11月7日,由汽車評(píng)價(jià)研究院主辦的比亞迪插電式混合動(dòng)力專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)品鑒會(huì)在深圳召開。會(huì)議現(xiàn)場,行業(yè)內(nèi)的資深專家共同把脈發(fā)動(dòng)機(jī)的未來發(fā)展,擘畫中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍(lán)圖。比亞迪在插電式混合動(dòng)力領(lǐng)域新的研發(fā)成果——驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)也正式揭幕,憑借較佳的性能以及前沿科技創(chuàng)新,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)斬獲了“廣東省機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。
目前的汽車行業(yè)中,針對(duì)高效發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)正在形成潮流,而比亞迪已經(jīng)走在“賽道”的前列,此次揭幕的驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)已為即將到來的大規(guī)模量產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
作為一款量產(chǎn)級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī),驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)順利通過嚴(yán)格的臺(tái)架試驗(yàn),包括400小時(shí)的全速全負(fù)、800小時(shí)的交變、500小時(shí)的冷熱沖擊、400小時(shí)深度冷熱、800小時(shí)高動(dòng)態(tài)和400小時(shí)的低速低負(fù),可靠性經(jīng)得起考驗(yàn),已得到了行業(yè)專家的一致認(rèn)可。
在當(dāng)前全行業(yè)全力追求電動(dòng)化的大潮下,比亞迪為何要花大力氣去研發(fā)一臺(tái)堪稱高水準(zhǔn)的插混專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)呢?品鑒會(huì)上,比亞迪產(chǎn)品規(guī)劃及汽車新技術(shù)研究院院長楊冬生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢和技術(shù)方向進(jìn)行了分析。
比亞迪,潮流的技術(shù)路線
楊冬生認(rèn)為,新能源的到來并不是發(fā)動(dòng)機(jī)的終結(jié),未來的新能源有兩條長期路線,電氣化之外,高效發(fā)動(dòng)機(jī)也將煥發(fā)新的活力。未來的發(fā)動(dòng)機(jī)將更加聚焦,更加專用化,發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)的方向也會(huì)更加清晰。
目前的行業(yè)大勢也印證著楊冬生對(duì)未來新能源行業(yè)技術(shù)路線的預(yù)測,主流車企都已經(jīng)開始了高效發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究,稀薄燃燒、高能點(diǎn)火、預(yù)燃室相關(guān)技術(shù)應(yīng)用被看作是高效發(fā)動(dòng)機(jī)未來的發(fā)展方向,目前一些汽車企業(yè)和國內(nèi)主流自主車企都已經(jīng)開始了相關(guān)布局。當(dāng)然,比亞迪在插電式混合動(dòng)力專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)業(yè)化方面更是走在了前列。
比亞迪即將量產(chǎn)的驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)就是一款高效的插混專用發(fā)動(dòng)機(jī),這款發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)43%的有效熱效率,攀登熱效率高峰。
NVH控制方面,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)也做了大量的技術(shù)優(yōu)化,通過曲軸、主軸承、缸體、裙架、油底殼、正時(shí)罩蓋、進(jìn)氣歧管、缸蓋罩蓋的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了NVH在全速運(yùn)行的水平優(yōu)于行業(yè)水平。
除了43%熱效率和行業(yè)前沿的NVH控制之外,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)還有另外一個(gè)重要指標(biāo),利用比亞迪十余年在電氣化方面的積累和經(jīng)驗(yàn),將發(fā)動(dòng)機(jī)性能和成本之間的矛盾優(yōu)化到了較佳。
既要保障強(qiáng)大性能還要兼顧成本,一直以來都是困擾整個(gè)行業(yè)的大難題,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)具體是如何迎難而上的呢?
首先,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)的阿特金森循環(huán)和插電式混動(dòng)技術(shù)堪稱絕配。阿特金森循環(huán)以提升發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率著稱,但它也有一個(gè)明顯的短板,低速扭速和高速功率略低,而在插電式混合動(dòng)力中,以大扭矩和扭矩響應(yīng)速度快為大特色的電動(dòng)機(jī)能夠完美解決阿特金森循環(huán)的短板,凸顯其熱效率高的優(yōu)勢。
其次,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)采用了高壓縮比的技術(shù)路線,通過燃燒油氣火的優(yōu)化和仿真,實(shí)現(xiàn)了15.5的壓縮比,更難能可貴的是,它仍只需使用92號(hào)汽油,這足可見比亞迪在燃燒系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的狀態(tài)上,達(dá)到了非常高的水平。
再者,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)增大了缸徑?jīng)_程比,一方面縮小缸徑,讓火焰?zhèn)鞑サ木嚯x變短,燃燒得更快;另一方面通過拉長做功行程,讓做功的時(shí)間更長更充分,效率也更高。
此外,驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)還搭載有冷卻EGR、集成式排氣歧管、分體冷卻、低摩擦等先進(jìn)技術(shù),并通過一系列仿真優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、熱力學(xué)開發(fā)、選型、臺(tái)架標(biāo)定、整車匹配、夏試、冬試匹配等一系列嚴(yán)格考驗(yàn),才終打造了這款兼顧性能和成本的插混專用發(fā)動(dòng)機(jī)。
高效發(fā)動(dòng)機(jī),撐起新能源市場一片天
近期國內(nèi)新能源汽車行業(yè),不僅利好政策頻傳,終端市場表現(xiàn)也在持續(xù)攀升。中汽協(xié)公布的新銷量數(shù)據(jù)顯示,剛剛過去的十月份,國內(nèi)新能源車銷量實(shí)現(xiàn)了翻倍增長,共計(jì)售車16萬輛,同比增幅高達(dá)104.5%。政策和市場雙驅(qū)動(dòng)下,新能源車市場可謂是勢頭正盛。
有政策為發(fā)展新能源車保駕護(hù)航,終端市場上新能源車也在迅速普及,在此背景下,還有必要繼續(xù)鉆研發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)嗎?
