撰文 GA工作室
2015年上海国际车展正在如火如荼的进行中，本次上海车展参展车辆共1343辆，其中概念车47台，全球首发车109辆。值得注意的是，本次展会共有103辆新能源车展车，包括51台国内自主品牌，以及52台国外品牌。几乎每个展台都有新能源汽车的身影，上海车展俨然有成为新能源车展之势。新能源汽车的大力推广真能带来足够的节能减排效益？相对于目前尚不成熟的新能源市场，改革传统技术是否是一条更直接的节能减排之路？今天小编以工科生的思维，给大家算一笔节能减排的账。
自从2007年国家发改委正式颁布《新能源汽车生产准入管理规则》以来，我国的新能源汽车市场得到了极大的提振。各大车企和政府的有关政策协同发力，让新能源汽车作为节能环保的主力军在“穹顶之下”极速前进。有的城市也通过给新能源车免费上牌的方式来促进新能源车的发展。在今年的两会上国务院总理李克强在报告中明确指出：“推广新能源汽车，治理机动车尾气，提高油品标准和质量。”
在政府的大力扶持和政策的刺激下，新能源汽车的销量节节攀升，大有在未来几年井喷之势。但是如果我们仔细观察这个图表不难发现，虽然效率节节攀升并呈现增长势头，但是新能源汽车的基数依然很小，所占的市场份额更是微不足道。其实从技术角度来看带这件事，主要还是新能源汽车虽然有空间但是更有瓶颈。其实发展新能源汽车从本质上是为了节能减排，但是系能源汽车真的能达到从本质上节能减排的目的么，消费者们购买新能源汽车的消费者们的初衷真的是节能环保吗？
编者也为此发扬一名工科生严谨的做事风格，结合查阅查阅到的资料，找到了其中一部分原因。我们就拿上海市来举个例子吧，2013年，上海市出台了购买新能源汽车赠送上海牌照的政策，这在当时已经拍到了近8万元的牌照面前无疑是一个巨大的诱惑。免费上牌还仅仅是一个方面，购买新能源汽车在享受国家补贴的同时还可以享受上海市的地方补贴，甚至到各个区还会有补贴。这样算下来，既省去了拍牌的烦恼也节省了10-20万元左右！
我们通过这张图可以发现，其实消费者们购买新能源汽车可不是因为节能减排的意识强了，说的直白一点明显就是冲着新能源带来的综合优惠去的。尤其是在上海目前的牌照竞拍环境下，一块牌照不仅贵得离谱，还动辄七八个月都拍不中，购买新能源车所能获得免费拍照的诱惑远比其给环境带来的积极影响吸引消费者。
从技术角度来看，虽然说现在已经出现了新能源量产车型，但是整体来说技术还是不完善的。一方面电池的问题迟迟没有得到解决，电池重量过重，续航里程不足，其配备的电池组及电机带来的额外车重使得其在混合动力状态下油耗水平和同级别车型相比几乎并无优势。另一方面，从能源获取的角度，我国的电力主要还是来源于火力发电厂，虽说电力是清洁能源，但是在产生电能的过程中也造成了不少能源消耗和排放，在我国现有的能源体系下，电动汽车的普及对节能减排的贡献还是不明显的。而且，电动汽车普及需要的大量充电设备，在硬件上的投资也是巨大的，这项工程也不是三五年就能完成的。
在我国目前的经济形势下，国家是不可能一直对新能源汽车进行大量的财政补贴的，今后补贴可能越来越少。那么，在新能源汽车丧失了补贴所带来的吸引力之后，新能源的发展就会遇到市场的瓶颈。国家目前支持新能源是因为这是我们未来发展的方向，所以要鼓励要推动。这让我想起了柯达，过去柯达绝对是是世界上最大的影像产品及相关服务的生产和供应商，在传统影像领域做到了极致，但是在数码时代到来时没有及时跟上时代的脚步，最终导致了没落。现在政府鼓励新能源汽车发展也是这个原因。
那我们现在应该怎么办呢？小编认为我们必须从现在的主流技术上找办法，发展新能源汽车是未来实现节能减排的重要途径，而现在则是要在发展新能源技术的同时，在传统内燃机继续创新。两条腿走路一定好过一条腿走路。
在这里让我们来算一笔账：如果按照百公里油耗7L计算，500万辆的电动车的参与导致的平均油耗为[(220000000-5000000)*7]/220000000=6.84L。也就是说，当我们的纯电动汽车保有量达到500万辆的时候，相当于我们所有的汽车的百公里油耗下降0.16L。
