原創(chuàng)丨多元化：中國汽車動(dòng)力變革突圍的新路徑

中國汽車工業(yè)經(jīng)過2002年的井噴式發(fā)展之后，歷經(jīng)20余年的艱苦奮斗，不僅成為全球最大的汽車生產(chǎn)和銷售國，技術(shù)領(lǐng)域也取得了長足發(fā)展，其中首推汽車的心臟-發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步最大。隨著時(shí)代的發(fā)展，如今的汽車不僅有純?nèi)加蛣?dòng)力，已經(jīng)發(fā)展成純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車，燃油與電驅(qū)相結(jié)合的混合動(dòng)力車、增程式車用動(dòng)力系統(tǒng)。另外從車用燃料方面，從汽油和柴油發(fā)展到燃?xì)猓状己鸵掖?，甚至氫氣和氨等也在發(fā)展之中。

自從確立汽車進(jìn)入家庭的產(chǎn)業(yè)政策后，中國汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。但在技術(shù)領(lǐng)域與國外同行始終存在較大的差距，特別是在汽車動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域。上世紀(jì)90年代末，我國小型高速汽油機(jī)多數(shù)還是采用化油器式。直至新世紀(jì)開始才進(jìn)入燃料噴射電子控制時(shí)代，期間也歷經(jīng)單點(diǎn)噴射到多點(diǎn)順序噴射，從氣口噴射到缸內(nèi)直噴；進(jìn)氣系統(tǒng)從自然吸氣發(fā)展到如今的渦輪增壓；渦輪增壓從簡單廢氣放氣到可變截面渦輪增壓，極大提升了發(fā)動(dòng)機(jī)性能；發(fā)動(dòng)機(jī)配氣系統(tǒng)從固定式到如今可變定時(shí)，甚至是定時(shí)和升程全可變。發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)也從固定的奧拓循環(huán)發(fā)展到今天的奧拓結(jié)合阿特金森或米勒多種循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射壓力從氣口噴射4bar到如今缸內(nèi)直噴350bar，甚至更高。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率與20年前相比，從不到30%，發(fā)展到如今超過40%，可謂是實(shí)現(xiàn)了翻天覆地式的改變。

從最初完全依靠引進(jìn)，到后來自主設(shè)計(jì)結(jié)合國外技術(shù)咨詢，再到如今全自主設(shè)計(jì)和開發(fā)，中國汽車動(dòng)力技術(shù)實(shí)現(xiàn)了長足進(jìn)步，全面實(shí)現(xiàn)了與國外技術(shù)的并跑。不僅如此，在插混領(lǐng)域，比亞迪以電為主、以發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的插混路線，不僅帶火了中國市場，還成功帶動(dòng)國外同行在插混市場的研發(fā)，使其成為全球新能源汽車市場的一條重要技術(shù)路線。

上世紀(jì)末，為減少石油消耗以及排放，豐田汽車率先在全球市場推出混合動(dòng)力系統(tǒng)，采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)并通過動(dòng)力分流系統(tǒng)，借助電動(dòng)機(jī)配合，大幅度降低了燃油消耗。在國際市場上獲得很大成功的同時(shí)，也通過專利設(shè)置等技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了長期在混動(dòng)市場“一家獨(dú)大”的局面。

而近幾年我國發(fā)展出符合國情的插電式混合動(dòng)力，突破了豐田混動(dòng)的技術(shù)封鎖。雖然同樣也是采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，但我國的混動(dòng)系統(tǒng)采用混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合大電池、大電機(jī)的技術(shù)路線。借助我國完善的電力系統(tǒng)，以電驅(qū)為主，燃油為輔。其中混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)是一大創(chuàng)新。該種發(fā)動(dòng)機(jī)將現(xiàn)有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵、空調(diào)、真空泵、發(fā)電機(jī)組、甚至機(jī)油泵一眾附件和輔件，全部改用電驅(qū)，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的功能變成單純輸出動(dòng)力或發(fā)電，極大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。插電混動(dòng)開辟了新的動(dòng)力技術(shù)路線，打破了豐田混動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)全自主。尤其是我國發(fā)展的系統(tǒng)以電驅(qū)為主，城市工況下基本采用電驅(qū)，極大減少了發(fā)動(dòng)機(jī)市區(qū)的排放，僅在高速時(shí)才轉(zhuǎn)為油電混合，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)排放對(duì)城市環(huán)境的影響。不僅如此，我國科技人員還發(fā)展了增程式混動(dòng)系統(tǒng)，減輕了人們對(duì)電驅(qū)車在冬季掉電造成的充電和里程焦慮，促進(jìn)了電驅(qū)車的發(fā)展。

