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11月7日，由汽車評價研究院主辦的比亞迪插電式混合動力專用高效發(fā)動機技術(shù)品鑒會在深圳召開。會議現(xiàn)場，行業(yè)內(nèi)的資深專家共同把脈發(fā)動機的未來發(fā)展，擘畫中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍圖。比亞迪在插電式混合動力領(lǐng)域新的研發(fā)成果——驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機也正式揭幕，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)動機斬獲了“廣東省機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎”。
目前的汽車行業(yè)中，針對高效發(fā)動機的研發(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)動機已為即將到來的大規(guī)模量產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。
作為一款量產(chǎn)級別的發(fā)動機，驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機順利通過嚴格的臺架試驗，包括400小時的全速全負、800小時的交變、500小時的冷熱沖擊、400小時深度冷熱、800小時高動態(tài)和400小時的低速低負，可靠性經(jīng)得起考驗，已得到了行業(yè)專家的一致認可。
在當前全行業(yè)全力追求電動化的大潮下，比亞迪為何要花大力氣去研發(fā)一臺堪稱高水準的插混專用高效發(fā)動機呢？品鑒會上，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發(fā)動機行業(yè)未來的發(fā)展趨勢和技術(shù)方向進行了分析。
比亞迪，潮流的技術(shù)路線
楊冬生認為，新能源的到來并不是發(fā)動機的終結(jié)，未來的新能源有兩條長期路線，電氣化之外，高效發(fā)動機也將煥發(fā)新的活力。未來的發(fā)動機將更加聚焦，更加專用化，發(fā)動機開發(fā)的方向也會更加清晰。
目前的行業(yè)大勢也印證著楊冬生對未來新能源行業(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)動機關(guān)鍵技術(shù)的相關(guān)研究，稀薄燃燒、高能點火、預(yù)燃室相關(guān)技術(shù)應(yīng)用被看作是高效發(fā)動機未來的發(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。當然，比亞迪在插電式混合動力專用高效發(fā)動機的產(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)動機就是一款高效的插混專用發(fā)動機，這款發(fā)動機可實現(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)動機也做了大量的技術(shù)優(yōu)化，通過曲軸、主軸承、缸體、裙架、油底殼、正時罩蓋、進氣歧管、缸蓋罩蓋的優(yōu)化，實現(xiàn)了NVH在全速運行的水平優(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)動機還有另外一個重要指標，利用比亞迪十余年在電氣化方面的積累和經(jīng)驗，將發(fā)動機性能和成本之間的矛盾優(yōu)化到了較佳。
既要保障強大性能還要兼顧成本，一直以來都是困擾整個行業(yè)的大難題，驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機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)動機的阿特金森循環(huán)和插電式混動技術(shù)堪稱絕配。阿特金森循環(huán)以提升發(fā)動機熱效率著稱，但它也有一個明顯的短板，低速扭速和高速功率略低，而在插電式混合動力中，以大扭矩和扭矩響應(yīng)速度快為大特色的電動機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)動機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，實現(xiàn)了15.5的壓縮比，更難能可貴的是，它仍只需使用92號汽油，這足可見比亞迪在燃燒系統(tǒng)各項技術(shù)的狀態(tài)上，達到了非常高的水平。
再者，驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機增大了缸徑?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)動機還搭載有冷卻EGR、集成式排氣歧管、分體冷卻、低摩擦等先進技術(shù)，并通過一系列仿真優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計、熱力學(xué)開發(fā)、選型、臺架標定、整車匹配、夏試、冬試匹配等一系列嚴格考驗，才終打造了這款兼顧性能和成本的插混專用發(fā)動機。
高效發(fā)動機，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)新能源車銷量實現(xiàn)了翻倍增長，共計售車16萬輛，同比增幅高達104.5%。政策和市場雙驅(qū)動下，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)動機技術(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汽車，燃料電池汽車，也包括插電式混動車，而要發(fā)展插電式混動車，就需要不斷研發(fā)更高效的發(fā)動機技術(shù)。