那么在坚持推行新能源汽车的前提下，同时我们不断降低目前燃油车的油耗，哪怕只降低0.1L/100km，根据新能源与传统动力的比例，岂不都是对节能减排的巨大利好？
当然目前各大车企也在这方面做着不懈的努力，譬如大众TSI系列动力、马自达的创驰蓝天、福特的Ecoboost、通用的Ecotec、沃尔沃的Drive-E、丰田的双喷射系统等，都是各大车企在内燃机技术上的不断革新以达到燃油经济性的目的，与现在很多企业为了满足国家制定的油耗标准盲目的上新能源汽车相比，这些企业则显示出了对自身研发能力的自信。上周末上海通用发布的“2020战略”中“绿动未来”战略引起了笔者的关注。上海通用的这一战略应该是目前在国内汽车企业中最具体的节能减排战略，所谓“绿动未来”战略不仅是对动力系统技术提高的直接指导，更是明确了企业自身能源战略的梯度化发展趋势。这无疑在战略层面上对企业的未来的节能减排做了规划。
从通用的“2020战略”中，笔者发现上海通用实行的就是一套双轨战略，传统汽车与新能源汽车并行。未来五年上海通用不仅要推出13款新发动机、9款新变速箱，2020年产品平均油耗在目前基础上再降低25%-30%，而且还将大力推进新能源技术和整车绿色节能技术的开发应用，未来五年将推出超过10款新能源产品，且每年推出1款国产混合动力车。
讲到这笔者觉得有必要为大家科普一下混合动力车的问题，混合动力汽车从本质上来说是传统汽车向纯电动汽车过渡的车型。混合动力汽车发展主要分为三个阶段，第一各阶段是强混型，这类混合动力汽车的电瓶容量较小，只能回收制动或惯性滑行中释放出的多余能量，在纯电动模式下续航里程很短，主要动力源还是内燃机，典型的就是丰田普锐斯和高尔夫蓝驱版。
第二阶段是是插电式混合动力，就是我们现在常说的plug—in，这类混合动力汽车电瓶容量更大，纯电动情况下续航里程更长，根据电机与内燃机排布方式不同采取不同的混合驱动策略，现在典型的就算是比亚迪秦和荣威550Plugin版本。第三个阶段就是，增程式混合动力，增程式混合动力汽车实现了全电驱动，虽然说它配备有一个小的发动机，但是发动机只是在蓄电池没电的时候为电池充电，并不参与驱动。据说现在通用的新一代增程型混合动力车续航里程将高达700公里以上，综合油耗仅0.9L/km，且在全性能状态下的纯电动里程也将超过100km。
从传统汽车向电动汽车过渡的混合动力阶段，传统内燃机还是扮演着重要的作用，从这一点上来看，上海通用所制定的双轨战略在日后还会被更多有技术积累的企业效仿。从现阶段来看，上海通用在动力系统上的提升就已经初见成效。自2008年起上海通用“绿动未来”战略以来，至2014年底上海通用旗下产品已100%采用新一代动力总成技术，整体平均油耗比2009年降低了13.5%。Ecotec小排量高效发动机的引进，更是顺应潮流趋势的一次变革。小排量大心脏如今已经成为了发动机发展的趋势，究其原因还是让我细细道来。
以通用的这款Ecotec系列发动机为例，这款发动机上有涡轮增压、缸内直喷、进排气双连续可变气门正时（DVVT）三大国际主流技术，并且还采用了最先进、也是难度最高的中置直喷（Central SIDI）方案，目前只有通用汽车等少数汽车企业成熟地掌握了这项技术。所谓中置直喷，就是把喷油器安置在气缸顶部活塞的正上方，向气缸内竖直喷射油雾。
这种做法首先可以让燃料的雾化效果更好，燃料的雾化效果在很大程度上决定了它的燃烧效果，提高雾化效果的途径就是在缸内产生足够多的涡流。在发动机缸内燃烧的过程中主要发生的传热过程是对流传热，并且主要依靠流体质点移动进行传热。对流传热又可分为层流传热和湍流传热，层流传热的热阻大，层流内部的温度梯度也更大，而湍流传热的热阻很小，内部也可以近似认为没有温度梯度的存在，所以当缸内的混合气体雷诺数越大，即湍流较多时，缸内气体的热传递较好，混合气体的燃烧效果也会更好。
