面向“十四五” 寻找新出路 汽油机面对深化电混的颠覆性变革?

行业新闻 2021-01-12
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“禁燃”的声音随着汽车电动化的浪潮此起彼伏,传统燃油车似乎日渐式微。然而,在动力多元化发展的行业共识下,传统内燃机自救的呼声也不断高涨,一些新技术、新理念、新行动进入大众视野,发出了有力的声音。


近日,在“中国乘用车动力总成高峰论坛”上,内燃机定调了“低碳”的发展方向。同时,中国内燃机工业协会乘用车动力总成专业委员会的成立,也用行动传达了汽车内燃机行业与时俱进的发展态度。


“十四五”规划指明方向

在“2035年碳排放要达到峰值,2060年要达到碳中和”的背景下,内燃机将扮演重要角色。所以,内燃机人身上的责任更重。中国已经进入“十四五”发展的新时期,中国内燃机工业协会也及时制定行业规划——《中国内燃机高质量发展规划(“十四五”规划)》(以下简称《规划》)。


中国内燃机工业协会秘书长邢敏指出,内燃机行业主要面临三大问题:第一,自主可控,现在已提上《规划》的重要议事日程;第二,需按照环保标准的要求实现技术发展和提升,也就是政策倒逼技术发展;第三,创新的核心就是中国内燃机如何向高质量发展。


“《规划》特别强调了以创新为引领,制造业为典型代表,覆盖面比较广。”《规划》的撰稿人之一,同济大学教授、中国内燃机工业协会汽油机规划组副组长李理光对《中国汽车报》记者表示,经过多年发展,我国内燃机产业已建立完整的产业链,但在核心技术上仍有一些“卡脖子”的节点。“这次制定《规划》就是要抓住痛点,集中力量办大事,加大基础研究、应用研究和产业化,为2030年站在世界前沿,2035年世界领先做好开头。以乘用车为例,《规划》提出发动机热效率要从40%提到45%,油耗降低10%,相当于减少1000多万吨燃油消耗,减少2000多万吨二氧化碳排放。”


据邢敏介绍,“十四五”期间,我国每年仍有8000万台新品内燃机的刚性需求。因此,内燃机行业在“十四五”期间也制定了一个“小目标”,即以节能减碳、“超近零排放”等内燃机热效率的持续改进和提升为牵引,通过组织行业企业、高校与科研机构协同创新研究和攻关,补齐产业短板,实现产业链的安全可控。


大胆探索深度拥抱电动化

国家电动乘用车技术创新联盟技术委员会主任王秉刚认为,面对新能源汽车推广,内燃机行业要有充分的心理预期,这是汽车产业大势所趋。乘用车动力系统电动化是必由之路,只有全面推动传统燃油车混动化,才可能实现节能减排的目标。


中国汽车工程学会理事长、中国工程院院士李骏强调,未来的发动机将是低碳发动机。而在实现低碳的过程中,需要对高效节能动力系统技术进行深挖。他提出了高效节能动力系统技术的五大战略构想:第一,汽油机设计实现颠覆性变革,热效率达到45%~50%;第二,变速器深度机电耦合,使发动机从面工况工作,变为域工况或线工况工作;第三,节能汽车深度电动化,碳排放减至95g/km;第四,真实行驶场景智能网联低碳化,实现二氧化碳排放RDE(Real Driving Emissions,真实道路排放测试);第五,企业“双积分”变成“双低碳”。


李骏表示,节能汽车技术意味着传统燃油车实现低碳化。“双低碳”可帮助企业降低油耗的劣质积分,将改变行业‘一分难求’的现状。此外,只要做到“双积分”、“双低碳”,就能解决成本问题。


根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,到2035年,我国混合动力和电动汽车的市场份额将各占50%,而目前这一比例分别仅有不到3%和5%。这意味着在混合动力领域都还有很大的增长空间,但如何迎接挑战、抓住机遇将成为严峻考验。


“汽油机颠覆性变革,必须从设计开始。只有深度电混才能走出传统混合动力的‘阴影’,深度电混可实现90g/km的碳排放。”李骏对汽油机的未来发展提出了“电混”这一新概念。在他看来,“电混”不是传统的混合动力,而是把“电”放在前头,内燃机要做到深度“拥抱”电池,进行“电混”升级。


“电混之下的深度混动,既不是插电混动,也不是增程式结构,需要结构创新,做到既可串联,又能并联、混联,哪个效率最高,就用哪个。”李理光解释说,内燃机的颠覆变革主要在于结构设计。市场对混动产品的需求不断增长,但自主技术还不够成熟,特别是在节油方面与国外竞品的差距较大,这需要在设计阶段就进行颠覆创新。


推动正向开发更上层楼

2020年,商用车发展形势一片大好,自主内燃机配套商用车品牌占有率达到97%,极大地满足了国民经济发展的需要,但自主品牌乘用车市场份额却有所下降。在邢敏看来,其中一个主要原因是配装发动机性能的差异化,自主企业动力产品的原始创新能力有待突破,发动机综合能耗和可靠性质量也与国外先进水平有差距。


吉利汽车集团副总裁、动力研究院院长王瑞平坦言,乘用车动力总成领域正面临多个问题:一是法规驱动下的技术选择与不确定的市场之间的矛盾,给企业发展带来了更大的压力;二是新技术应用,在基础材料、基础工艺等方面还存在很多“卡脖子”的难题;三是市场在不断变化。


经过几十年的发展,中国已成为世界最重要的汽车市场之一,乘用车销量占汽车总销量的80%以上,具有举足轻重的地位。而在其核心技术动力总成领域,各家却仍然处于各自为战的状态。反观日本和欧美发达国家都有相关的专业联盟,在推动行业发展方面发挥了不可忽视的作用。


重庆长安汽车股份有限公司动力研究院总经理张晓宇认为,打破各自为战的状态需要从几个方面深化,一是协同创新,技术引领,推进车企、零部件供应商与高校的合作,聚焦基础技术应用、前瞻技术研究、“卡脖子”零部件技术攻关等领域,比如超高热效率、发动机开发和混合动力系统集成优化等方面;二是打通全价值链,从国家战略研究、行业政策支持、基础能力提升、技术人才培养、核心供应链培育、行业标准统一、产业规模扩大,到最终市场体量形成,充分形成合力优势;三是建立互信互帮的文化,即有竞争又有合作,在底层共性、共通的领域进行合作,共享成果,再结合企业的特色和不同细分市场定位开发各自具有国际影响力的产品。


“内燃机行业要有‘壮士断腕’的决心。”李理光表示,各企业要以产品热效率为目标牵引,制定不同的发展策略,在低碳的总体目标下,走循序渐进的混动路线,实现总体达标、成本平摊的目标,利用“十四五”发展契机,让内燃机正向开发更上一个台阶。


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(点击上图阅览《汽后视界》双月刊第80期)


文章转自“汽车之家“。

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