[汽車之家 行業(yè)] 【編者按】在國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了最近幾年的高速發(fā)展,,“禁燃”呼聲不斷,。還沒有厘清有多少消費者真正愿意為電動車買單時,,傳統(tǒng)車企已經(jīng)不愿在燃油車上多花一分錢了,揮刀砍向了新一代內(nèi)燃機的研發(fā)。
新能源車企的大佬“想不明白,,這是多懷舊才會買油車”,。傳統(tǒng)車企掌門人公開呼吁“將停售燃油車提上日程”。與此同時,,內(nèi)燃機被比作“功能機”,、“諾基亞”等代表過時與落后的標簽:“殺死”燃油車,ALL in 電動化,,似乎正演變?yōu)橐粓觥罢握_”,。
誠然,新能源汽車滲透率的不斷提高,,與傳統(tǒng)燃油車形成了此消彼長的態(tài)勢,。但不容忽視的是,在龐大的保有量面前,,燃油車仍是大部分車企的利潤來源,。尤其是在關鍵原材料價格高企,新能源汽車補貼進入倒計時的當下,,中國市場真的做好“禁燃”的準備了嗎,?
欄目介紹:“師說”是汽車之家面向行業(yè)用戶打造的重磅欄目,邀請業(yè)內(nèi)頂級專家,、學者,、車企一線高管執(zhí)筆,以自身研究心得,、管理經(jīng)驗為基石,,剖析熱點事件,分享深層次思考,,預測車市發(fā)展方向,。
本期師說,由天津大學教授,,博士生導師姚春德執(zhí)筆,,從40年內(nèi)燃機領域從業(yè)者的視角出發(fā),梳理電動車與燃油車的過去,、現(xiàn)在與未來,。他認為,燃油車在可預見的未來不會消亡,,電動化反而賦予了內(nèi)燃機新的生命力,。何時敲響燃油車的喪鐘,應該由消費者的選擇來決定,。
今年1-10月份以來,,電動車和插電混動等一眾標上新能源稱號的車輛快速發(fā)展,。有數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)乘用車市場的新能源滲透率已經(jīng)超過20%,。新能源汽車“來勢洶洶”,,有越來越多的車企站出來表態(tài):要在某某年停售燃油車,先是比亞迪,,后有長安和奇瑞,,最近看到東風風行也喊出了口號。一時間讓人感到燃油車發(fā)動機似乎已經(jīng)到了窮途末路,。
作為一個在內(nèi)燃機領域研究了40年的人,,本人對此現(xiàn)象感到既可笑又可悲。在全球汽車市場,,燃油車依然占據(jù)主導地位,,擁有龐大的用戶基數(shù)。且電動車本身仍然有瓶頸沒有克服,,想全面取代燃油車尚無可期之日,,短期內(nèi)就更談不上了。以下就燃油發(fā)動機的發(fā)展談談我自己的看法,。
燃油車的出現(xiàn)和發(fā)展是市場的選擇
如今全球汽車保有量超過12億輛,國內(nèi)機動車保有量超3億輛,,主要就是燃油車,。燃油車能擁有如此巨大的保有量并非偶然,而是用戶與市場選擇的結果,。燃油車問世以后,,因其動力性強,熱效率高,,很快便在市場上脫穎而出,,擊敗了當時與其同在的畜力車、鉛酸電動車,,成為動力領域的一枝獨秀,。
當然,燃油車也存在一定的不足,,首先是燃料的可持續(xù)性,。汽油和柴油都是來自石油,而對于我國能源資源“缺油,、少氣,、相對富煤”的情況而言,石油從1993年就需要進口了,。近幾年我國的石油進口量占需求量70%,,對進口石油如此高的依賴必然對能源安全帶來很大的壓力。
二是燃油發(fā)動機的尾氣排放。燃油車通過將燃料燃燒,,釋放其中的化學能轉變?yōu)闊崮�,,然后將該熱能轉變?yōu)闄C械能,通過曲柄連桿機構輸出,。燃油都是多碳烴類組成,,一般汽油4-8個碳和氫原子組成,柴油則為10-22碳和氫原子組成,。烴類燃料燃燒后的尾氣會有一定未完全燒盡的成分如一氧化碳(CO)和未燃碳氫(HC)排出,。另外。燃油燃燒需要空氣助燃,,而空氣是由氧氣和氮氣組成,。氧氣是參與燃燒的,氮氣雖不參與燃燒但會在高溫下和氧氣通過化學反應生產(chǎn)氮氧化物(即NOx),。CO,、HC、和NOx就是汽油機常說的有害氣體,,柴油機的尾氣中除以上成分外,,還會含有細小的顆粒物(PM)。排氣中含有有害成分也構成燃油發(fā)動機重要不足,。
