傲图 AITO
- 行星齿轮功率分流式:丰田 THS、吉利智擎 Hi·X、广汽传祺钜浪动力
- 定轴式混联:本田 i-MMD、比亚迪 DM-i、长城柠檬 DHT、奇瑞鲲鹏 DHT
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内燃机的高效做功区间十分狭窄,只有在特定的转速、扭矩输出区间才能达到 35% 以上
的确增程式混动的能量转换途径较长,从发动机 — 发电机 — 电机驱动,每一个步骤难免都会有一些能量损失,但在现实中传统燃油车的发动机很少会在高效率区间工作,即便现在的变速箱的档位越来越多已经来到了 10 AT,但发动机大部分路况下的效率都不足 30%,如果在市区走走停停,那么大概率热效率不足 20% 。
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典型的电机效率 MAP 图,电机想要达到 90% 的效率很轻松
而增程式混动能让发动机大部分时候的工作效率都在 30% 以上,同时对电机来说效率超过 90% 轻轻松松,即便扣除发电过程中 10% 左右的能量损耗,增程式混动仍然可以比传统燃油车省油不少,不过这是建立在综合路况下的分析,如果是一直跑高速,增程式可能更费油 。
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理想 、岚图、傲图等新势力都采用了增程式动力
综合来说,增程式是一种技术相对简单,下限较高不过上限较低的混动路径,对于缺少技术积累的「新玩家」来说比较友好,未来的发展潜力还是非常大的 。
下面要介绍的两种则是技术难度大,结构复杂,但上限较高的混动 。
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丰田 THS 的核心部件,行星架功率分流装置
首先便是大名鼎鼎的丰田 THS,其核心便是由行星齿轮结构组成的功率分流装置,其核心是发动机的功率可以分流给两部分,一部分给 M1 电机(对应中心的太阳轮)进行发电,同时剩余的功率去驱动外圈齿轮通过减速器驱动车轮,根据电池 SOC、车辆时速和动力需求改变二者的比例 。
这样就能尽可能的让发动机工作在高效区间同时功率扭矩不被浪费,再搭配一台高热效率的发动机,节能减排的目的就达到了 。
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广汽传祺 GS8 混动版 ,搭载了丰田 THS 混动系统
再回到自主品牌上来,广汽传祺矩浪不必多说,「丰田亲传」的技术,不过在 GS8 混动版上用了动力更强的 2.0 T 发动机, 在动力性能上比同级的丰田汉兰达要高出不少 。
而吉利的混动之路就比较曲折和有趣了,主要分两条路走,一条是和沃尔沃一起研发,搞出了 48 V 轻混和 P2.5 插混两种方案,其中 P2.5 方案算是对 P2 结构的一种升级, 这两种欧味十足的混动放前几年还算可以,现在肯定是落后了;另一条路则是曲线学习丰田 。2014 年,吉利与科力远成立 CHS 合资公司(吉利控股),而这个科力远于 2013 年与丰田公司合资成立了一家合资电池公司,专为丰田THS生产电池,因为这个背景,科力远获取了丰田 THS 的相关技术资料 。
因此,吉利也曲线掌握了丰田的 THS 相关技术,再经过几年的研究,便有了今天我们看到的吉利智擎 Hi·X 混动,并且相对于丰田的单排式行星架,吉利通过双排行星架的方式巧妙地形成了三档双离合变速器,当然其结构与传统的双离合变速箱有很大区别,结果其结果便是进一步提高了这套混动系统的效率和动力性能 。
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星越 L 混动,值得期待一下 星越 L 混动,值得期待一下
这里简单对比吉利星越 L 混动和丰田 RAV4 双擎两驱版,在尺寸和重量都比 RAV4 大的情况下,星越 L 官方给出的综合油耗为 4.3 L/100 km,百公里加速 7.9 秒,对比 RAV4 的为 4.7 L/100 km,实测加速超过了 8 秒 。可以说吉利的这套混动是「青出于蓝而胜于蓝」,当然其可靠性如何还有待观察 。
