如今在汽車行業(yè)內(nèi)，一方面，“唱衰”傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)聲音不絕于耳；另一方面，發(fā)展新能源動(dòng)力“高歌繞梁”。在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和用戶實(shí)際需求的雙重作用下，車用內(nèi)燃機(jī)有哪些“適者生存”法則？新能源動(dòng)力又該如何沖破“藩籬”實(shí)現(xiàn)新的市場(chǎng)突破？
3月29日，由《汽車與運(yùn)動(dòng)》雜志社主辦、上海交通大學(xué)汽車工程研究院協(xié)辦、江蘇沃開(kāi)汽車技術(shù)有限公司支持的2023第七屆中國(guó)汽車動(dòng)力技術(shù)大會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“大會(huì)”）在北京召開(kāi)。本屆大會(huì)以“發(fā)動(dòng)機(jī)的生存法則＆新能源汽車‘內(nèi)卷’下的思變”為主題，直指當(dāng)前大部分車企所面臨的困境、挑戰(zhàn)與機(jī)遇。大會(huì)日程為上、下午兩場(chǎng)，分別由上海交通大學(xué)汽車工程研究院院長(zhǎng)許敏和副院長(zhǎng)殷承良主持，包括8場(chǎng)企業(yè)技術(shù)報(bào)告及兩個(gè)圓桌討論。上汽、比亞迪、長(zhǎng)安、廣汽傳祺、上汽名爵、吉利、AITO問(wèn)界汽車、一汽集團(tuán)、一汽-大眾、長(zhǎng)城、豐田技研、北汽、上汽通用凱迪拉克、極氪汽車、極狐汽車、零跑等20余家車企及10余家零部件企業(yè)的嘉賓參加大會(huì)。
　高熱效、低排放　助力內(nèi)燃機(jī)“續(xù)命”
在碳中和愿景下，汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)正在加快“減碳”進(jìn)程。這一趨勢(shì)也深刻影響著內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，綠色低碳成為行業(yè)發(fā)展的主旋律。行業(yè)普遍認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的道路上，中短期來(lái)看，提高燃油經(jīng)濟(jì)性依然是降低汽車碳排放的重要途徑。會(huì)上，比亞迪、長(zhǎng)安、廣汽、上汽等企業(yè)的技術(shù)專家，指明了高效能、低排放發(fā)動(dòng)機(jī)的廣闊市場(chǎng)前景。
“很多人說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)已經(jīng)到‘底’了，可以維持今后的市場(chǎng)需求，但對(duì)于我們發(fā)動(dòng)機(jī)人而言，把熱效率做到最高、動(dòng)力性做到最好仍是不懈的追求。”許敏指出，目前來(lái)看，混合動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)化以及新型燃料的替代，都是發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)基于生存角度的求新、求變。
“在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)不僅會(huì)存在，還將肩負(fù)著踐行國(guó)家‘雙碳’戰(zhàn)略目標(biāo)的使命。因此，我們必須在內(nèi)燃機(jī)高效低排方面持續(xù)努力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、降低燃油消耗，依然是發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)能汽車中必須要做的核心課題。”廣汽研究院動(dòng)力總成技術(shù)研發(fā)中心副主任祁宏鐘認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的背景下，作為交通領(lǐng)域節(jié)能減排的重要組成部分，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)依然會(huì)發(fā)揮重要作用，高效燃燒技術(shù)必然是內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)期生存發(fā)展的核心技術(shù)要點(diǎn)。
