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汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势( 二 )



汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势
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表1 不同载运工具的CO2排放量变化
考虑到燃油耗标准与CO2排放有直接联系 ， 相关科研人员根据2017年12月的标准进行归纳 ， 于2019年3月29日规定了2025年重型汽车的燃油耗标准 。 就2020年燃油耗标准限值而言 ， 在进一步削减能源消耗的形势下 ， 电动汽车(EV)及插电式混合动力汽车(PHEV)的推广应用将成为该领域的关键技术 。 由于燃油耗标准与税制政策等因素密切相关 ， 针对EV及PHEV的评价方法将对其今后的普及工作与能量转换流程产生一定影响 ， 针对该领域的研究方向也逐渐引起科研人员的关注 。
从近年的汽车燃油耗发展趋势来看 ， 改善燃油耗的技术已被世界各国广泛采用 ， 进一步改善燃油耗的趋势仍在继续 。 目前 ， 汽车的混合动力化进程已取得一定成果 。 在内燃机领域 ， 除了日产汽车公司向国外市场投放了可变压缩比发动机之外 ， 由马自达公司推出的采用高效燃烧控制技术的SKYACTIV-X机型同样也已投放市场 。 另一方面 ， 主动采纳这类技术的企业并不多 ， 车用内燃机技术的进展并不显著 。 近年来以车型的升级换代为契机 ， 燃油耗居高不下的情况依然普遍存在 。 每当先进技术得以投入使用 ， 就会在一定程度上改善燃油耗限值 。 究其原因 ， 总体上有如下3点：
(1)由于安全设备实现了标准化应用 ， 车辆自重有所增加；
(2)自2016年以后 ， 对于满足2015年燃油耗标准的企业而言 ， 通过企业平均燃油耗标准(CAFE)而进一步改善燃油耗的效果并不显著 ， 致使部分车型的燃油经济性反而恶化；
(3)由于车辆其他性能的提升 ， 致使燃油耗同样有所恶化 。 由此出发 ， 充分优化发动机及动力总成 ， 并采用其他相关先进技术 ， 逐步达到了改善汽车燃油耗的目的 。
2 车辆环保技术的发展情况
下文以2018年度投放至日本国内市场的车型为例 ， 研究汽车燃油耗及废气排放的优化技术 。 燃油消耗量等参数及其图表等数据 ， 充分参考了企业资料、商品目录及项目记录 。
【汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势】
2018年7月 ， 斯巴鲁公司对其“Forester”车型进行了全面升级换代(图3) 。 被称为新版“e-BOXER”的车型配装了混合动力系统 ， 并成功投放市场 。 该车型动力系统在2.0 L汽油机上组合了功率为10 kW 的电机 ， 并已应用到该公司旗下的四轮驱动(4WD)车型中 。
采用混合动力系统的4WD 车型并不多见 ， 少数4WD车型无需通过发动机驱动 。 由于4WD 车型基本已实现了整车电动化 ， 从而具有显著的里程碑意义 。 e-BOXER车型在JC08工况下的燃油耗为18.6 km/L ， 相比2020年的燃油耗标准提升了10%~20%(车辆质量的不同 ， 燃油耗标准的达标率也会相应存在差异) 。 另一方面 ， 按照WLTC测试的燃油耗为13.2 km/L 。 由于该燃油耗与处于同一水平下的2.5 L汽油机的差异较小 ， 在下一阶段执行WLTC试验循环规定标准的情况下 ， 其燃油耗优势并不大 。 斯巴鲁公司后续将投产以该车型为原型的改进车型或者PHEV 车型 。 2018年10 月 ， 斯巴鲁公司配装了相同系统的“XVADVANCE”车型也已成功投放市场 。

汽车动力|基于当前环境问题的汽车技术发展趋势
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图3 斯巴鲁公司“Forester-Advance”车型

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图4 本田公司“ClarityPHEV”车型
2018年7月 ， 本田公司的“ClarityPHEV”车型成功上市销售(图4) 。 在JC08工况下 ， 该车型在EV模式下的续航里程为114.6 km ， 按WLTC测试为101.0 km ， 燃油耗分别为28.0 km/L与24.2 km/L 。 乘用车每日续航里程的中位数约为30 km 。 由于在EV工况下拥有相当于该中位数数倍的续航里程 ， 因此该车型在日常生活中可作为EV 车型使用 。 在长途行驶时 ， 该车型仅需补充汽油 ， 同时不会损害车辆的使用便捷性 ， 并使环境负荷降至最低限度 。 从价格层面考虑 ， 通常认为该车型目前难以快速普及 ， 而以ClarityPHEV车型的推出为契机 ， 其在小型车领域将得以推广应用 ， 会显著推动相关领域的技术发展 。


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