可以说广汽传祺和吉利汽车走类似丰田 THS 的功率分流模式是有些偶然的,比亚迪 DM-i 和本田 i-MMD 为代表的这种定轴式混联的结构则有着更广阔的空间 。
其实提到的 THS 为代表的行星架功率分流式混动也可以划入混联的范畴,因此用下面的用定轴式混联来做区分 。而这种混联模式简单来说便是增程式 + 发动机直驱 。
我们知道传统燃油车最省油的区间大概是 70—120 km/h 的中高速路况, 而电动车在这个区间恰好比较弱鸡,如果中低速用电,高速用油来驱动,那无疑是效率最高最省油的,弥补了传统燃油车和增程式动力各自的短板 。
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本田 i-MMD 系统发动机,绿色是发电机,蓝色是驱动电机
比如比亚迪 DM-i 和 本田的 i-MMD 混动中低速时可以用增程式来发挥电驱动的优势,到了大概时速 70 km/h 的时候可以选择介入直驱 。
长城柠檬 DHT 混动还在此基础上加入了一个档位,发动机可以用两个档位直驱,这样发动机可以在更低的时速下(比如 40 km/h)介入直驱,理论上可以提升一点效率 。
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魏牌 CEO 称长城柠檬 DHT 混联技术是全球最好的新能源技术
对此魏牌 CEO 还喊出了技术「吊打蔚小理」的豪言,其实大体上说得没毛病 。但真要比技术,比结构复杂度和系统控制难度,上面提到的吉利智擎 Hi·X 和下面要聊的奇瑞鲲鹏 DHT 可能才是混动届的「天花板」 。
国内第一款完全正向自研的发动机和变速箱都是出自奇瑞之手,混动领域在《国家知识产权局》能找到上百份奇瑞在混动领域的专利,最终奇瑞鲲鹏 DHT 选择了一套复杂度远超本田和比亚迪的方案 。
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比亚迪 DM-i 系统爆炸图
上面提到的本田 i-MMD、比亚迪 DM-i 和长城柠檬 DHT 的基本结构都是一台发动机,一个 GM 发电电机,一个 TM 驱动电机以及一到二挡位的直驱动离合器,其中 GM 和 TM 电机是各司其职不能相互替代的,因此两个电机的功率必须做的比较大,但控制逻辑相对比较简单 。
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奇瑞鲲鹏 DHT 系统爆炸图,电机尺寸很小巧
而奇瑞鲲鹏 DHT 采用了P2 + P2.5 的双电机三离合器方案,两个电机均可同时充当发电机/驱动电机,专利上描述了共有 29 种工况(当然不一定都用上),光纯电模式就有 3 种共 9 个档位 。其优势是模式多,档位多,上限高,两个电机也就没必要弄那么大功率的,因此我们可以看到奇瑞瑞虎8 e+ 上的两个电机最大功率分别为 70 kW 和 55 kW,对比本田和比亚迪的两个电机最大都在 130 kW 以上 。
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首款搭载奇瑞鲲鹏 DHT 混动的瑞虎 8 PLUS e+
整体来看,自主品牌的混动系统在经过多年的潜心研发后,技术方面已经不输「两田」,混动市场的格局将迎来突变 。
避免被「卡脖子」,混动的意外之喜
一直以来说起燃油车,大家首先关注的就是发动机,但熟悉我国汽车产业的都清楚,自主品牌最大的短板在于变速箱 。
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三菱 4G63 系列发动机,早期不少自主品牌都靠它
十多年前,有人戏称「一台三菱 4G63 发动机养活了半数自主品牌」,哈弗 H6、比亚迪 F3、奇瑞瑞虎都用过这台「奶奶级」的发动机,但如今主流的自主品牌都已经研发出了自家的招牌发动机,比如奇瑞鲲鹏 2.0 T 发动机,油耗和动力已经超越 BBA 主流车型的 2.0T 的高功率发动机;长城推出了搭载在坦克 500 上的 3.0 T V6 发动机,动力远超同级的越野车 。还有吉利和沃尔沃共同研发的 1.5/2.0 T 发动机,吸收了沃尔沃 Drive-E 系列的精髓;当然还有长安的蓝鲸系列发动机……