一直以來(lái)，熱效率水平被視為衡量?jī)?nèi)燃機(jī)技術(shù)綜合實(shí)力的標(biāo)志之一。近年來(lái)，各大動(dòng)力總成供應(yīng)商不斷挑戰(zhàn)熱效率極限，致力于提供更高動(dòng)力性、更優(yōu)經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)力系統(tǒng)。但從終端市場(chǎng)來(lái)看，熱效率突破每一小步所付出的代價(jià)，與其所帶來(lái)的回報(bào)是否成正比的問(wèn)題，也引發(fā)了行業(yè)的思考。對(duì)此，祁宏鐘表示，不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率是行業(yè)發(fā)展的需求，但成本也是關(guān)鍵的因素；如果熱效率提升到50％以上，付出的成本太高，站在整車的維度考量，未來(lái)應(yīng)從系統(tǒng)層面而不是單純依靠發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提升來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
事實(shí)上，內(nèi)燃機(jī)技術(shù)創(chuàng)新與突破也是汽車行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的客觀需求?！吨袊?guó)汽車報(bào)》社總編輯桂俊松表示，今年全國(guó)兩會(huì)期間，習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。汽車業(yè)是先進(jìn)制造業(yè)的代表性產(chǎn)業(yè)，大會(huì)的舉辦就是為了推動(dòng)中國(guó)汽車動(dòng)力技術(shù)走向高質(zhì)量發(fā)展。
混動(dòng)上量　打開(kāi)發(fā)展“另一扇窗”
在汽車內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排的命題下，越來(lái)越多的企業(yè)積極尋求多元化動(dòng)力轉(zhuǎn)型。近年來(lái)，在市場(chǎng)需求和政策效應(yīng)的助推下，“可油可電”的混動(dòng)車型成為自主品牌車企向上突破的重要抓手，發(fā)展前景被廣泛看好。2020年以來(lái)，以比亞迪、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安、奇瑞、吉利、廣汽為代表的諸多企業(yè)紛紛推出混動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品方案。
順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)打響了混動(dòng)技術(shù)“升級(jí)戰(zhàn)”。不少與會(huì)人士提出，動(dòng)力總成的電動(dòng)化是乘用車減碳的主要路徑，而基于能源結(jié)構(gòu)和實(shí)際需求，混動(dòng)依然是目前政策、市場(chǎng)、技術(shù)都支持的發(fā)展路線。
“內(nèi)燃機(jī)會(huì)長(zhǎng)期存在，高性能發(fā)動(dòng)機(jī)仍有很大的市場(chǎng)需求，其支撐之一就是混動(dòng)路線的發(fā)展。”上汽集團(tuán)創(chuàng)新研究開(kāi)發(fā)總院總監(jiān)徐政介紹稱，從去年的數(shù)據(jù)來(lái)看，混動(dòng)汽車的銷量增幅已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)純電動(dòng)汽車的增幅。長(zhǎng)期來(lái)看，燃油車份額會(huì)減少，但并不是全部被純電動(dòng)汽車所取代，反而是處于中間地帶的混動(dòng)產(chǎn)品將占很大份額。從市場(chǎng)端的角度來(lái)看，在國(guó)內(nèi)一些區(qū)域市場(chǎng)，電動(dòng)汽車的需求不大、充電設(shè)施也不完備；從全球來(lái)看，我們不少出口目的市場(chǎng)對(duì)純電動(dòng)汽車沒(méi)有興趣，但存在對(duì)混動(dòng)車型的需求。
“從今年一季度對(duì)車企的走訪中，我們深切地感受到行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的急迫性，今后還將有更多的混動(dòng)新車型上市。”《汽車與運(yùn)動(dòng)》雜志社總編輯楊建軍透露，尤其是之前沒(méi)有推出相關(guān)產(chǎn)品的車企，今年陸續(xù)會(huì)推出混動(dòng)車型，而已經(jīng)推出產(chǎn)品的車企將對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，比如長(zhǎng)城汽車剛剛發(fā)布的電混四驅(qū)系統(tǒng)、東風(fēng)汽車最近推出熱效率超過(guò)45％的發(fā)動(dòng)機(jī)，都是近期業(yè)內(nèi)話題度非常高的新產(chǎn)品。
