[汽車之家 行業(yè)] 又是一年歲末時。回望2019，新舊力量正面交鋒，科技創(chuàng)新加速格局重構(gòu)，商業(yè)生態(tài)發(fā)生巨大變革。汽車之家行業(yè)團(tuán)隊推出《年終紀(jì)事2019》（查看所有）特別策劃，深訪新聞當(dāng)事人與現(xiàn)象制造者，探討影響產(chǎn)業(yè)命運的焦點話題，詮釋行進(jìn)中的汽車中國。
這一期的焦點——發(fā)動機(jī)。在當(dāng)下輿論環(huán)境中探討發(fā)動機(jī)，應(yīng)該算是一種回歸。當(dāng)大家都把目光聚焦在電動車、自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域時，當(dāng)資本都流向新興產(chǎn)業(yè)時，已經(jīng)咆哮百余年的發(fā)動機(jī)行業(yè)似乎逐漸被忽視，甚至出現(xiàn)了強(qiáng)烈的“唱衰”聲音。任何人都不會否認(rèn)電驅(qū)動系統(tǒng)等新興技術(shù)在特定領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，但汽車發(fā)動機(jī)乃至更廣闊的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)就會衰落？值此，我們應(yīng)該仔細(xì)品味全球發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)那些最真實的聲音。
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1、我國內(nèi)燃機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域規(guī)模近萬億，汽車發(fā)動機(jī)是其中一大部分。無論是行業(yè)內(nèi)人士還是普通汽車消費者都應(yīng)該重新審視發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)，了解發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)對社會發(fā)展的重要性。
2、發(fā)動機(jī)電氣化延續(xù)了這個產(chǎn)業(yè)的生命，汽車行業(yè)不會完全脫離發(fā)動機(jī)而存在，2030年發(fā)動機(jī)使用率仍然占市場70%以上。
3、汽車發(fā)動機(jī)是節(jié)能減排的重點領(lǐng)域，提升發(fā)動機(jī)熱效率也是全球汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，50%以上熱效率的發(fā)動機(jī)或許在十年內(nèi)就可以商品化。
● “唱衰”發(fā)動機(jī)為時過早
“唱衰”發(fā)動機(jī)的爆發(fā)點是去年之初，各國“禁燃令”（指停止銷售傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車）被炒作之時，一些行業(yè)人士、媒體的過度解讀、誤讀，甚至斷章取義讓整個產(chǎn)業(yè)風(fēng)聲出現(xiàn)了異樣。在邁進(jìn)2020年之前，我們應(yīng)該明確一個事實，還沒有哪個國家把“禁止內(nèi)燃機(jī)”提高至法律層面并予以落地。現(xiàn)在“唱衰”汽車發(fā)動機(jī)還為時過早，對于發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀我們應(yīng)該理性看待。
首先，對于發(fā)動機(jī)的認(rèn)知，我們要擴(kuò)大視角。汽車發(fā)動機(jī)并不是內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的全部。同濟(jì)大學(xué)教授李理光曾提到，中國內(nèi)燃機(jī)及相關(guān)領(lǐng)域規(guī)模近萬億，可以拉動上下游產(chǎn)業(yè)十幾個萬億的產(chǎn)值，內(nèi)燃機(jī)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)的重要性不言而喻。