总体来看,在家用车领域自主品牌的发动机已经不是短板甚至是优势所在,但传统燃油车上还有一大命门——变速箱 。
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长城 9 速湿式双离合,自主天花板级变速箱了
过去几年,自主品牌也意识到了变速箱方面的短板并加速追赶,于是也诞生了一批不错的变速箱产品,比如青山工业的 7DCT、吉利和沃尔沃共研的 7DCT、奇瑞万里扬的 CVT、长城自研的 9DCT,但在 AT 变速箱领域,自主品牌还没有一款令消费者真正满意的产品 。
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采埃孚 8 AT 变速箱,很多人心中最好的 AT 变速箱
而如果产品想要往高端走,AT 变速箱是很难绕开的一个点,宝马上的采埃孚 8 AT、奔驰的 9 AT、通用的 10 AT 都是自家的招牌,也是获取溢价的关键点之一 。
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爱信 6 AT 变速箱,国产车采购最多的 AT 变速箱
而上面讲到,一个好的混动系统是不需要传统意义上的变速箱的,丰田、本田、比亚迪、奇瑞、长城等品牌的混动技术都是如此 。这一下子就帮自主品牌绕过了最大的短板,省去了向爱信、采埃孚、格特拉克等品牌采购的大笔费用(有时还避免了因为对方缺货或限制供应而被卡脖子) 。
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比亚迪秦 PLUS DM-i,最近涨了两次价但性价比依旧很高
于是在混动时代,自主品牌的性价比将更为突出,最为明显的就是比亚迪的 DM-i 系列了,秦 PLUS DM-i 的起售价仅为 11.18 万元,这还是带着电池包的 PHEV 车型,仍然要比丰田卡罗拉双擎、本田凌派混动这类不带大电池的 HEV 便宜了两三万元 。
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合资品牌的混动,性价比真的不高
在最为主流的紧凑型 SUV 里更是如此,比亚迪宋 PLUS DM-i 的价格为 15.28—20.58 万元,奇瑞瑞虎 8 PLUS e+ 的价格为 15.18—16.58 万元(没有四驱),而本田 CR-V 插混 (没有四驱)和 丰田 RAV4 插混的价格来到了 27.38—29.98 万元和 24.88—29.68 万元,紧凑型 SUV「两田」的插电式混动比自主品牌贵出了 10 万左右 。
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【自主品牌弯道超车,混动的重要性不亚于纯电】quattro 四驱,是很多人眼中奥迪最大的卖点
另外还有一点容易被忽略,混动还恰好避开了自主品牌的另一大短板——四驱 。在传统燃油车上,「四驱」也是一个很大的卖点和溢价点,比如奥迪的 quattro、讴歌的 SH-AWD 、宝马的 xDrive 等,选四驱都得加几万块钱,而自主品牌的四驱几乎都是采购博世和博格华纳的,比变速箱更加被「卡脖子」 。
而在纯电或混动上,加个「电四驱」不要太容易,只需在后桥上加一个后置电机即可 。比亚迪的宋 PLUS DM-i 已经推出了四驱版本,百公里加速只需 5.9 秒,奇瑞、长城、吉利等品牌的混动系统在规划中也早就有了四驱版本,接下来都会一一落地 。
混动真的只是「过渡技术」吗?
上面说道自主品牌的混动将在 2022 年迎来一波爆发,并且性价比十分突出,但一直以来「混动只是一个过渡技术」的声音不绝于耳,还有不少学者提出「未来是纯电或氢能源的天下,与其耗费大力气去搞混动这种过渡技术,不如直接一步到位」 。
从未来终极能源的角度来看,我们终将彻底摆脱化石能源,摆脱内燃机,但这个过程会是多少年?10 年?20 年?还是 30 年甚至更久?
