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這一篇我們來談談未來汽車的動力總成會如何發(fā)展。汽車已經發(fā)展了一百多年了，主要的動力還是內燃機，分為汽油機、柴油機、燃氣機等。這些動力系統(tǒng)在不同的領域扮演著多種角色。汽油機主要用于乘用車，就是大家平時開的轎車、SUV等等，具有重量輕、噪音低等特點。柴油機用途廣泛，從乘用車（歐洲為主）、商用車（牽引車、貨車等）到游艇、輪船、發(fā)電機、農用機械等等工業(yè)領域都有它的身影。柴油機的特點是扭矩大、馬力大、重量大、噪音大、排量也可以很大。大排量柴油機可以有幾千馬力，幾百上千升的排量，用于推動巨輪前行。燃氣機在商用行業(yè)也占有一席之地。

當我們聚焦到汽車領域，則可以發(fā)現近五年來，各種形式的動力系統(tǒng)被不斷地推向市場。究其原因是排放法規(guī)不斷加嚴，能耗要求不斷提高，使發(fā)動機不但要更清潔，而且要更高效，從而逼迫發(fā)動機不斷地提升熱效率。汽油機的熱效率已經突破40%了，這個數字已經是量產技術可以做到的極限。柴油機則不斷接近50%，也是現有量產技術能做到的極限。馬自達宣稱新一代的創(chuàng)馳藍天汽油發(fā)動機有望突破50%，百公里油耗低至3.5升，這是個令人振奮的消息，讓我們拭目以待。
來源   汽車之家

我們國家內燃機工業(yè)起步晚，零部件產業(yè)鏈技術落后，在傳統(tǒng)內燃機業(yè)務上想要接近直至超越老牌內燃機對手，可能還需要幾十年的磨練。國家考慮推廣新能源汽車，期望在基本相近的起跑線上，實現彎道超車。當然國家能源安全也是推廣新能源車的考慮因素之一。有了新能源車的加入，汽車的動力總成就豐富了起來。發(fā)動機也迎來了新一輪的變革。我們從電氣化介入的深度，由淺至深地說。

在很長的時間內，發(fā)動機都是自然吸氣的。所以那時候的發(fā)動機排量大，功率小，四升排量的發(fā)動機甚至達不到現在2.0T發(fā)動機的功率。所以到現在，渦輪增壓發(fā)動機（帶T的發(fā)動機）已經大幅代替了傳統(tǒng)的自然吸氣發(fā)動機。得益于渦輪增壓系統(tǒng)，發(fā)動機可以做到很小的排量輸出較大的功率，在某些工況下，油耗也會進一步得到下降。發(fā)動機的上一輪變化是增壓化。在新能源的趨勢下，我認為發(fā)動機的下一次變革是電氣化。就像現在大家習慣于說到發(fā)動機就說是不是渦輪增壓的，未來大家說到發(fā)動機就會說是不是帶電的。

發(fā)動機的電氣化有不同的深度，根據電氣化深度的不同也叫做混合動力類型的不同。其實最輕微的發(fā)動機電氣化（微混Micro Hybrid）大家已經在使用了，就是發(fā)動機起停系統(tǒng)（start-stop）。這是基于原有發(fā)動機的電壓（乘用車一般是12V），利用啟動電機或蓄能器在等紅燈或短時間停車時將發(fā)動機熄火，以達到節(jié)油目的的技術。當然，馬自達的起停是另一種原理，此處暫不詳述。由于電壓不高，啟動功率不大，蓄電池容量也不大，所以大家會發(fā)現發(fā)動機停止的時間并不長，而且做得不好的話啟動過程還挺惱人的。

為了進一步降低油耗，使發(fā)動機停止時間更長，歐洲廠商于2013年開始開發(fā)了48V輕混系統(tǒng)（Mild Hybird）。48V輕混系統(tǒng)最核心的意義在于其增加的成本不高，大多只有幾千元，而節(jié)約燃油多于微混，約6-15%。由于48V系統(tǒng)的最高電壓54V低于歐洲ECE R100法規(guī)的直流電壓60V的規(guī)定，故不需要做額外的防護措施。并且整車布置改動較小，主要集中在發(fā)動機上，研發(fā)成本較低，是一個性價比較高的方案。提高的電壓可以帶動更大功率的起動機，可以用容量更大的電池（1kwh以內，遠小于新能源車的動力電池容量），零部件供應商開發(fā)了BSG和ISG，分別可以裝在發(fā)動機前端和后端，用來啟動和助力發(fā)動機。其助力扭矩范圍為40Nm到250Nm。受限于電壓，其持續(xù)時間并不長，功率不高。說到這里，48V系統(tǒng)的作用也就說了大半了。

