燃油效率技术在进化…每升33公里仍任重道远
[燃油经济性 AtoZ]
环保车销量增加与技术提升所致
较前一年改善2.4%
各类便利配置增多致整车平均重量上升
燃油经济性提升速度偏慢
采用轻量化材料降低车重
电池热管理技术高度化
多方技术协作全方位发力
汽车的燃油经济性必须提升。既是为了实现减少能源消耗、保护环境这一正当目标,也是因为在市场上,寻找燃油效率更高车型的需求正在增加。各国都以应对气候变化为名不断强化环保法规,今后如果达不到一定水平以上的燃油效率,不仅要承担不小的惩罚性成本,甚至可能被市场直接淘汰。主要整车厂和零部件企业纷纷投入环保车型开发、专注燃油经济性技术,正是出于这种背景。
车的油耗虽有改善,但仍显不足
从韩国能源公团的《汽车能源消费效率分析集》来看,以2021年为基准,在韩国销售的全部汽车平均油耗为每升16.17公里(综合标准)。比前一年改善了约2.4%。自2000年代开始调查平均油耗以来,指标一直在稳步提升。
环保车销量的增加也起到了助推作用。虽然价格略高,但由于油耗低、使用成本少,只要行驶里程达到一定水平,消费者就会大量选择环保车。去年在韩国国内销售的环保车超过40万辆,创下历史新高。在全部汽车中,环保车的占比也达到约27%,同样是史上最高水平。
不过,考虑到为提升燃油经济性而进行的研发十分活跃,以及各类环保车的普及不断扩大,其增幅仍相对平缓。能源公团方面解释称:“由于大排量、大尺寸车型的销量增加,加上各种便利与安全配置、后处理装置等不断追加,整车平均重量上升,才导致这种情况。”
要达到韩国政府提出的汽车平均油耗标准,到2030年为止,需要把每升33.1公里(10人以下乘用车·乘用厢式车标准)作为目标水平。对照此前2021年的基准值(每升24.3公里),10年间必须提升36%以上。考虑到至今在韩国销售车辆的平均油耗增幅,这一目标并不轻松。自2011年以来的10年间,在韩国销售的汽车平均油耗仅提高了约23%。这意味着,如果仍以过去同样的速度推进,将难以满足标准。
平均油耗制度是为减少温室气体排放而设立的。对销售规模达到一定水平以上的国内外整车厂,监管部门会综合考量其销售车辆的种类、重量、油耗等,判断是否达到标准。企业可以在温室气体排放量或燃油经济性中选定一项作为指标,如果超额完成目标,可以把实绩结转到以后;达不到标准,则必须缴纳罚金,或从其他企业购买其超额完成的实绩加以抵消。美国、欧洲等世界大部分地区都设有类似方式的环保监管。
重量·设计·热管理……全方位技术协作
为了打造以更少燃料实现更长续航里程的汽车,相关研发正从多个方向展开。每升燃油行驶数百公里的内燃机汽车,或一次充电行驶数千公里以上的电动车,从技术上已经可以实现。环保监管严格的法国整车制造商雷诺,早在10多年前的2014年就曾推出过每升燃油可行驶100公里的概念车。
梅赛德斯-奔驰去年发布的一款电动概念车,在一次充电后实现了1008公里的行驶里程。由于是概念车,这一纪录是在极端前提下达成的,但这也表明,车企正不断打磨提升燃油经济性的技术,并将其应用到真正量产的车型上。
内燃机汽车在结构上,从燃料中提取动力能量的效率并不高。以汽油、柴油等碳基燃料为例,真正用于驱动车辆的能量仅占10%至30%,其余则在燃烧或传递过程中损失,或被用于驱动车辆内部的其他装置。为了提升燃油经济性,车企一方面提高发动机本身的效率,另一方面通过采用轻量化材料减轻车身重量,并在设计上反复打磨,以尽可能减少行驶过程中的空气阻力。比如可开合的前格栅、取消传统后视镜等看似细微的技术,都是燃油经济性研发的成果。
随着电动车普及,热管理技术的重要性也日益凸显,因为电池不仅决定车辆的行驶性能,也对续航里程起着决定性作用。电池在低温环境下效率下降,在高温环境下又存在起火风险,对温度极为敏感。内燃机汽车中,车内供暖与发动机冷却等系统彼此相对独立,而在电动车上,冷暖空调、驱动电机、电池等的热管理则是有机联动的。车企正通过高度集成的系统,尽量避免浪费多余热量,将之在适当位置加以再利用。以氢燃料电池车为例,由于电堆产生的热量较大,其冷却系统的需求量是内燃机的4至5倍。
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