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到 2035 年,传统能源乘用车中混动新车要占到 100%
不如我们先来看看国家的规划,2020 年由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会组织全行业 1,000 余名专家历时一年半修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0 》提出:到 2025 年,混合动力新车占传统能源乘用车的 50% 以上;到 2035 年,传统能源乘用车新车平均油耗需达到 4.0 L/100 km(WLTC 工况),并 100% 实现混合动力化 。其中节能汽车和新能源汽车各占 50% 。
也就是说到了 2035 年根据规划 HEV 强混的份额要占到一半,而新能源车中又有一部分是 PHEV 车型,十多年后内燃机依然「永不为奴」 。
同时这不仅是国家的指导意见,背后都是有相关政策确保落地的——补贴和双积分,目前政府补贴已经接近尾声,双积分将成为未来的主导力量 。
双积分分为 CAFC(企业平均燃油消耗量)积分和 NEV (新能源车)积分,前者主要是考核车企卖出的燃油车油耗有没有达标,如果积分为负就要向那些新能源车企购买积分,2020 年一个积分的价格是 1,200 元左右,2021 年初一度涨到 3,000 元/分 。数据显示,2021 年特斯拉在全球靠卖炭积分赚了 14.65 亿美元 。
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五菱宏光 MINI EV,卖车不赚钱,卖积分赚钱
去年日本名古屋大学的山本真义教授等人对来自中国的五菱宏光 MINI EV 进行了拆解,最后得出结论这台卖 2.88 万元的电动车其物料成本就达到了 2.69 万元,如果算上研发、运输、渠道成本的话肯定要亏本,但如果算上卖积分的效益后(内部交易给了油耗大户上汽通用等),就很好理解了 。
而随着 2021—2025 双积分政策的进一步趋严,传统企业想要满足双积分越来越难:
- 乘用车企业平均燃料消耗量实际值(仅核算传统能源乘用车)与达标值的比值高于 123% 的,不允许其当年度产生的新能源汽车正积分结转;
- 油耗测试方法由 NEDC 切换为更加严格的 WLTC 。同一款车型,WLTC 油耗比 NEDC 油耗预计高 10%;
- 油耗目标值计算方法改变,新的计算方法下目标值降低 6.5%—10%;
- 新能源单车积分最高值下降,21—23 年纯电动/插电混动单车积分最高由之前的 5 分和 2 分降到 3.4 分和 1.6 分,预计 24—25 年大概率还将进一步下调 。
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日产新奇骏,又一款败在三缸上的车型
而目前传统燃油车的降油耗已经走到尽头了,小排量涡轮增压 + 双离合的组合已经算是目前的最优解,1.5 L 排量已经是最后的「倔强」,再降排量大家只能开 K-Car 了 。而如果一意孤行推行三缸机,无数惨痛的案例已经在前面,别克英朗、福特福克斯从巅峰滑落,现在不得不换回四缸,日产新奇骏全系 1.5 T 三缸现在月销量只剩 2,000 辆左右 。
那么结论已经很清晰了,未来将是纯电和混动并驾齐驱的局面,混动的重要性丝毫不逊于纯电,并且目前布局的混动的紧迫性还要更高 。
2021 年下半年以来原材料一天一个价,比如 2021 年「碳酸锂」的价格还在 5 万一吨左右,今年基本都是 50 万一吨的价格了,再叠加补贴退坡的影响,涨价成了电动车的主旋律,特斯拉更是在五天内连涨两次,现在 Model 3 后驱版起售价来到了 27.99 万元,相比 2021 年下半年直接贵出了 4.4 万元 。
面对原材料的涨价,对不同价位车型的成本压力差距不大,对于 25 万以上的电动车来说,涨价 3 万块钱可能就是涨价 10%,但对于更加刚需的 8—20 万区间的消费者来说,直接涨价 20% 就变得很难接受 。
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没有固定停车位,物业阻拦,家充桩是个奢侈品
同时纯电动车里程焦虑、缺乏家充桩条件、北方用户体验差等问题短时间内很难解决,未来数年混动的增长潜力要明显大于纯电 。
因此混动根本不是什么过渡技术,在未来的二三十年仍将扮演着举足轻重的作用,而如果非要把时间线拉到 50 年以上,那只能说「从长远看,我们都要死的」 。
忽视混动,大众已经开始付出代价
2018 年,前宝马技术总监赫伯特·迪斯正式出任大众 CEO,并豪赌了「ALL IN 纯电」的战略,开启了「史上最为庞大的电动汽车攻势」:计划到 2028 年前在全球推出约 70 款新电动车型,并在全球交付 2200 万辆纯电动汽车,其中一半以上的电动汽车将来自中国市场 。
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大众 CEO 赫伯特·迪斯,带领大众 ALL IN 纯电动的关键人物
3 年多时间过去,大众的成绩单却并不太好看:2018 年大众集团全球销量 1,083 万辆,2021 年只剩 888 万辆,跌幅达到 18.0%,明显高于全球市场 2021 年相对于 2018 年 15.2% 的跌幅,而大众的老对手丰田,2018 年的全球销量为 1,058 万辆,稍微落后于大众,到了 2021 年全球销量为 1,050 万辆,几乎没啥下滑,已经开始明显领先于大众 。
大众被丰田快速超越,我们可以从大众最重要的欧洲和中国市场来窥探一二 。
首先在欧洲市场,2018 年大众集团在欧洲的乘用车销量为 373 万辆,2021 年下滑至 316 万辆,虽然这个表现对于欧洲市场来说已经算不错了(欧洲最近几年新车销量下滑严重),但作为对比,丰田集团在 2018 欧洲的销量为 76 万辆,2021 年上涨至 77.8 万辆 。
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丰田普锐斯在欧洲卖得还不错
如果单看大众品牌和丰田品牌的话变化会更明显,2018 年大众品牌在欧洲销量为 175 万辆,市场份额为 11.2%,2021 年大众品牌在欧洲的销量为 127.4 万辆,份额下滑到 10.6% 。丰田品牌 2018 年在欧洲的销量为 71.3 万辆,市场份额仅为 4.6%,到了 2021 年丰田品牌在欧洲的销量仍有 70.6 万辆,份额来到了 6.0% 。
在这个过程中,大众的纯电动车不可谓不给力,2021 年大众品牌的电动车在欧洲卖了 11.2 万辆,击败特斯拉登顶欧洲电动车品牌销冠 。而丰田在欧洲基本没怎么卖电动车 。但是在大本营的份额却被丰田不断拉近,原因就在于大众混动的缺失 。
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2021 欧洲市场纯电占了9.1%,HEV 的份额达到了 19.6%
由欧洲汽车制造商协会(ACEA)的统计,HEV 混动市场是纯电动 BEV 的两倍多,而大众在这一领域几乎零作为 。
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大众跌倒,丰田吃饱?