為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,,尋求燃油的替代物以及將尾氣中有害物質降至最低以致于到零排放,便成為今天燃油車面臨的挑戰(zhàn),。于是,,我們看到,燃油車一直在不斷改進中,。
事實上,,燃油車自問世以來,各種技術就不斷涌現(xiàn),。比如內(nèi)燃機的各種智能控制技術,,如可變氣門機構,可最大程度滿足燃油發(fā)動機的進氣要求,,可變壓縮比技術,、可變排量的機油泵技術、智能電子水泵技術等等,。燃油噴射模式也從早先的化油器,,發(fā)展到電噴,從燃油的氣口噴射到缸內(nèi)直噴,,從自然吸氣發(fā)展到增壓,,甚至多級增壓等等,。點火系統(tǒng)從觸電式改為全電子控制;免維修的液壓式氣門間隙調(diào)整機構,;整車上的自動巡航系統(tǒng)等等,。
經(jīng)過各種先進技術的加持,發(fā)動機的熱效率達到相當高的水平,。汽油機目前熱效率已經(jīng)接近45%,,柴油機則超過52%。內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)加裝像三效催化轉化器以及顆粒過濾器這類的裝置,,柴油機加裝氧化催化轉化器,、選擇性還原裝置和顆粒過濾器,已經(jīng)使排出的尾氣基本上無味,、無害,。
可以說,內(nèi)燃機已經(jīng)和電子系統(tǒng)高度集成,,成為集新技術,、新結構、新材料和新工藝的高技術產(chǎn)品,。它的智能化水平越來越高,,操作起來也越來越簡單。
相比電動車,,燃油車有技術上的優(yōu)勢
正是因為百多年的技術進步,,燃油車得到大眾的一致歡迎,使其具有的優(yōu)點主要體現(xiàn)在如下方面:一是使用便利,。起動快,動力強勁,。上得了高原,,去的了高寒,一年四季不受環(huán)境條件約束,。二是安全,。不會出現(xiàn)莫名其妙的自燃。即使因某種原因出現(xiàn)自燃,,不但易逃逸事故現(xiàn)場,,滅火起來也容易和快捷。畢竟,,電動車時不時爆出的自燃也是讓使用者冒出一身冷汗,;三是燃料加注快捷和方便。加注站遍布全國,,加注時間短,,一般十來分鐘就完事,。
相比起來,純電動車就不具備這些特點,。特別是到冬季寒冷天,,電池性能下降,行駛里程縮短不說,,無論是充電還是換電都帶來極大的不變,;四是燃油車的動力強勁。與電動車不同,,燃油車只有要有油,,其動力性一直不會變化,一直會提供所需要的持續(xù)不斷的動力輸出,。而電動車只有滿電時才會提供很好的動力輸出,,一旦電量剩余不多,則立刻減低性能,,給用戶使用中帶來很大的心理壓力,。
電動車之所以能取得極大的發(fā)展,在于古迪納夫發(fā)明了鋰離子電池,,使電動車從原先的鉛酸電瓶車一躍而成為今天乘用車動力,。即便如此,電池的安全性和行駛里程依然達不到用戶期望的水平,,電動車要全面取代燃油車尚無可期之日,。
客觀地說,目前電動車和插混等列入國家新能源車范疇,,享受國家補貼,、購置稅減免、限購地區(qū)的牌照登記豁免,,生產(chǎn)企業(yè)享有雙積分等優(yōu)惠政策扶持,,因此,電動車還不能說是真正市場化的產(chǎn)品,。更不用說,,目前新能源車只是在乘用車領域得到的快速發(fā)展,像跑長途的商用車,、野外工作工程機械,、農(nóng)業(yè)機械、發(fā)電機組,、船舶動力,,燃油車的地位還是難以撼動的。因此,,只要持續(xù)不斷的技術進步,,不斷完善性能的燃油車是有其得以長期存在的社會基礎,。
混動是最佳的匹配形式
電動車今年的快速滲透是符合國家的能源政策。我國因為自身的石油資源不敷自用,,過高的石油進口產(chǎn)生的高對外依存度,,給能源安全帶來較大的壓力。電動車的快速發(fā)展,,對于減少燃油消耗確發(fā)揮重要作用,。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,我國的汽車保有量逐年增加,,但是每年的汽油消耗非但不增反而減少,,已經(jīng)爬過了最高點。這里除了電動車的貢獻,,更有內(nèi)燃機不斷發(fā)展的先進技術的加持作用,,電動車的貢獻也顯而易見。燃油車的技術發(fā)展正在和每年增加的保有量賽跑,。這些年不僅發(fā)動機技術逐步從引進,,進到吸收消化,再到創(chuàng)新發(fā)展,,零部件產(chǎn)業(yè)也是同步在不斷進步,。可以說,,我國的燃油發(fā)動機技術已經(jīng)基本進入自主發(fā)展的階段,。因此,燃油車的發(fā)展是具有很好前景,。
