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混合动力车迎发展新机遇

作者:四川新闻 | 发布时间:2019-01-02 10

似乎每到冬季,关于机动车尾气排放的相关议题就会变得火热起来。在今年这个话题又因为大众汽车的柴油发动机排放造假门而变得越发引人关注,日,北京市政 府又发布了关于京六排放的意见征求稿,再度引发了业界的关注。在笔者看来,无论是大众汽车柴油发动机的排放造假门事件还是北京市京六排放意见征求稿的发 布,都明确的成为了混合动力取代传统内燃机的契机所在。关于大众柴油发动机排放门对于混合动力发展的推动作用此笔者已经撰文进行过阐述,接下来咱们来说 一说排放测试规程的升级对于混合动力系统发展的促进作用。

要从排放标准的升级说起,就不得不提到最新的京六排放标准和即将执行的国六排放标准的冲突。根据北京市政府发布的京六排放征求意见稿显示,未来执行的 京六排放标准将采用美国的FTP75测试循环进行测试。而此公布的国六排放标准则将先于欧洲执行WLTC的测试循环进行测试。毫无疑问的,两种测试循环 之间测试方法的差异将会导致同一款车型排放策略的差异。对于汽车企业而言,京六和国六测试循环之间的差别无疑会提升企业的研发成本以及工作强度。所以业界 对于最新的京六排放和国六方面的讨论也大多集中在二者的差异上。而在笔者看来,这种地方性法规和国家法规的差别的确不值得推荐,当然这是后话,先暂且不 表。接下来咱们还是来说混合动力系统会因此得到的促进作用。

首先,无论是京六标准即将执行的FTP75测试循环还是国六标准即将执行的WLTC测试循环,相比于目国五标准执行的NEDC测试循环都要更加贴近 于消费者的实际用车体验。这也就意味着,在NEDC规程下测试出来的燃油和排放水平在两个测试循环中都会面临不合格的境地。就循环工况本身而言,NEDC 的循环工况更多的注重于稳态工况,而FTP75以及WLTC则更多的会注重极限工况和瞬间工况。

详细点来说,从测试时间上来看,FTP75的测试时间为1874秒,里程(参配、图片、询价) 17.77公里。WLTC测试时间为1800秒,测试里程23.27公里。而NEDC的测试时间为1180秒,里程11.04公里。以不同工况所占的测试 时间比例来看,NEDC的加速时间所占测试时间比例为20%左右,减速时间所占比例为15%左右,匀速时间占比则超过40%,怠速时间则达到24.8%。 相比之下,FTP75的加速时间占比为27%左右,减速时间占比为25%左右,匀速时间为28%左右,怠速时间为18%左右。而WLTC相对应的占比分别 为30%、27%、28%以及12%。在车速的分布上来看,综合工况速度分布三者都主要集中在60公里每小时以下,而NEDC测试循环下该时速下所占的非 怠速测试时间的89%左右。而FTP75占比为85%,WLTC只有64%。而在城市郊区的行驶比例分配上,NEDC工况的城区测试仅占37%,而 FTP75占据52%。

好了,?嗦了半天罗列了这么一堆数字,从这些数字里就为了证明一个问题,以NEDC为标准制定的机动车排放策略在面对新的测试标准时必然会出现水土不服的一面。而另外一个方面我们也应该清楚的认识到,无论是京六还是国六,这个排放测试循环都要变得严苛了很多很多。

那么,随着最新一轮油耗限制的即将实施以及新的测试规程的落实,眼下市场上绝大部分的汽车企业就无法满足排放要求。即便是最近几年主打的小排量涡轮增 压发动机也同样难逃一劫。实事求是的讲,欧洲人在几年弄出来的小排量涡轮增压发动机本身就是应对NEDC稳态工况测试的产物,放在更为贴近实际的瞬态工 况测试中特别是节气门全开的情况下排放水平甚至会极度的恶化。当然,随着测试循环的变化,传统的自然吸气发动机也会面临排放标准的不满足,而欧洲人当年一 股脑的钻进小排量涡轮增压发动机的研发,其中又有很大一部分原因就是欧洲人在欧五排放标准执行之就已经敏锐的意识到了其传统的自然吸气发动机技术在未来 十年内已经无法满足欧五的排放标准。所以,毫无疑问的,新的测试规程和更加严苛的排放限值将成为阻碍传统内燃机动力继续发展的一道障碍。另一方面,由于目 国家所执行的是企业平均排放标准限值制度,所以对于生产豪华车型以及以大排量车型为主的汽车企业而言就更是雪山加霜。