再来看看国内市场,2021 年大众在中国的销量由 2018 年的 310 万辆骤降到 240.5 万辆,降幅达 22.4%,与此同时本田和丰田 2021 年的销量相比 2018 年分别上涨了 6.6% 和 26.3%。
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大众 ID. 系列在国内的销量并不理想
而大众之所以跌落地如此之快,一方面在于大众「ALL IN」的纯电在中国市场表现不及预期,2021 年大众 ID. 系列在国内累计交付了 70,625 辆,不仅远低于特斯拉,还低于「蔚小理」等新势力 。
虽然 ID. 系列有不错的产品力,但在国内极度「内卷」的电动车市场里,面对性价比更高的自主品牌产品时有些招架不住,比如 ID. 3 国内的定价为 15.99—17.93 万元,这个定价策略放到欧洲没问题,但隔壁同级的比亚迪海豚只卖 10.28—13.08 万元 。
纯电方面增量不足, 混动方面的缺失可能是更大的隐患,数据显示 2021 年国内 HEV 节能乘用车销量 58.6 万辆,同比增长 43%,HEV 和 PHEV 混动市场在国内正在快速的爆发中,而缺少先进混动技术的大众可能在未来几年进一步被日系和自主品牌追上甚至反超 。
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2021 年 5 月,比亚迪跻身百万新能源俱乐部
2022 年 2 月还发生了历史性的一幕,比亚迪当月销量为 91,078 辆,上汽大众则为 90,604 辆,比亚迪首次超越「南北大众」中的一个 。同时据了解比亚迪手中还积累了 40 万的订单并且还在快速增加中,其中 DM-i 混动占据四分之三,如果比亚迪的月产能能提升到 20 万辆/月以上,一家超越「南北大众」之和都不是梦话 。
当然这里并不是说迪思的「ALL IN 纯电」战略完全是错的,大众在纯电领域相比于丰田、本田等品牌还是有非常明显的优势的,只是对于大众这种体量的公司而言是绝对不能偏科的 。新势力只用专注于一种路线就能活得很好,大众在全球拥有数十万员工数十座工厂还有规模庞大的经销商体系,如果继续在「混动」方面躺平,继续使用难以应对 WLTP 油耗测试的 P2 架构和 48 V 轻混,双积分的压力只会越来越大,未来只能面对纯电增长缓慢,而占据大头的燃油车市场快速坠落的窘境 。
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宝马 i7 预告图,宝马、奔驰在电动化方面同样非常激进
同时这不只是大众的窘境,而是整个欧系车的窘境,宝马、奔驰过去几年因为全球豪华车整体市场的大涨而过得很滋润,未来如果无法在纯电领域快速突破,百年豪华品牌的皇冠也会坠落 。
当然古话讲「人无远忧,必有近虑」,日系车虽然在暂时混动方面成绩不错,但未来在纯电上该补的课一个都不会落下 。
最近两年,大家深刻感受到我们正处于汽车产业百年未有之大变局中,在 2022 年我们还将看到自主品牌在混动领域的集体崛起,实现对海外品牌弯道超车已经按下了加速键 。
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