此外,,燃油車之所以受到全球青睞,其主要的原因還在于液體燃料的突出優(yōu)點,。液體燃料一是能量密度高,,二是輸運方便,三是資源豐富,。雖然我國的石油資源不充足,但從全球來看,,石油資源還是比較豐富的,,新的油田資源不斷地發(fā)現(xiàn),尚難以判斷石油資源何時會枯竭,。盡管石油的價格不時地波動,,但是我們知道,石油價格的波動是與國際政治密切影響的,,并非完全是資源的因素,。
『比亞迪DM-i超級混動』
液體燃料享有以上優(yōu)勢,,因此發(fā)展非石油液體燃料也已經(jīng)成為國際熱點。我國政府積極開展甲醇燃料就是一個充分的證明,。國際上積極推動可再生能源的電制燃料(e-Fuel),,其實也是甲醇類似的產(chǎn)品。采用風,、光等可再生能源產(chǎn)生的電力,,用來電解水制氫,然后和二氧化碳(CO2)合成制造甲醇,,目前已經(jīng)是成熟的技術,。我國在甲醇燃料發(fā)動機領域已經(jīng)耕耘多年,不僅在乘用車,,在商用車,、船舶等領域都取得很大的進展。由此可見,,隨著新燃料的技術上發(fā)展和進步,,燃油車也可能是電制燃料車的發(fā)展前景是無比廣闊的。
從技術層面看,,燃油車和電動車都有各自的優(yōu)缺點,,前者是起動快、高速時動力澎湃,,但是低速能耗高,、難以回收散失的能量,構成了燃油車的短板,;后者的結構簡單,、低速動力大、能量回收方便,、更易網(wǎng)絡化,,但其安全性、受環(huán)境因素影響構成了短板,。兩種結合則形成了優(yōu)勢互補,。
『蔚來CEO李斌曾在接受采訪時表示』
近年來,混合動力和插電混動得到極快的發(fā)展,。今年的新能源車快速增長,,其中很大部分在于插電混動汽車打開了銷量。插電混不僅改變了原先在混動上由國外完全壟斷的技術之外,,還自創(chuàng)了國產(chǎn)混動車的模式,。我國車企的技術人員開辟了插電混多模式,形成了百花齊放的大好局面,。插電混不僅充分吸收了混動的優(yōu)點,,而且電池的自持行駛里程長,,又沒有純電動車的里程和充電憂慮。因為有燃油車加持,,動力性,、充電、能量回收都得到保障,,做到了車輛的燃料利用效率最大化,。因此,燃油車和電動車的結合將會是未來車輛的發(fā)展重要模式,。
總結:
綜上所述,,現(xiàn)在車企都在講停售燃油車,停止研發(fā)燃油車技術,,可實際上,,他們所說的停止研發(fā)只是單純用燃油的燃油車,但廠家的產(chǎn)品依然大量應用燃油車,,比如在各種混動和插電混中的燃油動力,。
技術發(fā)展無止境,出行方式也在變化,。20年前,,有多少人會想到汽車是我們的重要出行工具。今天的汽車,,無論是電動車也好,,混動車也好,抑或燃油車,,都在人們的出行中發(fā)揮重要作用,。
燃油車也在進步和發(fā)展,即便是混動車型中的燃油車也在變化,,比如一些車企的混動專用內(nèi)燃機,,就在技術應用上采用了新的思路。將內(nèi)燃機的附件如水泵,、空壓機,、發(fā)電機等由原先的曲軸驅動改為電驅動,充分利用電池儲備量大的優(yōu)勢,,燃油噴射由缸內(nèi)直噴改為氣口噴射,,增壓改回自然吸氣�,?瓷先ナ前l(fā)動機自身結構得到簡化,,應用技術上有些倒退,,但是由于電池和電機的加持,,整車動力性得到保障,,燃料經(jīng)濟性得到充分發(fā)揮,市場化得到更多的用戶支持,。
有鑒于此,,純?nèi)加偷娜加蛙囄磥磉會有哪些變化,隨著技術進步無法做出準確判斷,。但是有一點是肯定的,,在可預見范圍內(nèi),燃油車不會消亡,,燃油車還將存在很長的歷史時期,。內(nèi)燃機作為一種能量轉換的結構形態(tài)是會保持下去的,當然,,今后是否還稱為“燃油車”或是“燃什么燃料車”就無從知曉了,。(文/汽車之家行業(yè)評論員 姚春德)
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