答案是顯而易見的,簡單的原因,中國定義的新能源汽車既包括了純電動(dòng)汽車,燃料電池汽車,也包括插電式混動(dòng)車,而要發(fā)展插電式混動(dòng)車,就需要不斷研發(fā)更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
事實(shí)上,插電式混動(dòng)車當(dāng)前的發(fā)展態(tài)勢相當(dāng)不錯(cuò),中汽協(xié)公布的銷量數(shù)據(jù)中,10月國內(nèi)插電式混動(dòng)車銷量為2.7萬輛,同比增長了63.7%。更重要的是,在一些沒有限行限購的城市,插電式(雙模)混動(dòng)車的市場規(guī)模也在持續(xù)壯大。
蓋世汽車整理的銷量數(shù)據(jù)顯示,2017年至今,國內(nèi)插電式混動(dòng)車(含增程式)的銷量區(qū)域分布變化相當(dāng)明顯。2017年國內(nèi)插電式混動(dòng)車的銷量主要集中在雙限(限行限購)城市,占比高達(dá)80%,終端用戶有明顯的政策導(dǎo)向性。到了2020年,從前十個(gè)月的銷量區(qū)域分布看,雙限城市的占比降至51%,非限行限購城市的銷量占比已經(jīng)由2017年的14%提升到當(dāng)前的32%??梢钥闯觯瑖鴥?nèi)插電式混動(dòng)車市場在逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎吆褪袌鲭p導(dǎo)向。
插電式混動(dòng)車能夠迅速爆發(fā)市場潛力,與其產(chǎn)品特性有關(guān)。汽車社會(huì)走向全面電動(dòng)化的道路是一個(gè)不斷演化的過程,當(dāng)前的純電動(dòng)汽車市場還存在諸多問題,充電不方便,充電時(shí)間長,汽車安全性以及續(xù)航里程等問題亟待解決。從這方面看,插電式混合動(dòng)力提供了一個(gè)很好的解決方案,可以實(shí)現(xiàn)短途用電、長途用油,既有燃油車的加油方便性,也有短途用車時(shí)的純電行駛的優(yōu)勢,綜合續(xù)航里程更長,同時(shí)安全性相對(duì)較高,能夠很好地滿足用戶的各種出行需求。
國務(wù)院辦公廳日前印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年,新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右。這和比亞迪對(duì)新能源汽車市場發(fā)展趨勢的預(yù)測不謀而合。結(jié)合長期的行業(yè)發(fā)展趨勢洞察和市場數(shù)據(jù)研究分析,比亞迪認(rèn)為未來一段時(shí)間內(nèi)插電式混動(dòng)車依舊是新能源市場主要的技術(shù)路線之一。
在插電式混動(dòng)車領(lǐng)域,比亞迪的優(yōu)勢非常明顯。據(jù)楊冬生介紹,比亞迪對(duì)新能源市場一直保持著理性樂觀的態(tài)度,至今已在新能源汽車產(chǎn)業(yè)深耕十余年,獲得了豐厚的技術(shù)積累,推出了完善的產(chǎn)品矩陣,也得到國家和市場的不斷認(rèn)可。
特別是在插電式混動(dòng)領(lǐng)域,比亞迪已經(jīng)走到了世界的前列。十二年前(2008年),比亞迪在率先推出插電式混合動(dòng)力技術(shù),開啟了比亞迪新能源之路。經(jīng)過多年的積累和沉淀,比亞迪的插混技術(shù)已經(jīng)達(dá)到極為成熟穩(wěn)定的水平。
目前,比亞迪推出了DM-p、DM-i雙平臺(tái)戰(zhàn)略。“p”即powerful,指動(dòng)力強(qiáng)勁、極速,滿足“追求更高駕駛樂趣”的用戶。“i”即intelligent,指智慧、節(jié)能、高效,滿足“追求更低行車油耗”的用戶。
想要擁抱未來,仍需要“打怪升級(jí)”
插電式混動(dòng)會(huì)是未來新能源車市場上的一條主要技術(shù)路線,這也就意味著,在實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化之前,汽車市場依舊需要發(fā)動(dòng)機(jī),更準(zhǔn)確的說是需要插電式混動(dòng)車專用的發(fā)動(dòng)機(jī)。
那么問題也就出現(xiàn)了,為插混動(dòng)力而生的發(fā)動(dòng)機(jī),應(yīng)該具備什么特質(zhì)?