弗迪動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)總監(jiān)張楠表示，相比純電動(dòng)汽車，混動(dòng)汽車不存在里程焦慮的問(wèn)題，但又能提供類似的駕駛感受，從油耗、動(dòng)力、排放、續(xù)駛等角度來(lái)講，集燃油車與純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)于一身。“混動(dòng)汽車的市場(chǎng)前景非常好，我們對(duì)混動(dòng)技術(shù)路線也很有信心。目前，比亞迪純電動(dòng)和混動(dòng)車型銷量幾乎是平分秋色的狀態(tài)，甚至后者可能還略勝一籌。”他說(shuō)。
“目前，企業(yè)的總體開(kāi)發(fā)思路是面向混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括燃燒系統(tǒng)、摩擦設(shè)計(jì)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)和啟停策略等方面。”長(zhǎng)安汽車下一代混合動(dòng)力開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理王顯剛表示，公司在開(kāi)發(fā)新一代混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)之前，從熱效率、燃燒損失、傳熱損失、摩擦損失等多個(gè)維度，結(jié)合混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)特征，對(duì)提高熱效率以及技術(shù)路線可能帶來(lái)的潛在問(wèn)題進(jìn)行了充分論證。
碳中性燃料在業(yè)內(nèi)“新芽初生”
從產(chǎn)業(yè)變革的趨勢(shì)上看，汽車新能源化不可逆。在我國(guó)汽車行業(yè)內(nèi)，氫內(nèi)燃機(jī)及燃料電池、甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)、氨發(fā)動(dòng)機(jī)等多元能源動(dòng)力并存的發(fā)展格局正在構(gòu)建中。
張楠介紹稱，在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)背景下，比亞迪同時(shí)也在研究包括氫、甲醇、氨等新型燃料的汽車動(dòng)力解決方案。徐政也指出，從減碳的角度來(lái)看，內(nèi)燃機(jī)并不是產(chǎn)生碳的根本原因，使用的燃料才是，因此，使用碳中性燃料完全符合“雙碳”的戰(zhàn)略目標(biāo)。碳中性燃料的“口子”打開(kāi)了，對(duì)全球汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展都將產(chǎn)生較大的影響。
“燃料的碳中性和能源的多元化是未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的必然方向。我們認(rèn)為，不同燃料在內(nèi)燃機(jī)上如何真正實(shí)現(xiàn)低碳甚至零碳，其核心還是要聚焦在高效燃燒上。因此，如何在發(fā)展清潔能源的同時(shí)，使其在內(nèi)燃機(jī)中高效燃燒，是我們實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要技術(shù)要求。”祁宏鐘表示，碳中性燃料的開(kāi)發(fā)是系統(tǒng)性工程，需要持續(xù)投入，也需要構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)。據(jù)悉，在碳中性燃料的應(yīng)用方面，廣汽進(jìn)行著長(zhǎng)期持續(xù)的投入，對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)、氫燃料電池及氨發(fā)動(dòng)機(jī)等都做了相應(yīng)的開(kāi)發(fā)探索工作。
對(duì)此，許敏也表達(dá)了一致的看法。他強(qiáng)調(diào)，真正做到碳中和，一定要關(guān)注的就是燃料。與此同時(shí)，不同燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)帶來(lái)的新需求也應(yīng)引起行業(yè)的重視，企業(yè)要開(kāi)發(fā)適合不同燃料的全新燃燒系統(tǒng)，讓效率、性能、排放等指標(biāo)在新的燃料體系里面發(fā)揮到極致，這就帶來(lái)新的開(kāi)發(fā)需求和開(kāi)發(fā)理念，也是工程師可以發(fā)揮力量的又一重要領(lǐng)域。
