“变心”与“强心”让中国车更强大

以“拥抱变化”为主题的2021上海国际汽车工业展览会(简称“上海车展”)吸引了全世界汽车行业的目光,在场面热闹喧嚣之外,“新旧势力”为抢先进入智能电动汽车时代而进行的各种“斗法”,更是精彩纷呈,令人意犹未尽。



最后的“狂欢”?内燃机仍有发展潜力


纵观本届上海车展,被传统车企摆上“C位”的电动车型、全新电动车专属平台不仅在数量上远超以往,更有大众、本田等头部车企公布了停止开发或停售燃油车的时间表。



不过,正如国家电动乘用车技术创新联盟技术委员会主任、国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚在上海车展期间指出的那样,电动化固然已经是大势所趋,但无论是纯电动,还是燃料电池车,都不可能覆盖所有的使用场景,而内燃机在可靠性和热效率方面也在不断提升,其在实现“碳达峰、碳中和”的过程中仍有用武之地。因此众多行业专家呼吁,在未来相当长的一段时间里,相关企业仍然应该坚持乘用车动力多元化发展。



另一方面,目前新能源汽车的市占率不大,而汽车产业从内燃机向电动机的转型期也相对漫长,所以许多传统车企在加速“转身”的过程中,也没有放弃继续挖掘内燃机。



除了带来“独门绝技”——VC-TURBO超变擎300可变压缩比涡轮增压发动机(压缩比8:1~14:1智能无级可变)的日产、带来1.6L直列三缸涡轮增压发动机(代号为G16E-GTS,压缩比为10.5:1,最大马力272匹,最大扭矩370牛·米)的丰田、为卫士110 V8车型配备5.0T V8机械增压发动机(最大功率525马力,峰值扭矩652牛·米)的路虎等传统豪强之外,长城汽车“柠檬”平台、上汽EDU混动总成、广汽巨浪动力、比亚迪DM-i超级混动、吉利CMA架构、长安蓝鲸动力、五菱汽车“菱擎”前置后驱混合动力系统等聚焦于节能汽车技术的中国品牌,同样引起了业界的广泛关注。



尤其是长城汽车旗下蜂巢易创开发的国内首套自研3.0T+9AT/9HAT动力总成,该款3.0T发动机采用V型6缸型式,双喷系统、米勒循环、双VGT增压器、进气歧管集成水冷中冷器、全map机油泵等诸多技术,其中3.0T+9AT系统最大功率260千瓦、峰值扭矩为500牛·米,混动3.0T+9HAT系统最大功率410千瓦、峰值扭矩高达750牛·米,同时满足国6b+RDE、欧六d、SULEV30等排放标准,可以覆盖大型SUV、皮卡、房车等多种越野生活关联品类产品。据介绍,这套将用于纵置布局的坦克平台,并于年内实现量产的动力总成可以做到逼近2.0T发动机的实际使用油耗,从而实现车辆强悍动力和较优燃油经济性的平衡。



各大车企都在‘三电’领域发力,长城发布3.0T发动机是否‘不合时宜’?蜂巢动力总工程师高定伟强调,中国汽车品牌想要实现高端化,需要全面向上突破,不仅仅是新能源等单一路线的弯道超车。当今汽车市场,正是传统燃油、混动、纯电甚至燃料电池四大技术路线并举的混战时代。电动化是必然的趋势,但就目前的汽车产业来看,传统动力和混合动力还有有一个较长的生命周期,不同的用户,不同的使用场景下,都有相应的需求,而高阶动力依然是消费者对品牌价值判断的重要考量。“发动机这块还会有很长的生命周期,不会一下子被替换掉。”高定伟表示。



市场对下一代驱动系统是什么动力形式仍未达成共识,想要抓住产品及技术路线“定义权”的并不只有整车厂商,许多具有实力的零部件头部企业也在“摩拳擦掌”。



例如一台变速器都没有展示的采埃孚(2020年排名行业第5),却带来了新一代集中式电子电气架构和新一代采睿星(ProAI)车载超级计算机(采用英伟达等厂商芯片);以自动驾驶快递小车吸引观众的法雷奥(2020年排名行业第11),把高压解决方案和ADAS解决方案当成了未来的“金饭碗”;在传统与智能座舱领域都极具实力的佛吉亚(2020年行业排名第13),也通过与米其林组建的合资公司Symbio(森碧欧)玩起了氢燃料电池动力系统;历史悠久的舍弗勒带来了多种轮毂电机解决方案,尽管量产遥遥无期,但其十多年持续研发的毅力令人钦佩。



