力爭2030年前實現“碳達峰”、2060年前實現“碳中和”——這是中國對世界的承諾。為達成這一目標，汽車產業將迎來深刻的重構。

近日，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，提出到2030年，當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例要達到40％左右。動力系統技術路線迎合汽車產業的低碳化、新能源化發展已成為大勢所趨。

動力系統要智能化、電氣化

“雙碳”戰略是我國應對氣候變化與高質量發展的關鍵，而汽車產業的綠色轉型是實現“雙碳”目標的關鍵環節。相關數據顯示，在航空、鐵路、水路、道路等所有交通運輸方式中，道路運輸帶來的碳排放最多，約占整個交通行業的73.5％。在2021第九屆汽車與環境論壇暨第13屆全球汽車產業峰會上，業內專家圍繞動力總成電氣化，探討新形勢下中國汽車產業有序發展的新思路。

重慶長安汽車股份有限公司研究總院總經理詹樟松指出，能源結構轉型是實現汽車低碳的關鍵，供給側零碳化與需求側高效化、再電氣化、智慧化的轉型成為共識。其中，法規標準升級正在倒逼動力總成升級，促進動力系統效率進一步提高。汽油機繼續結合電氣化后，無須像以前一樣考慮全工況、全場景，因此可以進一步提高熱效率，有望達到50％；另外，可以通過電機協作助力系統效率提升。

據悉，長安汽車藍鯨動力平臺已開始全面進入“混”時代：產品充分電氣化與智慧化，開發出寬域＋高效汽油機與緊湊＋高效電驅動系統；采用A-ECMS效率算法與人-車-路耦合控制技術，能量管理與開發模式由“以產品匹配控制為中心”向人車路耦合控制優化轉變；通過自主創新高效低碳燃燒技術，全面滿足最新排放標準的要求。

“在‘雙碳’背景下，從全生命周期碳排放降低角度出發，能源結構及供給的發展促使動力系統的技術路線更為穩妥，需要推動電動汽車和節能汽車兩條路線并行，混合動力系統在降低油耗和碳排放的同時，也為用戶帶來更為愉悅的駕駛體驗。”上汽乘用車技術中心總監徐政介紹說，從內燃機動力降碳的角度來講，要快速實現電動化與推廣混合動力，用電機來提高動力系統效率，更重要的是進一步提升混動系統中各個部分的效率。

值得關注的是，國內外車企將目光瞄準了DHE（專用混動發動機）和DHT（專用混動變速器）方向。以主流發動機采用的DHT方案來看，熱效率基本可以達到41％，部分產品能達到43％。

蓋世汽車研究院總監王顯斌對于未來市場給出預測，隨著高壓噴射等發動機核心技術的發展，DHE的市場規模在2028年將超過300萬臺；DHT的市場規模在2028年將超過450萬臺；到2028年，中國新能源汽車滲透率會超過30％，預計2025年乘用車市場電氣化率有望超過47％。

利用氫能實現供給端低碳

長城集團未勢能源科技有限公司總裁陳雪松表示，氫能和燃料電池可以助力減碳、脫碳，是中國能源和交通變革、實現“雙碳”目標的主要路徑。大規模、長時間、遠距離的氫能儲運和應用，是解決可再生能源波動性的解決方法。氫與電的結合可以充分發揮燃料電池高能量密度和動力電池高功率密度的特點，全面覆蓋整車功率范圍的需求。

目前，占世界經濟總量75％以上的20個國家和地區，已通過制定能源法案、能源戰略、技術路線圖等途徑積極發展氫能。我國有29個省市區出臺的政策涉及氫能產業發展，超過48座城市發布了氫能政策，推動氫能產業發展。根據中國氫能聯盟的估算，到2030年，中國氫氣需求量將達3500萬噸，在終端能源體系中占比5％；到2050年，氫能在終端能源體系中的占比將至少達到10％，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產業鏈年產值約12萬億元。

綜合來看，氫能汽車可以分為氫內燃機汽車和氫燃料電池汽車。世界主流汽車制造商都在積極研發新一代的氫能汽車。中國工程院院士衣寶廉曾指出，燃料電池汽車的產業化是氫能應用的突破口，如果能夠大幅降低燃料電池汽車、加氫站建設和氫源的成本，使其接近電動汽車的成本，燃料電池汽車在重載和長途運輸車上就可以實現產業化。

此外，多元化零碳燃料的發動機技術，如氫內燃機也是實現動力零碳的關鍵舉措。

工信部甲醇汽車推廣應用專家指導委員會秘書長魏安力表示，我國氫內燃機和甲醇內燃機，已應用可再生能源甲醇燃料，甲醇在線制氫裝備所獲得的氫能，被業界稱為“新能源內燃機”。

北京理工大學教授孫柏剛指出，氫內燃機正在重新得到關注。氫氣是優異的內燃機替代燃料，而氫燃料與汽油、柴油或天然氣等特性差別巨大，類似“汽油機”和“柴油機”的區別。氫內燃機是一種新型內燃機，而且關鍵零部件和生產制造系統完全通用，同樣可以實現零碳排放。但氫內燃機也面臨一些挑戰，比如車載儲氫系統亟待解決，而且氮氧化物排放較高，而控制其排放必然會損失功率。“氫內燃機產業化需要先進的設計體系、健全的標準體系、完備的檢測體系和有效的政策體系。”他說。

追求三電系統多元化創新

出于對供應鏈安全、溢價能力以及掌控核心技術主導權的考慮，整車企業和零部件供應商采取了縱向一體化的策略，在電氣化領域不斷加深布局。在電池、電機等核心部件上，打造安全有效、技術可控、靈活配套的供應鏈，成為汽車行業特別是車企的主流選擇。

在王顯斌看來，未來動力電池產業的競爭在于商業化量產和規模化交付的能力。目前，很多企業不斷嘗試在三元鋰、固態、無鈷電池領域布局相關的技術和產品。雖然實現電池本身的能量密度極限突破會用時較長，但將有工藝、制造、品質方面的更多創新方案落地。

美國賓夕法尼亞州立大學講席教授王朝陽對外介紹了動力電池創新技術——碩安電池，既大比能，又高安全。他表示，碩安電池的設計原理非常獨特，以鈍化電池來提高安全性，使用的時候利用迅速自加熱輸出高功率。“碩安電池通過鈍化可以把極高密度的三元鋰電池，做的比磷酸鐵鋰電池還安全。”王朝陽稱。

精進電動創始人蔡蔚發言說，硅基功率半導體將向碳化硅基等第三代功率電子方向演進，這是控制器升級的方向；電機則是向高速化、永磁化、低NVH方向發展。據悉，精進電動的碳化硅控制器已小批量出口德國，2022年將在大眾旗下Traton商用電動汽車上實現量產。

在電驅動領域，三合一電驅動系統也已成為行業主流方案，未來將朝著多合一方向發展。目前，華為、長安、比亞迪推出了集成度更高、體積更小、更緊湊的產品方案。而在電控芯片領域，國內IGBT領域開始取得一定的突破，比亞迪，中車企業陸續量產了相關產品，下一代碳化硅產品將成為行業競爭的焦點。