传统内燃机已死?没有的事

汽车工程师之家2020-09-19 15:50:08

张南 


新能源汽车整车热管理设计与开发技术6.8-6.9

汽车风噪分析优化5.11-5.12

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英菲尼迪的全球首款量产可变压缩比发动机VC-Turbo给内燃机又带来一场颠覆性变革。

汽车业言必称汽车四化、新能源之际,内燃机还会成为楷模吗?

4月13日,东风英菲尼迪向清华大学汽车工程系捐赠一台VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机,助力清华大学汽车工程系的内燃机学术研究以及发动机结构教学。

在电动化潮流席卷行业的当下,这是一件极不寻常的事。清华大学汽车工程系是我国汽车人才重要的培养基地,也是我国车辆及动力工程科学研究、技术开发圣地,能获得他们认可的发动机,绝非庸庸池中物。

清华此举也向外界明确传达了一个信号:新能源是未来趋势,但在未获得重大技术突破、商业化需要逐步推进的很长一段时间里,内燃机还将扮演无法替代的角色,而内燃机本身亦有巨大潜力可挖。

这款VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机有何特别之处,能获得清华大学汽车工程系的特殊认可?

这就不得不提“可变压缩比”这个在汽车发动机技术上堪比哥德巴赫猜想的技术难题。

宝马、丰田、萨博、标致雪铁龙等企业都曾对这项黑科技发起冲击,最终只有英菲尼迪凭借出色的设计能力和超强的技术实力实现了量产,完成了内燃机的又一次革命。

英菲尼迪对可变压缩比涡轮增压发动机的研发始于1998年,这在当时是一项极具前瞻性的项目。理论上,实现更强动力、更低油耗、更优排放的核心问题是提升发动机的热效率。提升热效率的一个重要手段就是提高压缩比,让燃油混合气更充分的燃烧,但一味地提高压缩比并不是百益无一害的,它常常会产生爆震等副作用,可变压缩比是一套整体提高压缩比同时解决副作用的复杂技术。

英菲尼迪为该项目耗资200亿美元,台架测试30000余小时,难度不言而喻。




“它的燃油经济性已经比肩混动系统,可以成为更强的混动系统的支撑。它的低转动力性能也与柴油发动机相当,且排放指标远高于柴油机,未来很有可能成为欧美市场柴油发动机的替代品。”东风英菲尼迪业务发展战略部产品战略高级总监Jerry Hardcastle说。

VC-Turbo发动机最大的改进是在活塞连杆和曲轴之间加入了多连杆连接机构,通过可变压缩比调节机构调整活塞上止点的位置,从而控制活塞在缸内的行程,实现压缩比的变化。

根据车辆的行驶状态和驾驶员的操作,该发动机可以在14:1到8:1之间智能地选择最佳压缩比,从而兼顾高性能与高效能。在提供相当高的燃油经济性的同时,这款发动机能够在5600转/分时输出200千瓦的最大功率,在1600转/分时就获得380牛·米的峰值扭矩输出。




压缩比的调整过程无需人为介入,驾驶员要做的就是控制油门。当发动机收到较大的动力请求时,会自动调低压缩比,在保证充沛动力的同时,还能有效防止爆震;当低负载工作时,发动机会自动调高压缩比,从而提升燃油经济性。

由于新的多连杆连接机构降低了振动,减少了噪音,而且因此VC-Turbo发动机消减了稳定曲轴系统的平衡轴,减轻了重量,缩小了体积。另外,垂直化的活塞连杆,进一步降低了活塞与缸壁的摩擦,增强了发动机的可靠性。




这款发动机的黑科技还远不止这些,它拥有300多项发动机专利技术。除了可变压缩比技术以外,还应用了缸盖一体化集成排气歧管、汽缸内壁镜面处理技术、多路径水冷控制、进气歧管喷射和缸内直喷双喷射系统、阿特金森与奥托双循环模式、单涡流小惯量涡轮增压器、可控气门正时和可变排量机油泵等技术,使其无论是动力动力表现,还是静谧性、可靠性、平顺性、燃油经济性,都超越了同级传统四缸涡轮增压发动机。VC-Turbo理论上可使用92号汽油,更可靠,更耐用,将成为新一代豪华座驾的良配。