從上圖可以明顯看出,傳統(tǒng)燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)的工況是全面鋪開的,需要同時(shí)兼顧整車動(dòng)力性和燃效,既要保障較大的扭矩,較好的功率,還要充分考慮油耗和排放。所以傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展至今,需要不停迭代增加新功能,從高壓缸內(nèi)直噴到電動(dòng)渦輪增壓和雙增壓系統(tǒng)再到CVVL、DVVL技術(shù)等,目的都是為了實(shí)現(xiàn)油耗、功率、扭矩的全面提升。
但不斷增加新功能的結(jié)果必然是導(dǎo)致整機(jī)成本不斷提高,進(jìn)而會(huì)讓整車成本提高,相悖于當(dāng)前降本增效的行業(yè)發(fā)展大趨勢。不過,隨著電氣化的發(fā)展,提供了一條妥善的解決之道——發(fā)展混動(dòng)專屬發(fā)動(dòng)機(jī),這時(shí)候,就體現(xiàn)出混動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢了。隨著電力占比的提高,發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域會(huì)從原來的面工況,轉(zhuǎn)化成為區(qū)域工況,線工況,甚至點(diǎn)工況,工況落點(diǎn)主要集中到了發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率區(qū),可顯著改善發(fā)動(dòng)機(jī)的硬件成本。所以比亞迪成功研發(fā)出驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī)可以將常用區(qū)域聚焦在高效區(qū),提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率。
不僅如此,比亞迪的DM-i超級(jí)混動(dòng)技術(shù)具備高集成度,可以智能切換各種工作模式,其整車平順性媲美無級(jí)變速,燃油經(jīng)濟(jì)性和整車動(dòng)力性均比同級(jí)別燃油車有大幅提升。搭載DM-i技術(shù)的A級(jí)轎車不充電油耗能做到4L/100km以下,插電式混合動(dòng)力也能做到超低油耗。其中,插混專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)正是實(shí)現(xiàn)DM-i超低油耗的重要組成,專用發(fā)動(dòng)機(jī)可以充分發(fā)揮混動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)能源效率大化,經(jīng)濟(jì)成本低化。
但要打造一款高效的插混專用發(fā)動(dòng)機(jī),需要解決不少技術(shù)難點(diǎn)。楊冬生指出,插混專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)。第一,由于插電式混合動(dòng)力的能量轉(zhuǎn)化過程更復(fù)雜,能量轉(zhuǎn)化次數(shù)增多,因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)的熱效率要求更高。第二,由于布置空間的限制,插電式混合動(dòng)力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊性要求更高。第三,插電式混合動(dòng)力同時(shí)擁有發(fā)動(dòng)機(jī)和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),為讓插電式混合動(dòng)力在價(jià)格方面具備市場競爭力,對(duì)專用發(fā)動(dòng)機(jī)要求成本控制得更好。第四,相比于傳統(tǒng)燃油車,插電式混合動(dòng)力車型的發(fā)動(dòng)機(jī)主要運(yùn)行在相對(duì)較高的速度和較高的負(fù)荷中,因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的NVH要求也比較高。簡單總結(jié)就是,要打造針對(duì)插電式混合動(dòng)力汽車的專用發(fā)動(dòng)機(jī),可以充分發(fā)揮混動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)能源效率大化。當(dāng)然,一旦打通了這些技術(shù)難點(diǎn),在未來的市場競爭中肯定也能更有優(yōu)勢,這也正是比亞迪全新的DM-i平臺(tái)真正在解決的問題。
隨著電氣化的不斷深入以及發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化,行業(yè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性有了新的期待,未來的發(fā)動(dòng)機(jī)將不再被過度桎梏在扭矩、負(fù)荷和功率之上,需要在強(qiáng)調(diào)性能的同時(shí)兼顧成本和NVH。面向未來的產(chǎn)業(yè)需求,比亞迪率先亮出了自己的新成果——DM-i超級(jí)混動(dòng)平臺(tái)中專用的驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動(dòng)機(jī),不僅為行業(yè)開拓了全新的思路和方向,也在用實(shí)際行動(dòng)向我們剖析了一個(gè)行業(yè)趨勢:新能源時(shí)代的到來并不意味著發(fā)動(dòng)機(jī)歷史的終結(jié),插混專用高效發(fā)動(dòng)機(jī)市場,依舊是一片藍(lán)海。
(原標(biāo)題:為插混而生,比亞迪如何打造技術(shù)“新物種”?)