文/王新喜
比亚迪发布了综合续航里程可达2100公里的第五代DM插电混合动力技术,全球最高的46.06%发动机热效率、全球最低的亏电油耗2.9L/100km,秦L DM-i和海豹06 DM-i双车率先搭载,并以9.98万元的低价上市。引发了业内热议,也因此引发了吉利与比亚迪关于发动机热效率的第一之争。
而在内燃机技术上,日本汽车制造商似乎选择了另一条路。
丰田联合斯巴鲁和马自达发布了面向电动化的全新燃油发动机可适配油电混合动力和插电混合动力技术,在日本东京,丰田汽车、马自达、斯巴鲁三家车企的掌门人承诺将通过使内燃机与电动化技术相结合,与绿色替代燃料(如生物燃料和合成燃料)兼容,从而助力内燃机脱碳。其中,丰田汽车公布了新一代内燃机开发计划,宣布将继续投资和开发使用绿色燃料的内燃机。
发动机技术之争,中日差距在缩小
在电动化大潮的今天,日本与欧盟心照不宣选择同一条路线,要保留内燃机技术,使用新型的合成燃料,助力内燃机脱碳。与此同时,日本在新能源趋势中,更倾向于走混动路线,而非纯电,把混动发展成自身的一项重要竞争力。
发动机是燃油车的心脏,是不可能放弃的核心技术,而对于比亚迪来说,发动机是全套混动系统一个不可或缺的零部件,它要做的是挖掘整套电驱系统的极致热效率,电驱系统和整车用电是其中两大改进的重点,第五代DM与第四代DM混动最大的改进,就是让电动机并联进来加速,发电机也并联进来参与出力,发电机、发动机同时驱动车轮,而这也与纯电动汽车实现了同步的发展。
在前段时间,吉利和比亚迪发动了最高有效热效率能效之争,但两者之争的背后,其实慌的是以丰田为首的日系车,因为发动机技术是日系车的主场。
从中国发动机技术来看,与日本发动机的差距在缩小。尤其是中国厂商注重的发动机热效率这一指标上。
所谓热效率是指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量的比值,用以评定发动机作为热机的经济性,提高发动机热效率是节约能源的重要手段,是改进热力发动机的主要方向之一。
行业内已有许多发动机的热效率超过40%,例如丰田的2.5L自吸发动机热效率可达41%,比亚迪的1.5L骁云发动机和马自达的2.0L压燃发动机热效率高43%,东风的马赫1.5T混动专用发动机热效率更是达到了创纪录的45.18%。
这些数据表明,中日发动机热效率大致是在同一水平线,发动机热效率越高,其燃油经济性越好,发动机热效率是衡量内燃机燃油利用效率的重要指标,直接影响到车辆的燃油经济性和环保性能。
从目前来看,中国发动机热效率与日本发动机拉平差距,本质是中国发动机技术进步了。
现在比亚迪第五代DM技术发布了,对燃油车的压制力越来越强。而丰田也从2024年开始在全球市场普及第五代油电混合动力技术,小型化和高效率的电驱系统加上高性能的三元锂电池,实现了油耗降低和动力提升。两者暗战较劲的态势也非常明显。
在过去,有一个问题非常热,为什么比亚迪用了DMI之后突然发动机就变好了?事实上,老款的BYD混动因为开发成本的原因,直接用的是逆向丰田做的奥拓循环发动机。而DM技术出来后,跟两田的混动一样改用了阿特金森循环发动机。
阿特金森循环发动机是一百多前的技术了,没有任何的专利壁垒,虽然动力比不上奥拓循环发动机,但高转速下效率极高,而低效区间直接电驱解决,一下子就把发动机的问题解决了。
也就是说,伴随着混动技术的发展,中国发动机技术的思路也逐渐打开了。
总的来说,日本发动机技术还是存在着多项核心技术——如缸内直喷技术和可变气门正时技术等,评价一个发动机的好坏,要从其动力、使用寿命、油耗等多个方面,日系发动机在这些方面上都处于国际领先的地位,不仅中国,其他国家的发动机同日本相比也尚存不小差距。日本汽车电子技术先进,精准控制着点火时间、喷油量等参数,使发动机工作在最佳状态,功率输出更高,耗油更省。
日本企业开发的多种节能技术,如EGR废气再循环技术、燃烧室设计等,大幅提高了燃油的利用效率。比如日产汽车的VC-TURBO可变压缩比涡轮增压发动机,能够在8:1到14:1之间自由切换压缩比,从而提高燃油效率并保证动力。
相比之下,国内吉利、奇瑞、比亚迪的发动机技术虽然在热效率和环保方面有所创新,但要在技术上超越日产这样的传统汽车制造巨头,还需要市场的检验。
但伴随着中国发动机技术的进步,在不断拉近与日本发动机技术差距,带给丰田的压力越来越大,以丰田为代表的日本油车巨头需要寻找新的战略高地,而新型燃料是一个全新的方向。
丰田的新路,中国发动机技术还有进阶的空间
从目前来说,日本欧洲的内燃机技术转向了第二阶段——合成燃料,丰田将与日本多家企业共同推进有助于汽车脱碳化的“CN燃料”的引进与普及工作,CN燃料是一种新型环保燃料,其特点在于整个产品生命周期内都能显著减少二氧化碳排放。这种燃料包括由氢气和二氧化碳合成的e-fuel,以及通过光合作用吸收二氧化碳的植物制成的生物燃料。CN燃料的开发和应用为汽车行业提供了一条可行的低碳转型路径。
丰田认为,纯电动是实现碳中和的重要手段,但发动机也是。
从海外市场的现状来看,很多国家无力支撑充电基础设施的建设,这对电动汽车在这些国家的普及构成了障碍。这也是为何很多欧洲国家也在推新型合成燃料,比如欧盟已经成立了合成燃料联盟(eFuel Alliance),该联盟已拥有 170 多个成员,把eFuel生产的整个价值链都拉进去了,
合成燃料成功的必要条件是能够降下成本,续航里程要更高,这带来的冲击力会非常强势——既做到了零污染更环保,又摆脱了对石油资源的依赖,还做到了成本的降低,可能会对电车的前景形成冲击与压力。
而合成燃料发动机技术的发展本质是面向环保的方向,与我们新能源所追求的方向一致,最终目的是满足消费者对性价比、耐用性、保值性、安全性、动力等全方面的需求。
丰田的走法,是感受到了发动机核心腹地遭受冲击的危机,因此寻求第二阶段的领先,种种风向或意味着内燃机技术要变天了。而我们同样要有危机感,目前国内发动机技术研发更多倾向于提升混动技术与燃油经济性效率以及动力性表现,而非在发动机技术与新型燃料本身的变革方向。
但多条腿走路,对于汽车工业而言,非常有必要。一方面可以保留海外市场与国际巨头竞争的底气,不至于在燃油技术变革节点落后于人,一方面,合成燃料技术也是我们一个可以观察的方向,毕竟,新型燃料一方面可以摆脱对石油的依赖,也能实现环保的要求,这也是暗合了中国汽车工业的发展良性方向。
以消费者需求与经济发展与环保作为核心指标,技术的探索无止境,合成燃料的研发,我们或许也是时候推进了。
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