英菲尼迪经典的VQ系列发动机在权威的“沃德十佳”发动机评选中曾连续14年上榜,搭载在Q50/Q60上的3.0T V6发动机再次入选2018沃德十佳,而VC-Turbo可变压缩比涡轮增压发动机的量产让英菲尼迪再次登上内燃机技术巅峰。

还由于结构复杂,VC-Turbo发动机初期产能可能不会很大,近期只用于英菲尼迪的QX系列上,第一款车型是将在北京车展上市的全新QX50。

当然,在占领传统内燃机技术高地的同时,拥有“挑战者”基因的英菲尼迪也不可能放松在新能源动力领域发力。据官方消息,从2021年开始,英菲尼迪将正式推出纯电动车型,正式进入“电力”时代。预计到2025年,英菲尼迪将有一半的销量来自电动车型。

燃油车禁售只是时间问题,新能源汽车10大趋势
品途商业评论

弓弩上弦,刀剑出鞘。

“摇号摇个3、4年就是不中签。”这是北京等大城市买车的通病。然而新能源也开始难摇号了。做投资最重要的是看清趋势。电动汽车就是趋势,而且电动汽车时代已经离我们越来越近了。

2015年北京6万个新能源指标都没发完,2016年8月就发完了,2017年4月就发完了...您猜猜2018年几月发完?

2017年所有品牌全部推出了新能源汽车,各种上市活动、战略合作、巨额融资轮番上演。在全球产业变革的大趋势下,新能源汽车前进的步伐开始加速。

许多国家纷纷推出了新能源汽车支持政策,力度不小。很多国家(例如芬兰、挪威)已经明确禁售燃油车的年份。燃油车在中国的禁售无疑只是一个时间问题。



停售传统汽车时间表

2018年,我国新能源汽车产业会以怎样的趋势发展呢?品途商业评论从10个方面进行了分析和预测,试图更全面地观察新能源汽车的发展动向。

趋势预测1:产销量螺旋上升



目前,我国新能源汽车产销规模全球领先,过去三年连续成为全球新能源汽车产销量第一大国,累计产销量已超过180万辆。

其中,2017年我国新能源汽车产销分别达到79.4万辆和77.7万辆,同比分别增长53.8%和53.3%,市场占比为2.7%,比上年提高了0.9个百分点。而2018年1月,我国新能源汽车销售达到3.8万辆,同比增长4.3倍。

虽然质疑声难免,但是在政策支持之下,新能源汽车大势已定,只会继续向前。从数据来看,中国新能源汽车市场需求螺旋式上升,2016年50万辆、2017年80万辆,而2018年预计达100万辆以上,2020年规划为200万辆。

100万的产销量小目标对于我国新能源汽车产业有着标志性意义,如果实现则代表着新能源汽车产业链条开始可以支撑起百万量级的规模。

趋势预测2:新能源汽车行业风云变幻



新能源汽车行业格局正在形成。广汽、北汽、比亚迪、吉利等传统车企强势领跑,同时,以蔚来、威马、小鹏为代表的造车新势力更是裹挟资本与技术果断进入,走着完全不同的路。

传统车企加速转型布局

2018年比亚迪新能源车全球覆盖城市将由200个扩大到400个,主推10万元以下微型电动车。此外,明年比亚迪将增加3万个充电配套设施。

北汽新能源发布 “擎天柱计划”,计划2018年~2020年,以北京、厦门、广州等城市辐射展开,组建各城市公共出行运营平台和梯次储能运维平台,建成换电站1000座,运营车辆10万台。

