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轻量化和热效率的争斗,胜负已见分晓

2020-10-9 17:41 151 0
简介
【汽车轻量化在线】之前一段时间,广汽传祺旗下的第四代2.0ATK发动机拿到了42.%热效率的认证证书,按照当前全球发动机的热效率现状来看,除了马自达最新的压燃发动机,这款全新发动机的热效率应该属于全球最高水平, ...

汽车轻量化在线】之前一段时间,广汽传祺旗下的第四代2.0ATK发动机拿到了42.%热效率的认证证书,按照当前全球发动机的热效率现状来看,除了马自达最新的压燃发动机,这款全新发动机的热效率应该属于全球最高水平,成功超越了丰田混动发动机的最高值,成为全球汽油发动机阵列中,热效率最高的一款发动机,当然测试的过程我们不细表,我们的本意也不在此。关键在于,在当下的全球汽车市场,出现了两种增加性能、降低能耗的方式,一种是增加发动机本身的燃烧率,使车辆在源头上就增加动力,降低能耗,即是所谓的开源;另一种便是通过整车的轻量化设计,使车辆在运载过程中尽可能减少本身负载的重量,也就是少做所谓的无用功,即是所谓的节流。其实这两种方式在当前很多车型上都兼而有之,不过很显然,这两种方式的受重视程度和未来发展前景是完全不一样的。

首先来说,发动机的热效率提升,尤其是汽油机的热效率提升,本质上难度是非常大的,一方面是技术的限制,另一方面燃料本身的各种属性,也很难和技术本身相匹配,就好像在国内市场,柴油乘用车难以铺开,主要原因就是国内的柴油油品普遍比较差,对车辆的负面影响较大。从技术方面来讲,热效率的提升过程是相当缓慢的,从很多物理学课本的表述来看,全球范围内,汽油机的热效率最高水平也就是40%左右,这已经是很久以前的事了,现在我们看到,42.1%的热效率已经是全球最高水平了,这么多年过去了,汽油机的热效率提升仅仅只有2%,热效率的进步和技术进步本身是完全不匹配的。

很多人吹捧热效率提升在动力和油耗方面的贡献,好像热效率提升1%,整个发动机的动力和油耗表现就能实现质的飞跃,但现实情况并非如此。事实上尽管很多厂商依然在力推热效率的提升,但是本质上汽油机的热效率也已经到了瓶颈期,也就是,未来一段时间,发动机的热效率能够提升的空间越来越少,但是付出的成本会越来越大。

比如说之前刚刚引入国内的马自达2.0L压燃发动机,热效率高达43%,已经是目前全球汽油发动机的热效率巅峰值了,最大马力180Ps,看起来功率很高,但是回过头看,一般的1.5T高功率发动机都能达到这样的功率水平,而且这台压燃发动机的油耗水平,也并没有比普通的2.0L发动机低多少。昂克赛拉压燃版车型的工信部油耗是5.2L/100km,普通版2.0L车型的工信部百公里油耗也只有5.8L/100km,整体的差距很小。关键在于这台压燃版车型的售价高达18.99万,这只能证明这台发动机的成本极高,马自达的定价已经到了低无可低的地步了,甚至是明知没人要还要硬着头皮上市的地步。

所以,其实从本质上来讲,对于当下的汽油车型来说,热效率之路几乎快要走到头了,原因很简单,技术进步很难带动热效率实现跨越式进步。相反,在提高热效率研发方面的成本和投入过大,导致技术在商业化层面,本质上是没有多大意义的。所以除了部分日系品牌之外,类似大众、通用这样的全球厂商,基本上在这一块,已经不准备有太多大动作了。而且很明显,随着电动车时代的到来,现在在热效率方面的投入,在未来很难有多少发挥的空间和时间,很有可能发生的情况是,当热效率缓慢提升的时候,电动车代替燃油车的趋势便已经来临了。

而另一种趋势便是轻量化,也就是在车身一些比较占重量,或者是重量占比比较高的部件中,用更轻的材料代替钢铁,比如发动机、车身框架等等。不过现在的情况是,很多高端车型的轻量化采用的时候更轻、更硬的材料,而很多低端车型的轻量化则是减配,也就是用更少的高强度钢、更差的钢材来完成车辆装配,导致车辆的安全性存在潜在威胁。当然后者属于车企的问题,和轻量化本身没有多大关系。

事实上,随着铸造技术本身的持续提升,整车轻量化已经成为一种趋势,并且将从燃油车向电动车持续延伸。之前我们看到,路虎、捷豹等厂商实现了全铝车身,重量更强、强度更高,带来的结果就是同等数据的发动机,动力更好,油耗更低。而特斯拉也宣布,将在未来生产的Model Y上引入更加高级、整体化的全铝车身,也就是将之前70多个零部件,以高精度铸造的形式,使之成为2—3个大部件,在进一步降低车身重量的同时,持续压缩成本,使车辆本身的价格更便宜。所以从趋势上来看,为了进一步提升电动车的竞争力,尤其是动力和续航方面的表现,轻量化可能是最有前景的发展趋势,同时也表明,轻量化是有可能在更低的成本前提下实现的。

所以其实在我们看来,在汽油机热效率提升范围非常有限、难度和成本越来越大,以及燃油车向电动车缓慢转换的过程中,提升热效率这条路基本上快要走不通了。而通过轻量化来实现动力、油耗、续航等层面的产品力提升,可能实现的范围更广,也更有发展前景。


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