事實上，插電式混動車當前的發(fā)展態(tài)勢相當不錯，中汽協(xié)公布的銷量數(shù)據(jù)中，10月國內(nèi)插電式混動車銷量為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)插電式混動車(含增程式)的銷量區(qū)域分布變化相當明顯。2017年國內(nèi)插電式混動車的銷量主要集中在雙限(限行限購)城市，占比高達80%，終端用戶有明顯的政策導(dǎo)向性。到了2020年，從前十個月的銷量區(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%提升到當前的32%?？梢钥闯觯瑖鴥?nèi)插電式混動車市場在逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎吆褪袌鲭p導(dǎo)向。
插電式混動車能夠迅速爆發(fā)市場潛力，與其產(chǎn)品特性有關(guān)。汽車社會走向全面電動化的道路是一個不斷演化的過程，當前的純電動汽車市場還存在諸多問題，充電不方便，充電時間長，汽車安全性以及續(xù)航里程等問題亟待解決。從這方面看，插電式混合動力提供了一個很好的解決方案，可以實現(xiàn)短途用電、長途用油，既有燃油車的加油方便性，也有短途用車時的純電行駛的優(yōu)勢，綜合續(xù)航里程更長，同時安全性相對較高，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到汽車新車銷售總量的20%左右。這和比亞迪對新能源汽車市場發(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，比亞迪認為未來一段時間內(nèi)插電式混動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可。
特別是在插電式混動領(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雙平臺戰(zhàn)略。“p”即powerful，指動力強勁、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”
插電式混動會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，在實現(xiàn)全面電動化之前，汽車市場依舊需要發(fā)動機，更準確的說是需要插電式混動車專用的發(fā)動機。
那么問題也就出現(xiàn)了，為插混動力而生的發(fā)動機，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)動機的工況是全面鋪開的，需要同時兼顧整車動力性和燃效，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)動機技術(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)致整機成本不斷提高，進而會讓整車成本提高，相悖于當前降本增效的行業(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)展混動專屬發(fā)動機，這時候，就體現(xiàn)出混動技術(shù)的優(yōu)勢了。隨著電力占比的提高，發(fā)動機的工作區(qū)域會從原來的面工況，轉(zhuǎn)化成為區(qū)域工況，線工況，甚至點工況，工況落點主要集中到了發(fā)動機的高效率區(qū)，可顯著改善發(fā)動機的硬件成本。所以比亞迪成功研發(fā)出驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機可以將常用區(qū)域聚焦在高效區(qū)，提升發(fā)動機工作效率。
不僅如此，比亞迪的DM-i超級混動技術(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變速，燃油經(jīng)濟性和整車動力性均比同級別燃油車有大幅提升。搭載DM-i技術(shù)的A級轎車不充電油耗能做到4L/100km以下，插電式混合動力也能做到超低油耗。其中，插混專用高效發(fā)動機正是實現(xiàn)DM-i超低油耗的重要組成，專用發(fā)動機可以充分發(fā)揮混動技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)能源效率大化，經(jīng)濟成本低化。
但要打造一款高效的插混專用發(fā)動機，需要解決不少技術(shù)難點。楊冬生指出，插混專用高效發(fā)動機技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)有以下幾點。第一，由于插電式混合動力的能量轉(zhuǎn)化過程更復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)化次數(shù)增多，因此，對發(fā)動機高效區(qū)的熱效率要求更高。第二，由于布置空間的限制，插電式混合動力對發(fā)動機的緊湊性要求更高。第三，插電式混合動力同時擁有發(fā)動機和電驅(qū)動系統(tǒng)，為讓插電式混合動力在價格方面具備市場競爭力，對專用發(fā)動機要求成本控制得更好。第四，相比于傳統(tǒng)燃油車，插電式混合動力車型的發(fā)動機主要運行在相對較高的速度和較高的負荷中，因此，對發(fā)動機的NVH要求也比較高。簡單總結(jié)就是，要打造針對插電式混合動力汽車的專用發(fā)動機，可以充分發(fā)揮混動技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)能源效率大化。當然，一旦打通了這些技術(shù)難點，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平臺真正在解決的問題。
隨著電氣化的不斷深入以及發(fā)動機的技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化，行業(yè)對發(fā)動機的特性有了新的期待，未來的發(fā)動機將不再被過度桎梏在扭矩、負荷和功率之上，需要在強調(diào)性能的同時兼顧成本和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超級混動平臺中專用的驍云-插混專用1.5L高效發(fā)動機，不僅為行業(yè)開拓了全新的思路和方向，也在用實際行動向我們剖析了一個行業(yè)趨勢：新能源時代的到來并不意味著發(fā)動機歷史的終結(jié)，插混專用高效發(fā)動機市場，依舊是一片藍海。
(原標題：為插混而生，比亞迪如何打造技術(shù)“新物種”？)
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