吉利将开发多款电动车型、混动车型和插电式混动车型,2018年计划推出5款以上的新能源车型。

造车新势力融资建厂

蔚来汽车融资达到140亿元,正筹建上海生产基地。蔚来汽车已聘请包括摩根士丹利和高盛在内的八家银行为其年内赴美上市做准备,据悉此次IPO规模大约在10亿至20亿美元。工厂方面,目前蔚来汽车已经开始筹建位于上海市嘉定区的生产基地,规划土地800亩左右。

威马汽车计划从2018年起,以每年超过一款新车的速度逐步推向市场。威马汽车首批量产车于今年年中上市,新车将搭载百度Apollo系统,定价在20万元左右,综合工况续航里程可达450公里。

新能源汽车行业风云变幻,无论是传统车企加速转型布局,还是造车新势力融资建厂,都将推动新能源汽车行业走向新的繁荣。

趋势预测3:共享汽车前景光明,隐患暗藏



经历过共享单车的繁荣与寒冬,共享的优势与隐患不言而喻。目前市面上大部分分时租赁汽车都是新能源汽车,虽然随借随还、自由支配吸引着用户,但充电桩的数量与共享汽车数量不匹配,以及还车点的缺乏,导致行业运营效率低,共享汽车便利性不足。

即便如此,摩拜出行、滴滴出行、美团等互联网巨头,北汽集团、上汽集团、首汽集团、吉利汽车等传统汽车生产商依旧纷纷进入新能源共享汽车行业。可以说,依赖资本的独立运营派和依托整车企业的出行服务探路派是目前两大主要力量。

随着共享汽车运营规模的不断扩张和运营区域的扩大,共享汽车的经营难度和经营压力不断增大,行业规范运营有待加强,例如保险的完善,为企业制定个性化方案或强制购买运营级商业保险,只有让用户无后顾之忧,未来前景才能长期看好。

趋势预测4:商用车率先上路

人类运输有两种形式:生活流动和商品流动。在新能源汽车领域,商用车有望率先上路。

公交电动化已经进行很多年,新能源客车的有效市场目前已经接近饱和,出租车和物流车作为政府采购和城市交通管制的领域,有望迎来新一轮的电动化热潮。

众所周知,大城市在解决个人的出行交通方面,公认的方式是减少私家车,大力发展公共交通系统。同理,最有效的解决货物的出行,同样是打造“货物公交系统”。

解决诸如续航、充电、一次装载量等固有短板,“货交”系统完善,物流公司大量自有车辆就不再是必须,货物们定时定点定路线上车,分站到达,形成一个高效、有序、减少闲置和浪费的城市货物运力系统,从而形成新一轮新能源热潮。

趋势预测5:配套产业逐步完善



两会期间,工业和信息化部部长苗圩公开指出:“充电基础设施仍然是我们发展的短板”。

虽然新能源汽车产业初具规模,产业链条相对完整,但是随着新能源汽车数量的持续增长,充电基础设施供给不足的矛盾日益加剧,整体建设规模已经严重滞后。

数据显示,截至2017年底,我国各类充电桩达到45万个,车桩比约为3.8∶1,距国家规划的1∶1还有很大差距。充电技术是电动车发展的关键,未来电动汽车的充电趋势将是“私人交流充电桩日常慢充”与“公共快充补电”两种方式相结合。

预计下一步是加快充电基础设施建设,鼓励无线充电、智能充电、大功率充电技术创新及产业化,支持加氢站建设运营。

趋势预测6:与人工智能结合,向着无人驾驶前进



在《速度与激情8》中被黑客攻击导致交通瘫痪的场景已经不是科幻。人工智能+新能源=未来汽车。车联网+新能源将彻底改变出行方式,一边吃着火锅一边开着车不再遥远。

为此,业内人士建议,加快研究并出台运营政策,从国家层面为加快自动驾驶汽车产业化奠定法律基础;加强防范汽车被黑客攻击、关键数据被控制而造成的巨大风险;加快部署自动驾驶车辆运营,推进智能化道路基础设施规划建设,加速改造面向自动驾驶汽车的新型城市交通环境。

