[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(guān)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(xué)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(yù)測車市發(fā)展方向。
本期師說,,由天津大學(xué)教授,,博士生導(dǎo)師姚春德執(zhí)筆,從40年內(nèi)燃機領(lǐng)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(yù)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(yīng)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(fēng)風(fēng)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(lǐng)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(dǎo)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?wù)勎易约旱目捶ā?/p>
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(jié)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(lǐng)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(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓髮⒃摕崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,,通過曲柄連桿機構(gòu)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(xué)反應(yīng)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(gòu)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(zhì)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(shù)就不斷涌現(xiàn),。比如內(nèi)燃機的各種智能控制技術(shù),如可變氣門機構(gòu),,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(shù)、可變排量的機油泵技術(shù)、智能電子水泵技術(shù)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(gòu),;整車上的自動巡航系統(tǒng)等等。
經(jīng)過各種先進技術(shù)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(zhuǎn)化器以及顆粒過濾器這類的裝置,柴油機加裝氧化催化轉(zhuǎn)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(shù),、新結(jié)構(gòu),、新材料和新工藝的高技術(shù)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(shù)上的優(yōu)勢
正是因為百多年的技術(shù)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(lǐng)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(shù)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(chǔ)。
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(shù)的加持作用,,電動車的貢獻也顯而易見,。燃油車的技術(shù)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(shù)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,�,?梢哉f,我國的燃油發(fā)動機技術(shù)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(fēng),、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(shù)。我國在甲醇燃料發(fā)動機領(lǐng)域已經(jīng)耕耘多年,,不僅在乘用車,,在商用車、船舶等領(lǐng)域都取得很大的進展,。由此可見,,隨著新燃料的技術(shù)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(shù)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(gòu)成了燃油車的短板,;后者的結(jié)構(gòu)簡單、低速動力大,、能量回收方便,、更易網(wǎng)絡(luò)化,但其安全性,、受環(huán)境因素影響構(gòu)成了短板,。兩種結(jié)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(shù)之外,,還自創(chuàng)了國產(chǎn)混動車的模式,。我國車企的技術(shù)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(jié)合將會是未來車輛的發(fā)展重要模式,。
總結(jié):
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(shù),,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(yīng)用燃油車,,比如在各種混動和插電混中的燃油動力。
技術(shù)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(shù)應(yīng)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(qū)動改為電驅(qū)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(jié)構(gòu)得到簡化,應(yīng)用技術(shù)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(shù)進步無法做出準確判斷,。但是有一點是肯定的,在可預(yù)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(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)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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