当前位置: 内燃机 >> 内燃机发展 >> 内燃机罪不至死,但纯汽油机肯定没救
为了避免这篇文章过于枯燥,我在开头讲个笑话,这是中汽研代表在会上展出的PPT:
问题来了:商务部、工信部、环保部,这三个部委“互殴”,谁会赢?
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这是长城主办的一个论坛,是关于碳达峰和碳中和的,具体而言,就是年我们国家的全产业碳排放,在年之前达到顶峰,而后回落,到年的时候,实现碳中和。
作为碳排放大户,这个目标对汽车行业来说自然是一次极为严峻的考验,因为这不是油耗低就可以交答卷的小测验,而是在原材料、生产制造、使用、回收的一整个过程中,汽车行业要做到碳排放平衡。
有两个简单的例子,比如铝合金车架在轻量化方面相比钢制车身有着巨大优势,但从原材料,到生产阶段,再到使用阶段,铝合金车架的全碳排放算下来就要比普通的全钢车身以及钢铝混合车身多出16%。
如果将这个全周期碳排放的概念,投射到动力来源和动力输出形式上,那你我都会想起那个耳熟能详的经典问题:
“纯电车真的环保吗?”
按照现有各国禁售的时间表,年会是一个巨大的门槛,中国也制定了年碳达峰和年碳中和的时间表,汽车作为排放大户,这显然是一个不小的压力。虽然中国没有明确禁售纯汽油车,但碳达峰和碳中和目标已经明确了:彼时,纯汽油机必须死。
别担心,内燃机罪不至死,由于纯电车在原材料、生产、使用、回收整个过程中,并不能算得上特别环保,而且在能量来源上,也存在着诸多争议。所以内燃机和电机/电池结合,这是个好主意。
种种迹象表明,多元化的动力形式对我国是很有必要的,所以我们能看到自主品牌在最近纷纷发布了PHEV技术,长城汽车更是提前布局,在去年技术品牌发布会上公布了EV纯电、PHEV插电式混动、HEV普通混动、FCV氢燃料电池等多种技术路线,当时大家只觉得很厉害,但为什么要这么做,还不清晰。
现在借着这个论坛,长城汽车在PPT上回答得很明确,就是通过多元化新能源路线来实现碳中和目标。对于多种动力路线的定位,长城也非常清晰:
在达成碳达峰目标和年碳中和目标的过程中,外界的支持和内部的革新都不可或缺,因此与会的机构如中石化、中汽研、蜂巢易创、宁德时代的代表,都发表了基于自身立场的见解与规划。
其中,让我印象最深刻的是联合电子对混动专用发动机的技术难点解读,以及长城汽车对氢能的规划。
我们都知道,长城现在已规划并上市了多款混动系统车型,在泰国,长城已经上市了H6混动版,在国内,也上市了赤兔的混动版。搭载的是DHT、DHT,以后还会有插电式混动版,以及给中型、大型SUV使用的9HDCT这样的大扭矩横置混动箱子,此外,还有P2结构,用在坦克、、的纵置混动箱子,布局全面,用途也非常高端。
至于具体,大家可以看去年驾仕派刊登的技术品牌大会解读文章,以及混动发动机的相关解读——
全程高能!驾仕派深度解析长城汽车全新平台发布
解读长城柠檬DHT混动:丰田本田,你们怕不怕?
看起来,无论是DHT还是其他自主品牌发展的双电机混动系统,内燃机大部分都是一个专注于发电的角色,那么,发动机在最高燃烧效率区间工作不就行了吗?这样发动机在标定的时候,不需要每个工况都要兼顾到。
▲长城对位WEYVV6车主进行了调研,有92.1%的用户日均出行里程在km以内
但联合电子的工程师表示,你们外行人太天真了。
联合电子作为电喷系统供应商,在他们眼中,混动专用发动机的难点最突出的是爆震,而其他问题,都是基于爆震衍生出来的问题。
▲感受一下这些能瞬间让标定工程师血压升高的词组
为什么发动机会爆震?混动专用发动机没别的追求,主要是需要高压缩比和高热效率,为此需要米勒循环,并且稳定在某个转速区间工作,但是由于GPF的存在,发动机排气是不够顺畅的,那行,爆震吧。
最要命的是,欧洲的欧7排放标准非常非常严苛。看看这个标准,什么排放物先不看,他们对“正常驾驶”的定义就足够吐血了:温度-7~35℃,车速0~km/h。最后算16公里的短距离排放总量。甚至,欧洲人还打算在欧7第二阶段像现在监视DPF那样监控GPF。
还记得前段时间让大众探岳TSI处于风口浪尖上的GPF故障事件吗?那还只是一个GPF,联合电子面对欧7,似乎,打算用两个GPF来应对……说得很好听,第一个GPF可以宽松一点,第二个GPF可以分担一下压力。
但无论如何,发动机肯定是要口吐芬芳的。
对了,还有一个标定的难点是温度,既然是混动专用的发动机,那肯定会频繁启停,这样工作温度上就不达标了,相当于发动机经常在冷机状态下工作,那排放就恶心啊,你们应该知道冷机的时候尾气有多难闻。
所以像是均质燃烧、充气控制、甚至还有在火花塞上做文章,实现预混室这样的“歪门邪道”,都是为了更低排放而做的努力,当然,成本也会增加。
即使有诸多困难,使用混动和插电式混动来实现年碳达峰的目标似乎不难,内燃机依然会存在,纯电动车也不会一统天下,甚至氢能也将登上历史舞台。
我们都知道,全网都在群嘲日本丰田把全部身家氪金FCV氢燃料电池,但客观而言,氢燃料电池在商用车等特定用车场景中,也确实有很大优势,最重要的是,如果想实现碳中和目标,FCV是不可或缺的。
▲中石化也支持加氢站的建设,例如现在浙江的加氢站,每天加氢0kg以上
▲中石化的目标是年全国建成0座加氢站,作为对比,日本的加氢站到现在有多座
在会中,长城提到在全球普及的一个重要问题,这也是笔者第一次听到的观点:就是风能水能太阳能,全球各个国家有着不同的电能来源形式,这决定了每个国家在电能的利用上是有很大不同的。长城的解决思路就是利用这些电能制氢,将电能转换为氢,此时,氢气是一种电池,是一种储存能量的载体,在需要的时候,可以再次转换为电能。这是长城汽车对氢的定位和构想
当然,问题也很明显,一个是目前对于氢能的补贴政策还不够完善,而且测试和评价标准目前几近空白。另一方面是成本太高和普及的时间太长,构建氢社会的成熟期得到年以后了。但长城希望提前布局,所以,第一款长城的全尺寸氢燃料电池轿车将会在年推出。
结语:
混动技术和氢能技术,分别代表着可预见的将来,和更遥远的未来,这也是这次论坛带给我非常深刻的两个环节。可以明确,电机为主,内燃机为辅的混动技术将会是未来的主要动力形式,而氢能,将会在年以后正式布局。
对于消费者而言,这也是一个不错的答案。我们不能指望纯电动车解决一切问题,插电式混动技术显然是更全面更均衡的技术,从现在开始算起,氢能取代内燃机也至少得20年的时间,有这个时间表打底,消费者自然可以更从容地选择不同动力路线的新能源汽车。
文|坂道
图|坂道