可以想象,未来一辆由电力或太阳能或其他清洁燃料为动力,由人工智能操控的无人驾驶汽车,不仅拥有“朋友”属性,陪你聊天,感知你的各种情感;还是你的专属仆人,替你“跑腿”购买咖啡、机场接人。

趋势预测7:中国特色新能源技术路线



新能源汽车包括:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车、太阳能汽车等其他新能源型汽车。

目前,纯电动战略初见成效,但弊端也开始显现。因此,燃料电池、插电式、增程式作为技术补充方案等在某些应用领域的技术优势将得到更多的政策关注和支持。

着眼未来,将重点突破动力电池、高比功率高耐久性燃料电池电堆等关键零部件核心技术。分布式可再生能源将成为发电主体能源,充电智能化将引发能源结构的巨大变革。

趋势预测8:动力电池回收体系逐步完善

目前,我国新能源汽车动力蓄电池回收利用存在诸多问题:1.回收利用法律法规尚不完善;2.回收利用体系尚不健全;3.回收技术和工艺水平有待提高;4.回收利用成本高、盈利难。

但同时,新能源车动力电池回收体系加速成形,《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》完成,这将对动力蓄电池结构设计、连接方式、工艺技术、集成安装的标准化做系统梳理和规定,同时强化对废旧动力蓄电池回收、运输、储存等制定相应的法律法规,进一步落实动力蓄电池编码制度及可追溯体系。

同时以补贴的方式规范新能源汽车电池的回收。新能源汽车动力电池回收将逐渐规范,为新能源汽车发展提供新的增长动力。

趋势预测9:低速电动车卷土重来



此前,依靠补贴政策支持,纯电动A0、A00级市场携低价、牌照优势对低速车市场形成一定的冲击,收割了一大批低速车用户,但由于2018年新能源汽车补贴政策调整,对续航里程进行强制升级,车辆成本预计大幅提高,部分过于依赖补贴的车型将黯然退出。

与此同时,低速电动车凭借不依赖补贴、暂时还不需上牌的优势有望卷土重来,在交通管理政策相对宽松的三四线城市迎来新一轮的高速增长期,占领半壁江山。

低速电动车具备替代同级别燃油车的实力,但缺乏技术标准和规范管理,续航虚标、电池衰减、中小企业产品无售后服务等也是突出问题,虽然占据了三四线城市,但低速电动车若想真正赢得消费群体的认可,有更广阔的发展,仍需在售后服务加大投入。

趋势预测10:渠道模式创新

新能源汽车各种销售推广模式层出不穷,包括直营、分销、运营等等,随着汽车渠道和服务的线上线下融合,以电商为主的新零售模式更是成为了新的风口。

但是针对不同用户群体,渠道模式有所差异。有分析指出,一二线市场的用户较为集中、普遍有购车用车经验,采取直营体验店的模式更被认可;而三四线城市用户相对分散,且很多首次购车,传统4S店模式信赖度更高。

此外,有些车辆和充电设施运营商通过向潜在用户提供用车或充电服务,顺便销售车辆的模式也在探索中,由此形成了整个产业链的串联。

总结

虽然我国新能源汽车产业正在快速发展,但一些瓶颈和问题不容忽视,需要引起重视并完善产业发展相关政策。动力电池瓶颈亟待突破、充电设施建设存在不足、停车难等问题首当其冲,各种政策法规有待梳理统一。

但是,瑕不掩瑜,从多个角度来看,新能源汽车的前景依旧光明,以新能源为基础,人工智能技术加持,更是为未来汽车预设了多种可能。

中国科学院院士欧阳明高表示,“中国的电动汽车有先发优势,互联网有技术优势,光伏技术有产业优势,如果三个优势进行整合,相信我国汽车产业的弯道超车一定能够实现。”

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