相较于这些专注一个细分领域的友商来说,博格华纳则有更大的雄心——在本届上海车展大胆提出了“到2030年,实现电动车业务占比从目前的3%提升至45%”的目标,同时承诺在2035年实现碳中和。



在去年收购德尔福科技之后,博格华纳不仅大大提升了其在汽车电子和功率电子的业务规模、技术、人才和系统能力,巩固了在混合动力和电驱动系统领域的业务优势,更重要的是基本完整覆盖了驱动系统所需的基本零部件,足以助力各整车企业构建下一代驱动系统,同时也能最快速地应对市场变化对驱动系统的影响。



博格华纳燃油喷射系统中国区总经理杨宏勇指出,电动化转型并非一日之功,主机厂也在持续投入研发和推出更能符合严苛排放标准的全新节能车型,所以博格华纳在短期内并不会放弃对内燃机相关产品价值和潜力的挖掘,并会将内燃机的价值在混合动力领域充分发挥出来,进而通过收购和自研的方式稳步过度到电动化时代。



杨宏勇进一步分析道,从目前的汽车技术发展路线图(2035年节能与新能源汽车销量占比达到50%以上)来看,内燃机肯定是朝着清洁高效的方向进行升级换代,同时与电气化技术实现高度融合,而这也正是未来动力总成发展方向。


“不难看出,电动化转型并不意味着内燃机的消亡。我们在全球率先推出下一代缸内直喷500bar燃油系统、在中国第一个支持客户量产匹配2500bar的柴油共轨系统发动机……在研发高效混动专用发动机的同时,我们还开发了高压(500Bar)缸内直喷系统、双燃油喷射系统,预燃室,稀燃等众多先进技术,很多主机厂都愿意与我们共同采用这些新技术来提升发动机效率,降低二氧化碳排放。”杨宏勇表示。



据了解,在混合动力专用发动机上,博格华纳可以提供实现混动循环的集成VCT的正时链系统,实现高性能低油耗排放的500Bar燃油喷射系统并冲刺高热效率关键的EGR。同时,博格华纳已具备构建下一代混合动力专用变速器DHT核心零部件的能力,包括液压控制模块和离合器总成、混动控制器、高压及48V单/双逆变器、多挡变速机构、涵盖P0到P4及Px Combo的集成解决方案等等,尤其在P2并行混动上具备领先的技术积累。值得一提的是,博格华纳已经能完全自主实现从硬件到软件的研发,将各个发动机所必须主要的零部件真正融合在一起,集成混合动力专用发动机。


从本届上海车展大家也能看出,当前的电动化转型不再是“一刀切”或“运动式”的一拥而上,而是“八仙过海各显神通”般的多元化发展,这也显示出内燃机与电气化技术高度融合之后的市场前景大有可为。


电气化虽“香”,差异化核心技术仍有待进阶


相较于在内燃机上挖潜,电气化转型这个话题无疑拥有更高的关注度。



就拿近年来很热门的氢能源来说,除了发力较早的丰田、现代之外,上汽大通(带来了MAXUS EUNIQ 7)、红旗(展出了H5 FCEV)、东风集团(带来了风神AX7 氢燃料电池版)、汉腾(带来了汉腾FCV)都在本届上海车展秀出了自己的“肌肉”,但风头最劲的还是要数长城汽车旗下的未势能源。据悉,长城汽车已经布局建立了“制-储-运-加-应用”一体化供应链生态,并推出车规级“氢动力系统”全场景解决方案——氢柠技术,包括氢燃料电池系统、车载储氢系统、核心关键部件、其核心技术主要源于“氢电平台(HE)”、“电堆平台(HS)”和“储氢平台(HP)”3大技术平台。相较前当前市面上的所有动力类型车辆,氢柠系统有着明显的优势,不仅更环、更高效、更安全,在零下30摄氏度度极寒环境下,NODS系统电堆还拥有无损快速冷启动控制技术和多变量解耦闭环控制技术,可以在高海拔、高温和极寒环境下快速准确响应。