其次，基于目前內(nèi)燃機(jī)工業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中的重要地位，內(nèi)燃機(jī)相關(guān)細(xì)分市場也應(yīng)該承擔(dān)更大的節(jié)能減排責(zé)任。當(dāng)前，全球汽車企業(yè)都承擔(dān)著巨大的節(jié)能減排壓力，而真正推動這場變革的根因是2015年全球達(dá)成共識的《巴黎協(xié)定》。各國都為此提出了降低碳排放的具體目標(biāo)，尤其是針對汽車行業(yè)。意大利佩魯賈大學(xué)教授Michele Battistoni稱，歐盟對汽車碳排放的要求意味著發(fā)動機(jī)行業(yè)還有更多的工作要做，目前市場已經(jīng)推廣的都是低成本的減排技術(shù)，未來想要使用減排效果更好的技術(shù)，就要付出更多的成本。
第三，電動汽車不燒燃油就減排了？這是錯誤觀點。降低碳排放不應(yīng)只看車輛使用層面，應(yīng)該從車輛生產(chǎn)制造到回收的全生命周期進(jìn)行對比。未來隨著核電以及清潔能源發(fā)電比例的提升，純電汽車在碳排放方面才會有優(yōu)勢。美國桑迪亞國家實驗室發(fā)動機(jī)燃燒試驗室主任Paul Miles提供的數(shù)據(jù)顯示，2018年傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)汽車全生命周期內(nèi)碳排放量要低于純電動汽車，主要原因就是世界范圍內(nèi)火電使用比例仍然很高。為此，現(xiàn)階段“唱衰”發(fā)動機(jī)、一味推廣純電動車未必是最恰當(dāng)?shù)倪x擇。
● 汽車發(fā)動機(jī)不會完全消失
綜合來看，業(yè)內(nèi)對2030年發(fā)動機(jī)在汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)用比例的預(yù)期在70%以上。也許會有人問到，國內(nèi)也在謠傳國家相關(guān)部門正在探討“禁燃”。對于這個疑問，大家可以關(guān)注工信部剛剛發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿）。
其中，新能源汽車的定義包括純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車、燃料電池汽車，這意味著發(fā)展新能源汽車不是一桿子把發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)打死，發(fā)動機(jī)電氣化后在插電式、增程式新能源車上仍有很大需求。
文件中還有一個指標(biāo)，2025年新能源汽車新車銷量占比約為25%，顯然剩余市場仍被傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)占據(jù)。我國地域遼闊，在一些高原、高溫、高寒區(qū)域，內(nèi)燃機(jī)在交通運輸、發(fā)電、工程機(jī)械等領(lǐng)域的能力是其它動力系統(tǒng)不可替代的。
『理想ONE 增程混動系統(tǒng)』
實際上，汽車電動化的含義是廣泛的，發(fā)動機(jī)的電氣化也是汽車電動化的一種方式，混動就是很典型的例子。發(fā)動機(jī)不是一個孤膽英雄，未來發(fā)動機(jī)需要與多種技術(shù)協(xié)作發(fā)展，比如48V的中度混合車型、插電混合動力等。
豐田明確提出了擴(kuò)大電動化車輛銷量的發(fā)展目標(biāo)，到2030年電動化車型占比50%。豐田汽車動力總成產(chǎn)品企劃部主任工程師上原隆史向我們介紹，豐田的電動化車型并非單指純電動，而是包括插電式混合動力，屆時仍有約90%的豐田汽車需要使用發(fā)動機(jī)。
從國際上來看，歐盟、美國、中國未來汽車市場動力系統(tǒng)構(gòu)成比例是不同的，但基于發(fā)動機(jī)的傳動系統(tǒng)都會是主流。韓國雖然在倡導(dǎo)氫能汽車的發(fā)展，預(yù)計2030年燃料電池汽車可能占市場的10%，但即使到2050年也不會發(fā)展到一個很大的份額，大部分市場仍是混動、插混汽車。
