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【汽车与环境】上汽集团乘用车技术中心总监徐政:乘用车动力技术发展

2018-12-12 09:09 来源: 盖世汽车

关于能耗或者是碳排放,这里引用2016年中国汽车报报道的,全生命周期碳排放的一个研究结果是清华大学赵福全院长和刘宗巍教授的工作。文章比较了传统车、深度混动、200公里续航里程纯电动车、300公里续航里程纯电动车的全生命周期碳排放,假设全生命周期总行驶里程15万公里,包括生产制造阶段和使用阶段的碳排放。研究数据显示在当时,从传统车到混动车,碳排放降幅大概是26%。200公里续航里程纯电车,比混动车低约为1.8%,300公里续航里程纯电车,比混动车高约为9.6%,续航里程越大电池越大,碳排放越高,这也是合理的。

所以当汽油机电动化,用了混动技术后,实际上比纯电动车产生的全生命周期碳排放已经有优势了。文章还给出了2025年(近十年以后)的比较结果,假设了发电效率提高、电池能量密度提升、电力结构改善、煤电厂效率提升等因素,使得纯电动车的碳排放有更大的降幅,200公里续航里程纯电车,比混动车低约为17%,300公里续航里程纯电车,比混动车低约为7%,360公里续航车开始持平。但是现在大家在谈纯电动车,包括新发布的将要投产一批车,续航基本都是400公里以上。而且如果用纯电动车代替所有节能车,那么大部分车续航里程会在400公里以上,因为现在的车至少500、600公里以上。

所以我的观点是,即使从全生命周期碳排放的技术角度来看,也不能说纯电动就应该取代内燃机。这里的内燃机不是说一定要传统内燃机,可以是热效率大幅提升的内燃机,电动化的内燃机,包括混动系统。因为只要电动化的概念大家可以接受,那么内燃机仍然是一个非常重要的动力源,需要我们做很多工作,不断提升热效率,来把这个事情做好。我们这边总是有包容心态的,多元化没有问题。

回到发动机热效率,发动机热效率提升无非是把五类损耗降低,有七个方面的控制因素来优化,这里不细谈了,这些就是做发动机热效率提升开发要考虑的事情。所有提升效率的技术方案,都是按照这几类分类来做的。

关于汽油机热效率提升的技术路线图,以5年为区间一直到2030年。中午圆桌的时候提到了今年李骏院士牵头,和企业、大学一起在做汽油机的中长期规划,我代表上汽也参与了这项工作。他在世界内燃机大会上发布了这个规划。每个单位会有一些自己的想法,但主流的还是比较接近的,这里是我个人的一些观点,跟主流差异也不大。

首先是到2030年,45%的热效率是要做到的,所有的这些技术措施也是针对降低五类损耗来的。当然了,近期都在谈40%,下一代是会出来的。再比如说马自达的创驰蓝天2代发动机,从宣传信息来看热效率高于48%,而且整车油耗非常低。如果光从技术上讲,五阶段油耗也不需要其他路线,光以这样效率的发动机就可以做到。但是由于有双积分政策,我们现在不能再仅仅规划发动机技术路线来满足各阶段法规燃油耗要求,只能说我们发动机有很大的潜力,帮助我们车企满足五阶段的燃油耗,肯定是有这些技术手段来实现的。

下面介绍一下技术路线图里的一些技术方案,这些都是我们上汽在发动机上扎扎实实自己做出来而且上产品的技术。首先最基本的还是要从支持高效燃烧的概念谈起,就是更高的滚流设计,使得燃烧效率更高。除了气道优化设计以外,这里演示的是进气masking设计,使得从进气阀门的排气侧进入缸内的气体流动更强,滚流的强度进一步增加,这里是仿真结果和气道试验台做出来的数据。现在产品上的一些主流燃烧概念,都需要更高滚流来支撑。

Miller循环在发动机上的实现,解释了概念和油耗收益是怎么来的。Miller主要就是节省五类损失的一类。它的收益相当明显,是一个相对来说性价比相当高的技术。当然开发里面也有一些技术挑战,这里不展开,总而言之我们已经做到了。

另外一个就是VVL技术,上汽自主开发了一个VVL系统,以前VVL系统是国际上大牌的几个零部件供应商垄断做的,但是我们是自己做的,包括从设计到仿真到很多零部件的实验。这里面只是演示一下升程切换时一些详细的系统运动学和动作学分析,现在把这个系统做了出来。数据显示在Miller循环发动机中,在中低速和中低负荷,低升程应用能带来1-3%油耗收。虽然Otto循环发动机里,这项收益会更高一些。

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