帅石金:新一代内燃机会不是没有机会,而是有更多机会
内燃机跟电机混合之后优势互补,具有强大的生命力,不是过渡的技术路线,是非常好的普及技术路线,混合动力更简单,新一代内燃机不是没有机会,而是有更多的机会。
2019-11-05 | 出处: | 责编: 崔浩凯
2019年11月5日,由寰球汽车主办、V讯网承办的“燃擎·际会”——2019年汽车动力发展趋势高峰论坛暨驭山挑战赛颁奖典礼在京顺利召开。
全球汽车行业正面临节能环保这一大课题。当下,新能源车技术有待优化,距全面满足社会需求仍有距离,传统内燃机仍需履行使命。与此同时,多元化市场需求使得未来汽车动力技术路径有了更广阔的探索空间。本次论坛,行业专家、企业精英将围绕未来汽车动力格局与内燃机发展趋势展开讨论。
论坛中,清华大学教授、清华大学燃烧能源中心副主任帅石金表示:“内燃机与电机混合优势互补,具有强大的生命力,不是过渡的技术路线,是非常好的普及技术路线,混合动力更简单,新一代内燃机不是没有机会,而是有更多的机会。”
以下为清华大学教授、清华大学燃烧能源中心副主任帅石金发言实录:
各位朋友,各位嘉宾,我将分享电动化与智能网联化与内燃机。
我将从四个方面来讲,第一个是解读一下电动化、智能化、网联化是怎么来认识,只有解读清楚,我们才能够谈未来的发展。当然后面我想重点讲解电动化的过程是如何助力内燃机,高原出高峰(是什么原理)。另一方面,智能网联的技术到底给内燃机(什么帮助)。
首先谈电动化。在谈及电动车时,我们将其称为新能源。但“新能源”是二次能源,实际上的汽油柴油是一个层次的问题。当能源危机的时候,市场跟能源没有关系,二次只是一个载体,当涉及能源安全的时候,市场涉及到电动车的问题,也仅是二次能源安全问题。二次能源为什么比汽油柴油好?因为电的来源多元化,从这方面讲新能源确实可以解决部分的安全,但是不是全部的安全。另外谈及能源绿色,电是不是绿色的。从终端来讲确实是零排放很绿色,但是能源绿色需要做到一次和二次同时绿,如果仅仅是二次绿一次不绿这个不是真正的绿。讲动力的选择时,本身就是内燃机就是汽油柴油,电动车就是电。
电动车很早就出现了,为什么我们仍然不断的梦想(燃油机的进步)。有一个很重要的原因,因为最佳的组合是一次能源可再生,二次用电作为能源载体再加上动力、电池、新能源。而这种组合的问题是什么?那就是可再生能源的体量问题。从我了解的情况来看,即使到了2040年全球也最多预测有14%是可再生的,现在10%左右,所以说体量够不够是这个问题能否解决的答案。
除此之外,氢电可获得吗?首先是充电桩是有很大的困难。氢能源热度很高,但是没有基础设施。还有氢能源安全不安全?相比电能还是要安全的,这个点可能有争议,但是从消费者的感觉是没有问题的,最后也要转二氧化碳和GDP。这是我的第一个观点。
另外智能化网联化,用户希望机器像人一样智能。而现在智能网联有价值在什么地方?确切的说,网联与第四次工业革命信息化给我们带来的机会。所以说物联网网络的辅助协同感知到最后是协同决策,这个给用户带来有可能是无人驾驶。但是内燃机难道没有可为吗?这是我想讲的,所以说智能化加网联化未来就是实现汽车和动力全局最优。
我们应该如何看待智能网联汽车?除了安全的问题没有问题,新能源有争议,新能源汽车他的侧重点是在能源的安全性,我刚才已经讲了,包括动力电动化,智能网联是交通出行的安全性和便捷性,智能网联汽车和新能源汽车有人连在一块,认为电动车和新能源车和智能网联是天然联系的,我并不认为这个观点,道理很简单,智能网联需要强电弱电,但是我们的内燃机也不是过去的铁疙瘩,不是一个冰冷的机制,我们内燃机就是在电气化,他也有非常高的智能,我们可电的技术就是智能,不能说他没有电。智能网联既可以纯电,我们不否认,他也可以内燃机包括混合动力完美的结合,所以我认为智能网联只能与纯电动完美的结合,这是一个伪课题。