未來，無論是傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)還是純電、氫能，每一種技術(shù)都在不斷演進(jìn)，也都面臨著一定的風(fēng)險和不確定性，技術(shù)多元化才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展正解。
● 發(fā)動機(jī)熱效率奔向50%以上
隨著發(fā)動機(jī)熱效率的提升和排放處理技術(shù)的改進(jìn)，未來的汽車或許真就成為了“空氣凈化器”。說起熱效率，日本汽車企業(yè)仍處于較為領(lǐng)先的位置。日本汽車企業(yè)的發(fā)動機(jī)技術(shù)應(yīng)用思路都是不同的，但目標(biāo)是一致的——不斷提高發(fā)動機(jī)燃燒效率。從1995年至今，日本汽車企業(yè)的發(fā)動機(jī)熱效率從37%增長到現(xiàn)在的41%，未來商品化的產(chǎn)品可以達(dá)到45%，下一步大家都會向51%發(fā)起挑戰(zhàn)，并且可靠性還在提升、成本還在降低。
就拿豐田來說，1997年普銳斯上搭載的混動專用發(fā)動機(jī)（1NZ-FXE）熱效率為37.6%，今天豐田TNGA平臺下混合動力專用發(fā)動機(jī)達(dá)到41%，未來豐田希望通過“均質(zhì)稀燃”技術(shù)實現(xiàn)46%，通過“超級稀燃”技術(shù)達(dá)到48%（指較大空燃比的稀薄燃燒）。
今年初，日本SIP項目（由政府牽頭的戰(zhàn)略性創(chuàng)新項目）中，早稻田大學(xué)等單位組成的研究小組在實驗室中實現(xiàn)了汽油機(jī)熱效率51.5%。馬自達(dá)近期宣布在實驗室中實現(xiàn)了汽油機(jī)56%的熱效率指標(biāo)。最近也有兩家中國本土企業(yè)分別在實驗室中實現(xiàn)了汽油機(jī)49.5%、48%的熱效率。
『馬自達(dá)新一代創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機(jī)』
在中國，一汽紅旗CA4GC20TD經(jīng)濟(jì)版熱效率達(dá)到了39%（功率版為38%）。中國一汽研發(fā)總院首席專家李金成指出，“一汽提出了未來新車降低油耗的目標(biāo)，其中發(fā)動機(jī)要貢獻(xiàn)58%，因此技術(shù)需要不斷升級。混動也是一汽的主要技術(shù)路線，這方面我們做了41%熱效率的專用發(fā)動機(jī)。2025年我們要實現(xiàn)45%的目標(biāo)，未來也會向50%邁進(jìn)。”
關(guān)于發(fā)動機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，李理光給出了三個階段的技術(shù)應(yīng)用建議。近期，主要推廣阿特金森循環(huán)/米勒循環(huán)、高壓縮比13:1、350bar直噴系統(tǒng)、高能點火、EGR、熱管理技術(shù)、低粘度機(jī)油（XW-20）等。
中期推廣深度阿特金森循環(huán)/米勒循環(huán)、高壓縮比15:1、500bar直噴系統(tǒng)、可變壓縮比、稀薄燃燒及稀薄燃燒后處理、點火輔助壓燃、AI與智能控制、高能點火、附件電氣化、熱管理技術(shù)、低粘度機(jī)油（XW-16）、碳中性燃料等。
『日產(chǎn)可變壓縮比系統(tǒng)』
后期實施壓燃、超級稀燃、超高壓縮比、1000bar直噴系統(tǒng)、智能燃燒反饋控制、氧氣燃料、壓燃燃料、零排放后處理、低粘度機(jī)油（XW-8）、絕熱技術(shù)、余熱回收技術(shù)等。李理光認(rèn)為，盡管很多先進(jìn)技術(shù)處于概念階段或?qū)嶒炇译A段，但并非不能實現(xiàn)推廣，“預(yù)計在2025-2030年之間，50%熱效率的發(fā)動機(jī)有可能商品化”。
全文總結(jié)：
市場結(jié)構(gòu)的調(diào)整不會一蹴而就，發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)也沒有被畫上終結(jié)的符號，反而有更大的技術(shù)升級需求。這個行業(yè)需要更多的電氣化人才，未來發(fā)動機(jī)并不會獨立存在，反而會與更多的電氣化系統(tǒng)融合在一起。一味“唱衰”發(fā)動機(jī)不合時宜，多元化技術(shù)路線才是我國汽車動力市場發(fā)展正解。（文/汽車之家 劉宏龍）