所以在这样的提下,混合动力技术就必然会成为各大汽车企业能抓住的最后一根救命稻草。

先从技术方面来看,混合动力技术无论是传统的混动还是现在备受关注的插电式混合动力,从结构上来看都是通过增加新的动力传递路线来改善车辆的燃油经济 性和排放水平,并非是在原有的内燃机结构上进行改进和升级。毫不夸张的讲,传统的车用内燃机动力在经过了这一百多年的发展之后已经遇到了一个技术发展的瓶 颈,出于结构的限制,在热效率方面的提升已经难有作为。

而混合动力则与之不同,全新的动力传递架构可以提供更多的提升效率的可能。更重要的一点在于,混合动力系统所依托的电动机本身就具有相比于内燃机动力 更高的效率。换言之,电动机能够提供的能源转换效率要高过内燃机。而另一方面,电动的恒扭矩恒功率特性减少了动力传递的路径,这也就提高了整套系统的传递 效率。所以,从技术层面上来看混合动力自然是优势明显。

然后从最新的京六和国六的测试循环来看,二者都同时弱化了稳态工况,同时强化了瞬态工况的测试。对于传统内燃机汽车而言这种测试方法的变化会极度恶化 排放水平,但是对于混合动力车型而言就正好与之相反。首先是增加的加减速工况比例,由于电动的恒功率恒扭矩输出特性,车辆在进行全力加速时发动机就不需要 全力输出,排放水平自然要比采用同样发动机的传统动力车型有所降低。对于减速工况而言,大部分的混合动力车型均配备了制动能量回收系统,所以减速工况下车 辆的能量是可以实现转化的。其次,FTP75以及WLTC更加贴近于实际用户的使用情况来看增加了城市工况的测试比例,对于混合动力车型而言,在低速的城 市工况下电动机作为主导的模式甚至可以让发动机停止运转,如此一来城市工况测试比例的增加对于混合动力车型而言倒是一大利好。可以这样说,FTP75以及 WLTC测试循环其实更加适合于混合动力车型的成绩取得。虽然没有相关的实验数据说明问题,但是以笔者个人的猜测来看的话,只要是混合动力系统中电动机出 力比例能够达到一个合理的范围,那么一款车型同时满足京六和国六的排放测试循环也并不见得是一件不可能完成的事。

第三一点,从企业本身的角度来看,混合动力技术还具备着投资收益高的优势。

在经过了十余年的发展之后,混合动力技术已经呈现出了规模化发展的产业态势,而混合动力系统的整体研发成本、后期制造成本也因此得到了大幅度的降低。 在眼下的产业结构中,以现有的传统内燃机动力为基础打造一套混合动力系统而带来的品牌整体排放水平的提升,所需投入不见得会比在传统内燃机上下功夫要来得 多。所以就这一点来看,混合动力技术对于汽车企业就有着更大的吸引力。

另外一个方面,目混合动力技术的成熟发展已经使得混合动力车型具备了与传统内燃机车型除动力系统以外的产品竞争力,已经具备了大规模铺开的市场 提。在这种情况下,混合动力车型所带来的增加也会促使品牌平均排放水平的提升。更重要的一点在于,混合动力技术的推广是可以涵盖所有车型的,这也就包 括了曾经被视为品牌排放短板的中大型车。那么在这种情况下,混合动力系统的投资收益又得到了进一步的提升。

至于最后一个方面,当然就是混合动力系统的一个分支,插电式混合动力系统能够带来的在计算品牌平均油耗和排放限额时的优惠。

如果我们以发展的眼光来看问题的话,混合动力系统毕竟是一种全新的事物,其生命力以及存在的价值就体现在技术的可拓展性以及其先进性上。所以毫无疑问 的,随着排放标准的越发严苛以及汽车动力技术的发展,混合动力系统将会迎来大发展的契机,最终在无形中完成对传统内燃机动力的取代。