中置直喷发动机的喷油嘴是六孔的，安装在顶部(夹角六度)，喷油器可以更精准的控制喷油量。此外六孔喷油嘴独特的喷雾形状实现了燃料的均质燃烧，在起始分层燃烧和有效的催化器加热方面更加出色；而翻滚的进气气流，在进气冲程内提升进气与汽油的混合，在接下来的压缩冲程中，随着气流雷诺数（Re）的增大，这种翻滚的气流会裂解成紊流，加速燃烧速度，从而减低油耗。
这种方式同普通缸内直喷相比另一大优势就是混合气体在缸内的分布更加均匀。普通缸内直喷发动机的喷油嘴是倾斜布置的，在喷射过程中，气缸内不同方向上的喷射浓度相差比较大，这时由于温度的影响在一侧的缸壁上容易产生积碳，影响燃烧与发动机散热，前者则会提高发动机爆燃的可能性，后者有可能引起缸内燃料的早燃，影响发动机的NVH性能，中置直喷发动机从根本上有效的解决了这一问题。
另外，在喷油嘴的布置上，它与活塞中心的偏移角只有6°，位置非常靠近火花塞。如此一来，喷油嘴的供油点和火花塞的点火点非常接近，这就非常有效地实现了喷油器的流量精确控制，提高了混合油汽的燃烧效能。这样做可以精准的实现燃油的预喷射、主喷射与后喷射等喷射过程，这样内燃机在获得足够动力输出的同时也最大可能的控制了排放。
在涡轮增压系统上，Ecotec发动机的排气歧管集成在缸盖中。这一改进方案缩短了增压器和发动机本体的连接距离，使增压响应变得更快，有效提升了发动机的增压和充气效率，而且这一设计还将有效降低发动机冷启动和低速运行时的磨损与排放。此外，增压系统采用了转动惯量相对较低的水冷式增压器，显著提升了低转速时的增压效果，实现了油门快速响应。这两项改进方案的成功采用，让Ecotec发动机在1500rpm的低转速区就能产生90%最大扭矩的强大输出。
在润滑系统上，Ecotec1.4T发动机采用了一项重要的技术革新，对于曲轴驱动的机油泵不再采用传统的固定流量模式，而采用可变流量模式。如此一来，机油泵的流量变化根据发动机的运行需求进行实时调节，降低了发动机本身的能源消耗，实现燃油消耗的优化控制。此外，通过喷油嘴多孔设计、活塞面塑形设计、燃烧室形状设计，Ecotec发动机实现了对油雾形状和油气混合均匀度的最优化设计，从而实现了完全充分的分层燃烧。显著提升了功率和扭矩的同时，有效降低了启动烃HC等有害气体的排放。
目前，科鲁兹和昂科威分别搭载了Ecotec系列发动机中的1.4T和1.5T两款发动机。其中搭载1.4T发动机的科鲁兹百公里综合油耗仅为5.9L，与搭载EA211系列发动机的速腾1.4T车型6.2L的百公里综合油耗相比节能5%。而搭载1.5T发动机的昂科威百公里综合油耗更是达到了惊人的6.6L。
我们分析了很多，可以看出，传统技术的革新给燃油经济性带来的利好影响是巨大的，在发动机中采用DVVT、中置直喷等技术都可以让燃油经济性提高数个百分点，而且现阶段内燃机的研究在很多方面并没有很深入，比如说在燃烧方面可以发掘的潜力还是很大的。上海通用实现其在华年销量三四百万辆车油耗几个百分点的下降，在现阶段给节能减排带来的效益是不是比大力推广新能源汽车更多更直接呢。从目前的情况来看，实现汽车纯电动化只是一个美好的愿景，在混合动力汽车的过渡阶段，传统内燃机技术还是至关重要的。
上海通用在“绿动未来”战略中没有一味追求新能源技术，而是现阶段以传统新技术为主，新能源技术兼顾发展，形成上海通用自身能源战略梯度化发展的局面。上海通用坚持在传统动力总成和新能源技术上两条腿走路，也是在专注现在布局未来。我们注意到越来越多的百万辆级别车企都发布了自己的未来规划，但是上海通用的这份战略无疑是最具体和最为现实的。抛开这些不说，这些规划同样传达出相似的信号，现阶段传统技术革新仍占主导地位，但是未来汽车电动化的趋势也是不可逆转的。
现在到底两条腿走路还是一条腿走路？看到这里你应该也有了答案。
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