　　練好技術(shù)創(chuàng)新“加減法”平衡術(shù)
無(wú)論動(dòng)力形式如何變化，從市場(chǎng)的角度而言，高性價(jià)比才是終端用戶的真實(shí)需求。因此，如何在滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)與用戶需求的前提下，尋找技術(shù)創(chuàng)新與成本優(yōu)化之間的平衡點(diǎn)，是整個(gè)汽車行業(yè)的重要議題。
大會(huì)上，技術(shù)創(chuàng)新的必要性得到了行業(yè)人士的一致認(rèn)可。泛亞汽車技術(shù)中心電動(dòng)車項(xiàng)目總工程師李博指出，多年的從業(yè)經(jīng)歷表明，顛覆性的創(chuàng)新非常難，這不是一個(gè)人或一家公司就能實(shí)現(xiàn)的。“微創(chuàng)新是可以真正落地的創(chuàng)新，它體現(xiàn)在每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的優(yōu)化，從設(shè)計(jì)研發(fā)速度的加快，到電機(jī)效率的每一點(diǎn)提升都是微創(chuàng)新的一部分。這不是有沒(méi)有必要做的問(wèn)題，是一定要去做的事情。當(dāng)然，我們電驅(qū)動(dòng)效率的每一點(diǎn)進(jìn)步都是要付出代價(jià)的，耗費(fèi)了很多資源才能把性能推到更好的級(jí)別。”他說(shuō)道。
賽力斯汽車科技中心動(dòng)力設(shè)計(jì)院總監(jiān)曹強(qiáng)表示，創(chuàng)新是驅(qū)動(dòng)企業(yè)持續(xù)往前走最基本的條件，也是抵御未來(lái)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的有力武器。但從目前整個(gè)行業(yè)的情況來(lái)看，還沒(méi)有可以顛覆動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。因此，耗費(fèi)巨大精力提升1～2％的效率，對(duì)于電驅(qū)動(dòng)而言已實(shí)屬難得。此外，電驅(qū)動(dòng)的效率提升，不能狹義地說(shuō)最高效率，更應(yīng)該看重使用過(guò)程中的綜合效率，綜合效率提升1％，整體能耗就降低1.5％左右。所以，即使會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間和代價(jià)，但也是有正向收益的。
對(duì)于降本的路徑，各企業(yè)都有著自己的理解。深藍(lán)汽車動(dòng)力開(kāi)發(fā)部副總經(jīng)理杜長(zhǎng)虹表示，技術(shù)的創(chuàng)新是永無(wú)止境的，但要基于目前行業(yè)現(xiàn)狀以及每款車型定位，選擇最適宜、最具性價(jià)比的方案。
極狐汽車電驅(qū)系統(tǒng)部部長(zhǎng)蘇偉表示，創(chuàng)新肯定是要堅(jiān)持的，提升產(chǎn)品效率是車企和電驅(qū)動(dòng)行業(yè)必須要面對(duì)的。而提升效率的同時(shí)如何控制成本，這需要進(jìn)行深度集成，對(duì)系統(tǒng)和整車匹配做適應(yīng)性選擇，將不同技術(shù)應(yīng)用到不同的車型上，極狐汽車的做法是做平臺(tái)化，至于平臺(tái)化能拓展到什么程度，還要依靠銷量預(yù)期和市場(chǎng)需求。
從產(chǎn)業(yè)鏈角度而言，無(wú)論是技術(shù)創(chuàng)新還是確保供應(yīng)鏈及成本可控的需要，國(guó)內(nèi)車企對(duì)于零部件自主替代的訴求越來(lái)越強(qiáng)烈，對(duì)供應(yīng)鏈的綜合協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)能力也提出更高要求。在成本管控方面，徐政分享了上汽在可變氣門(mén)升程（VVL）技術(shù)上與自主供應(yīng)商聯(lián)合開(kāi)發(fā)，打破外資企業(yè)壟斷，進(jìn)一步降低成本的成功案例。他指出，扶持自主零部件供應(yīng)商，與它們共同發(fā)展，能形成更好的良性循環(huán)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)降本也要看整車的成本邊界拓展。發(fā)動(dòng)機(jī)作為系統(tǒng)的一部分，合理降本不僅要靠本身技術(shù)的提升，更重要的是整個(gè)系統(tǒng)甚至整車的協(xié)同優(yōu)化，要從整個(gè)系統(tǒng)、整車的角度尋找最佳方案。