插電式混動(dòng)和增程式動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展，為我國汽車發(fā)展形成自己的動(dòng)力特色，也為其走向全球市場打下基礎(chǔ)。由此可見，創(chuàng)新是汽車發(fā)展的根本。扔掉拐杖，走自己的路，才會(huì)有光明的前景。

目前我國的汽車保有量已經(jīng)超過3.5億輛，如何減少能源的消耗是擺在汽車行業(yè)的重要挑戰(zhàn)。為了緩解能源過度依賴進(jìn)口帶來的壓力，國家剛頒布的《能源法》指出，為了實(shí)現(xiàn)未來能源低碳化，應(yīng)該積極發(fā)展氨、氫、醇這類的低碳新燃料的應(yīng)用。但氨燃料在常溫常壓下是氣體，并且其著火溫度高、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，在?nèi)燃機(jī)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用尚有許多挑戰(zhàn)。氫氣具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如不含碳，質(zhì)量熱值高，燃燒速度快而且清潔，是很有發(fā)展前景的新燃料。不但可以在燃料電池上高效應(yīng)用，也可以直接在內(nèi)燃機(jī)上作燃料。但其如果直接電解水制取約需要55度電獲得一公斤氫，生產(chǎn)成本較高。另外，氫氣密度太小，運(yùn)輸費(fèi)用高。一臺(tái)運(yùn)力在40噸的卡車上一次只能運(yùn)輸數(shù)百公斤。再有氫氣很易逃逸，一般材料難以滿足要求。鑒于以上原因，氫氣的加注站建設(shè)要求相較于常規(guī)的燃油加注站嚴(yán)格許多。如建設(shè)一座加氫站必須在遠(yuǎn)離居住區(qū)，占地面積也要很大，建設(shè)成本更高。因此在沒有解決“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加”的問題前，氫氣的應(yīng)用會(huì)受到很大的限制。

氣體燃料在我國得到一定的發(fā)展，尤其是天然氣在商用車上應(yīng)用已經(jīng)具有一定的規(guī)模。但是，天然氣在我國資源不豐富，有約一半依靠進(jìn)口。國際市場的價(jià)格波動(dòng)會(huì)極大影響其應(yīng)用。

當(dāng)前，在汽車領(lǐng)域以乙醇、甲醇為代表的醇類燃料屬頗具發(fā)展前景的新燃料。乙醇主要從生物制取，比如玉米和其它糧食類，因受到資源限制乙醇目前國家只限定在國內(nèi)少數(shù)地區(qū)如安徽、河南、吉林、黑龍江以及廣西等地發(fā)展，總量不到200萬噸。因而作為汽車燃料應(yīng)用的范圍也很有限。國外僅有美國和巴西有大量乙醇生產(chǎn)和作為車用。當(dāng)前國內(nèi)也有車企生產(chǎn)乙醇專用車并出口巴西，但數(shù)量有限。

相比之下，甲醇更方便應(yīng)用。首先，甲醇的生產(chǎn)原料十分廣泛，煤炭、天然氣和焦?fàn)t煤氣、生物質(zhì)以及氫氣與二氧化碳結(jié)合都生產(chǎn)甲醇。另外，甲醇常溫常壓下是液體，儲(chǔ)、運(yùn)和加注和現(xiàn)有汽油和柴油無異，應(yīng)用起來十分方便。2012年國家工信部啟動(dòng)包括山西、陜西、上海、貴州和甘肅在內(nèi)的“四省一市”甲醇汽車試點(diǎn)，解決了甲醇在汽車應(yīng)用上的問題，消除了消費(fèi)者使用中的各種擔(dān)憂。目前由吉利汽車公司生產(chǎn)的甲醇汽車在國內(nèi)已有數(shù)萬輛，品種覆蓋乘用車、商用車，應(yīng)用地區(qū)主要有西北、東北和華北地區(qū)，受到用戶廣泛歡迎。2025年在黑龍江召開的亞冬會(huì)工作用車采用了甲醇燃料的車輛。

隨著低碳經(jīng)濟(jì)、汽車智能化的發(fā)展需求，積極擁抱電氣化時(shí)代的汽車動(dòng)力技術(shù)提升仍有很大空間。中國汽車人，將立足于大力自主創(chuàng)新，積極發(fā)展更加符合國情要求的產(chǎn)品，推動(dòng)中國汽車走向全球。