總結一下，48V有以下作用：

1、提高發(fā)動機啟動速度（0.2-0.4S，普通發(fā)動機為0.5-1s），延長發(fā)動機熄火時間?？梢栽谲囁?0Km/h以下就熄火滑行，甚至在高速公路下坡的時候掛空擋熄火滑行。普通發(fā)動機千萬不要這么做，因為發(fā)動機熄火后，轉向、剎車均處于失效狀態(tài)。但是48V發(fā)動機啟動非常快，所以在需要的時候發(fā)動機會瞬間啟動，提供剎車的真空度。48V的車輛轉向機也是電動助力的，如果需要轉向，在發(fā)動機熄火期間由蓄電池提供足夠的電量來幫助轉向。

2、空調可以在發(fā)動機熄火后繼續(xù)使用，因為改成了電動空調。普通車輛的空調是由發(fā)動機皮帶帶動空調壓縮機來制冷的。而48V車輛的空調則和電動車一樣，是由電驅動的。所以不會出現起停系統(tǒng)啟動的時候，空調無法制冷的情況。

據預測，未來增長最快的是配有48V系統(tǒng)的車輛。好多汽車廠商所謂的“不再生產純內燃機發(fā)動機的汽車”意思是配上48V系統(tǒng)就是電氣化的發(fā)動機，不是純內燃機。而不少媒體誤讀為未來只生產純電動汽車。48V系統(tǒng)的車輛已經裝備在新款奧迪A8和奔馳S車型上，未來會下放到A6、A4和奔馳E、C級車上。國內48V系統(tǒng)的研發(fā)正在有條不紊地開展，預計2018年底到2019年將會有一大批廠商發(fā)布量產的48V車型。

某機構關于2025年前各種動力系統(tǒng)在車上的使用數量的預測

混合動力（無論48V輕混還是PHEV插電混動/HEV強混）是過渡技術，未來的目標一定是純電動和燃料電池?？蛇@個過渡時間將會很長。有預測到2050年，至少還有50%的車輛裝備有內燃機。就像上一篇文章所說，這個過渡時間完全取決于純電動或燃料電池的發(fā)展，如果這兩者有一者爆發(fā)式發(fā)展了，那么內燃機很快會消亡。所以誰也說不好會過渡多久。所以混合動力技術還是各大廠家發(fā)力的地方。到了PHEV/HEV階段，發(fā)動機可以作為動力源也可以作為充電源，所以發(fā)動機的形式也開始多樣起來。如果是注重動力性提升PHEV車型，則依然會配備大功率渦輪增壓發(fā)動機，目的是為了獲得較好的整車動力性。如果是節(jié)油取向，發(fā)動機則需要進行一定的改進，在中低負荷中低轉速走阿特金森循環(huán)，以此提高燃油經濟性，豐田的HEV就是個例子。由于政策驅使和專利限制，中國品牌大多把精力投入到PHEV的研發(fā)中。相對HEV來說，用PHEV技術工信部油耗很容易做到2L/100km以下，最新的已經做到了1L/100km。然而大家都知道這是前100km的情況，超過100km電池用完電后油耗會飆升。誰也說不好HEV/PHEV哪個更好，我認為只要根據自己的使用工況和充電便利度來選擇就行。目前PHEV用的大多還是傳統(tǒng)內燃機，這些內燃機也同時使用在非混合動力車型上。 

我認為未來這些內燃機也會進行改進，不斷地推進發(fā)動機電氣化。發(fā)動機上的附件會越來越少，更多的附件直接由電驅動。而發(fā)動機上的電控部件也會越來越多，進一步降低不同工況的阻力功率。對于燃燒過程的改進則依靠阿特金森循環(huán)不斷優(yōu)化，不斷地推動汽油機朝45%的熱效率，柴油機朝50%的熱效率方向前進。內燃機還有很多事情可以做，電動車也同時在快速發(fā)展，可以預見在很長的時間內會有多種技術并行，消費者也可以根據自己的需求選擇相應技術的車輛。純電動背后還有燃料電池在磨刀霍霍，誰也不知道三者中最終勝出的是那種技術，勝出的時間是什么時候。