不过,正当大家纷纷上到“二楼”的时候,却发现丰田已经站上“三楼”了,这次带来了在中国开发的首款氢燃料电池商用车——柯斯达氢擎,丰田还披露了正在开发氢燃料发动机的消息。



丰田“MIRAI”等车辆上使用的燃料电池(FC),是通过让氢气与空气中的氧气发生化学反应,产生电力来驱动发动机;而氢燃料发动机则是以汽油发动机为基础,改变燃料供应系统和喷射系统,通过燃烧氢气产生动力。据介绍,氢燃料发动机的氢气燃烧速度比汽油快,响应性好,具有优异的环保性能,同时还可以实现包括汽车的声音和振动在内的“操控汽车的乐趣”,除了其微量的发动机机油燃烧成分外,行驶过程中不会产生二氧化碳。



《汽车通讯社》了解到,从5月21日至23日举行的NAPAC富士SUPER TEC 24小时比赛(超级耐久系列2021Powered by Hankook)的第3场赛事开始,丰田将在以卡罗拉运动版为基础的赛车上搭载氢燃料发动机,作为“ORC ROOKIE Racing”的参赛车辆投入使用。这也是氢燃料汽车首次在这一比赛中亮相。业界普遍认为,如果丰田此举能够成功,有望让传统内燃机获得新生。



有意思的是,瞄准氢燃料发动机的并不只有丰田,据透露,博格华纳也在开发氢燃料发动机上使用的喷射系统。在燃料电池中,氢和氧发生电化学反应产生电流,其中的氧可以使用纯氧或从空气中直接获得,特别是使用空气会更方便、经济。为此,博格华纳开发出了燃料电池空气供给系统(FCAS氢燃料电池空压机),用以保证燃料电池高效可靠运行,而这也正在逐渐成为压缩机行业的一个重要研究方向。据透露,国际与国内已有部分整车企业已经悄然对氢燃料发动机展开了研究和开发。


有预测显示,到2030年,欧盟的绿色氢能市场将达到约400亿欧元,年增长率为65%,如此大的“蓝海”也吸引了另一个零部件巨头的参与。据悉,博世正在开发固定式和移动式燃料电池解决方案,并计划在2021到2024年期间投资10亿欧元开发燃料电池技术。特别是在中国,博世与庆铃汽车正式成立了合资公司,开发并推动燃料电池动力总成的商业化落地。其中,首批70辆装载燃料电池系统的卡车将在今年年底投入运营。



在本次车展车展上,华为提供给赛力斯SF5的HUAWEI DriveONE三合一电驱动系统(融合了逆变器、电动机和差速器)引起了广泛热议。一体化的电驱系统能够大大节省空间,同时也能最大限度提升品质,可以用更低的成本造出更可靠的车辆,已成为汽车界的大势所趋,“三合一”“四合一”早已不是新鲜事儿,甚至有不少汽车厂商已经在开发“七合一”电驱系统总成。


零部件跨国企业在这个领域同样频出“大招”,博世通过创新性地将电机、电力电子控制器和传动部件整合为一个紧凑型单元,直接驱动车轴,实现了动力总成系统的一体化,使系统不仅变得更加高效,价格也更为经济,一个150kW的电动轴重量仅为87kg,远小于目前正在使用的独立式动力总成配件的驱动系统总重量。而舍弗勒的全新的电机系列产品实现了电压等级从48V至800V、功率等级从15kW到300kW及以上、冷却方式从水冷到油冷等全方面覆盖,具有高效能的特点,可用于混动模块、专用混动变速器和电驱动桥等系统中。



《汽车通讯社》注意到,福特在专用电动汽车平台上打造的首款重磅产品Mustang Mach-E上就采用了博格华纳的集成式电驱动模块iDM系列产品,拥有高集成度、高效率和轻量化等优异特性。据介绍,最新的iDM220可根据设计架构和不同应用,轻松集成于乘用车和轻型商用车的前轴或后轴上,并且根据客户的整车电压平台,该系列产品可涵盖功率等级最高到350千瓦和5000牛·米。


随着电驱动技术越来越成熟,大电量、长续航车型在市场上日渐增多,快充、换电模式也堪称百花争艳,不出意外的话,上海车展展示的各种创新技术,很快就会影响着中国乃至全球消费者的用车生活。


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