未来汽车的动力系统会如何发展

未来汽车的动力系统会如何发展

这一篇我们来谈谈未来汽车的动力总成会如何发展汽车已发展了一百多年了，主要的动力还是内燃机，分为汽油机、柴油机、燃气机等这些动力系统在不同的领域扮演着多种角色汽油机主要用于乘用车，就是大家平时开的轿车、SUV等等，具有重量轻、噪音低等特点柴油機用處廣泛，從乘用車（歐洲為主）、商用車（牽引車、貨車等）到游艇、輪船、發電機、農用機械等等工業領域都有它的身影柴油机的特点是扭矩大、马力大、重量大、噪音大、排量也可以很大大排量柴油机可以有几千马力，几百上千升的排量，用于推动巨轮前行燃气机在商用行业也占有一席之地

当我们聚焦到汽车领域，则可以发现近5年来，各种形式的动力系统被不断地推向市场究其缘由是排放法规不断加严，能耗要求不断提高，使发动机不但要更清洁，而且要更高效，从而逼迫发动机不断地提升热效率汽油机的热效率已经突破40%了，这个数字已是量产技术可以做到的极限柴油机则不断接近50%，也是现有量产技术能做到的极限马自达宣称新一代的创驰蓝天汽油发动机有望突破50%，百千米油耗低至3.5升，这是个令人振奋的消息，让我们拭目以待

我们国家内燃机工业起步晚，零部件产业链技术落后，在传统内燃机业务上想要接近直至超出老牌内燃机对手，可能还需要几十年的磨练国家推敲推行新能源汽车，期望在基本相近的起跑线上，实现弯道超车固然国家能源安全也是推广新能源车的推敲因素之一有了新能源车的加入，汽车的动力总成绩丰富了起来发动机也迎来了新一轮的变革我们从电气化参与的深度，由浅至深地说

在很长的时间内，发动机都是自然吸气的所以那时候的发动机排量大，功率小，4升排量的发动机甚至达不到现在2.0T发动机的功率所以到现在，涡轮增压发动机（带T的发动机）已大幅代替了传统的自然吸气发动机得益于涡轮增压系统，发动机可以做到很小的排量输出较大的功率，在某些工况下，油耗也会进一步得到下落发动机的上一轮变化是增压化在新能源的趋势下，我认为发动机的下一次变革是电气化就像现在大家习惯于说到发动机就说是不是涡轮增压的，未来大家说到发动机就会说是不是带电的

发动机的电气化有不同的深度，根据电气化深度的不同也叫做混合动力类型的不同其实最轻微的发动机电气化（微混Micro Hybrid）大家已在使用了，就是发动机起停系统（start-stop）这是基于原有发动机的电压（乘用车一般是12V），利用启动机电或蓄能器在等红灯或短时间停车时将发动机熄火，以达到节油目的的技术当然，马自达的起停是另一种原理，此处暂不详述由于电压不高，启动功率不大，蓄电池容量也不大，所以大家会发现发动机停止的时间并不长，而且做得不好的话启动进程还挺恼人的

为了进一步下降油耗，使发动机停止时间更长，欧洲厂商于2013年开始开发了48V轻混系统（Mild Hybird）48V轻混系统最核心的意义在于其增加的本钱不高，大多只有几千元，而节约燃油多于微混，约%由于48V系统的最高电压54V低于欧洲ECE R100法规的直流电压60V的规定，故不需要做额外的防护措施并且整车布置改动较小，主要集中在发动机上，研发本钱较低，是一个性价比较高的方案提高的电压可以带动更大功率的起动机，可以用容量更大的电池（1kwh以内，远小于新能源车的动力电池容量），零部件供应商开发了BSG和ISG，分别可以装在发动机前端和后端，用来启动和助力发动机其助力扭矩范围为40Nm到250Nm受限于电压，其持续时间其实不长，功率不高说到这里，48V系统的作用也就说了大半了

总结一下，48V有以下作用：

1、提高发动机启动速度（0..4S，普通发动机为0.s），延长发动机熄火时间可以在车速20Km/h以下就熄火滑行，乃至在高速公路下坡的时候挂空挡熄火滑行普通发动机千万不要这么做，因为发动机熄火后，转向、刹车均处于失效状态但是48V发动机启动非常快，所以在需要的时候发动机会瞬间启动，提供刹车的真空度48V的车辆转向机也是电动助力的，如果需要转向，在发动机熄火期间由蓄电池提供足够的电量来帮助转向

2、空调可以在发动机熄火后继续使用，因为改成了电动空调普通车辆的空调是由发动机皮带带动空调压缩机来制冷的而48V车辆的空调则和电动车一样，是由电驱动的所以不会出现起停系统启动的时候，空调没法制冷的情况

据预测，未来增长最快的是配有48V系统的车辆好多汽车厂商所谓的“不再生产纯内燃机发动机的汽车”意思是配上48V系统就是电气化的发动机，不是纯内燃机而很多媒体误读为未来只生产纯电动汽车48V系统的车辆已设备在新款奥迪A8和奔驰S车型上，未来会下放到A6、A4和奔驰E、C级车上国内48V系统的研发正在有条不紊地展开，预计2018年底到2019年将会有一大批厂商发布量产的48V车型

某机构关于2025年前各种动力系统在车上的使用数量的预测

混合动力（无论48V轻混还是PHEV插电混动/HEV强混）是过渡技术，未来的目标一定是纯电动和燃料电池可这个过渡时间将会很长有预测到2050年，至少还有50%的车辆设备有内燃机就像上一篇文章所说，这个过渡时间完全取决于纯电动或燃料电池的发展，如果这二者有一者爆发式发展了，那么内燃机很快会消亡所以谁也说不好会过渡多久所以混合动力技术还是各大厂家发力的地方到了PHEV/HEV阶段，发动机可以作为动力源也可以作为充电源，所以发动机的形式也开始多样起来如果是重视动力性提升PHEV车型

，则依然会配备大功率涡轮增压发动机，目的是为了取得较好的整车动力性如果是节油取向，发动机则需要进行一定的改进，在中低负荷中低转速走阿特金森循环，以此提高燃油经济性，丰田的HEV就是个例子由于政策驱使和专利限制，中国品牌大多把精力投入到PHEV的研发中相对HEV来说，用PHEV技术工信部油耗很容易做到2L/100km以下，最新的已经做到了1L/100km但是大家都知道这是前100km的情况，超过100km电池用完电后油耗会飙升谁也说不好HEV/PHEV哪一个更好，我认为只要根据自己的使用工况和充电便利度来选择就行目前PHEV用的大多还是传统内燃机，这些内燃机也同时使用在非混合动力车型上

我认为未来这些内燃机也会进行改进，不断地推动发动机电气化发动机上的附件会愈来愈少，更多的附件直接由电驱动而发动机上的电控部件也会愈来愈多，进一步下落不同工况的阻力功率对于燃烧过程的改进则依靠阿特金森循环不断优化，不断地推动汽油机朝45%的热效率，柴油机朝50%的热效率方向前进内燃机还有很多事情可以做，电动车也同时在快速发展，可以预感在很长的时间内会有多种技术并行，消费者也可以根据自己的需求选择相应技术的车辆纯电动背后还有燃料电池在磨刀霍霍，谁也不知道三者中终究胜出的是那种技术，胜出的时间是什么时候

最后给出我对未来不同排量的车用发动机主要技术发展的预测，浅薄观点，望轻拍

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