下面我来说一下为什么电机做内燃机,由高原到高峰,我从技术的角度来分析我认为是有未来的,我相信我们内燃机现在有这么一个认识,确实纯的内燃机要完全满足未来有难度,但是内燃机的量并没有增加,我们只是比率降下来了,我们在混合动力还有更可为,不管是插电还是油电,中国鼓励插电,因为新能源,但是国外邮电更适合,但是燃料电池我个人不看好,尤其是在乘用车里面,现在国家也是这么个方面,卡车到长途里面去解决这个问题,因为已经有电的这种可替代了,再找就没有必要了,这是个人的观点。
所以我想讲内燃机有没有未来,当然说混合动力专业发动机就是为混合动力专门设计的,没有问题,但是和常规内燃机有什么区别,差别在什么地方,我们讲了内燃机有很多,你是来吸气的还是增压的等等很多选择,实际上内燃机由于混合动力带来了很大的机会,到底是什么?我们发动机非常专业的,经常在这个部分区域那油耗就是很大,所以混合动力是由于有电机助力在动力性方面有的使得我们可以把低效的区域没有了,我直接到高原上去了,这个是我们讲运行区域收窄。但是另外一个我讲了,由于有电机补偿动力,我内燃机追求动力性排放,我现在只追求排放约束,这个就是我很多内燃机的节能技术,包括大家听到的阿特金森米勒循环情况,所以说有了这么一些技术我未来就有可能在高原上面出高峰,这个就是混合动力的本质。
另外内燃机也在简单化,不是越来越复杂了,不要可变的技术,我现在只是在高原我还要出高峰,这个是节能的,也符合我的发展,包括以后如果是转子发动机都有机会,我认为内燃机有机会,他的动力切换频繁,成本也低,结构也简单,汽油机不要那么多可变技术,他成本大幅度的降下来,最后是电机助内燃机发动机高原上面出高峰,这个才是真正的内燃机的机会,这个是我想强调的一点。因为混合动力很多构型,你有串联的并联的我不去讲了,但是内燃机实际上也不是说你一个内燃机包打天下,但是你认识到位了可以用一台发动机可以满足你混合动力的要求,这个内燃机有很多机会在这里去做。
这些年我们在讨论,在讲要不要内燃机。但是日本、德国并未放弃内燃机。因为满足不了法规的要求。满足不了这个要求,他们就在效率上下功夫,原来我们汽油机的热效率大概为35%左右,现在向38%到41%发展。从参数上就看的出来,压缩比12、13、14。而现在常规10左右,我们为什么在压缩比方面没有上去,因为热效率有瓶颈。那有了混合动力实际上热效率有所提升,技术瓶颈就有所放开了,包括排气增压都可以应用。所以说(内燃机)的机会就非常的多。在日本,部分品牌已经把热效率做到了51%,燃料电池的热效率区间也就是50%到60%,基于现有的技术还有很多可以去做。
下面我讲讲智能网联助内燃机随时随地,过去我们是随时,现在是随时随地,我们就是标定好了,由于有了内联网我可以随时对应,我认为还是有机会的,包括我们现在大家知道“国六”要有一个法规就要解决这个问题,真实道路什么样你怎么知道,如果有一个智能网联我就可以满足任何的法规要求,我们要跟网联非常好的结合,我的朋友他们已经在实验室里面发动机,车跟云端之间已经联合起来了,所以说内燃机在网络里面仍然是发挥重要的作用。包括了智能的标地,只要你的信号好我就马上让他发动机按照你的要求来实施,在飞机场已经把技术做的非常的干净,国六以后就是净零排放,效率非常的高。
最后总结一下,刚才讲了41%热效率是产品化的,但是45%的热效率开发马上就来了,比柴油机效率还要高,丰田已经有点燃的样机了,马自达50%的热效率也在出来了,这些趋势是非常有利的,当然我不去展开讲,搞发动机的人只看汽油机和柴油机,柴油机排放不好解决,但是效率拉下来了,汽油机是只有效率,另外我们讲汽油机过去是点,现在又点又压可以把效率提上去,我们自己也在做。包括从燃料方面,与四化联合,现在的点燃的是抗爆的,成本非常高。我们的院士表示,现在炼油工艺很简单,本身也加二氧化碳,加油站以后不要放到汽油机上面,放到柴油机上效果会更好。对此,我们做了一些实验,适合混合动力,效率高氮氧少所以说仍然有很大的空间。
所以我的结论就是内燃机面临挑战三大方面的,电气化是满足未来法规的,内燃机与电机混合之后优势互补具有强大的生命力。这不是过度技术路线,是非常好的普及技术路线,混合动力更简单。在新时代的发展中,绝对不是说内燃机没有机会,而是有更多的机会。
谢谢大家。