严峻的环境和能源挑战中,电动汽车被寄予厚望。全球新能源汽车蓬勃发展,中国新能源汽车市场表现尤为亮眼,目前年产销量已占到了全球的一半以上。
这是否意味着内燃机将很快将被彻底淘汰呢?
答案其实并不是“是”和“否”那么简单。实际上,包括汽油发动机、柴油发动机以及氢气发动机等多种形式在内的内燃机,仍然有着自己的独特优势和市场空间。
“基于现有的数量庞大的全球汽车市场保有量,在2040年之前,内燃机在汽车市场中依然有很大的需求量。蓬勃发展的新能源汽车市场也并没有完全摒弃发动机,有发动机参与的混合动力目前占到了新能源汽车总量的1/3左右,还有多种可替代燃料发动机正在加速发展,未来汽车行业仍有很多可能性。不仅如此,在汽车行业之外,还有非道路车辆、航空航天、船舶和工业等很多领域,都仍然需要大量的内燃机特别是柴油发动机来提供强劲动力,它们对支撑经济发展和社会运行意义非常重大。”PHINIA燃油系统中国区总经理杨宏勇先生在最近的一次媒体会上给出了他们的回答。
PHINIA燃油系统中国区总经理杨宏勇先生
PHINIA,这家今年刚刚剥离于博格华纳的新公司,专注于喷射系统、可替代燃料技术及售后市场三大板块的业务,对未来发展依然充满信心。
谈及这次剥离,杨宏勇先生对AI《汽车制造业》记者说:“这次剥离创建了两家伟大的公司。博格华纳致力于电动化,包括电驱、电池、充电桩、热管理等。PHINIA则致力于喷射系统和可替代燃料,包括氢气、乙醇和甲醇等,同样前景可期。独立后,PHINIA能够更专注、更灵活地应对市场的挑战。当然,两家公司将共同走向碳中和,共赴美好的零碳未来。”
内燃机的未来如何发展?
衡量内燃机能效的最重要的指标是热效率。在20世纪50年代,发动机的热效率只有30%左右,在随后的五六十年中,内燃机的热效率逐步提升了10%左右,但目前业界最高的热效率仍不到50%。
一台发动机由几千个零部件组成,热效率的提升是一项庞大的系统工程,几十年来,新技术不断涌现,但不可忽视的是,它仍受制于材料和技术的发展。就当前的技术和性能而言,毫无疑问,内燃机的热效率还没有达到极限。当然,随着创新科技的持续进步,未来很长的一段时间内,如何进一步提升内燃机的效率并降低碳排放,还有很多潜力可以探索和挖掘。
“作为专注于喷射系统的供应商,PHINIA仍在积极研发新技术,为提升发动机热效率而不懈努力。比如柴油机方面的超高压共轨系统、近零泄漏喷油器、可标定喷油型线,汽油机方面的500bar燃油喷射系统等技术,都可以提升发动机的热效率,并大幅度降低颗粒物排放。”杨宏勇先生介绍说。
的确,PHINIA的超高压柴油共轨系统、500bar汽油缸内直喷系统、氢喷系统等先进技术,在内燃机市场中都具有非常强的竞争力。事实上,PHINIA现有的四大产品系列:汽油机/氢气喷射系统、柴油喷射系统、低压输油泵、碳罐,在全球均处于领先位置。这些产品的应用,广泛覆盖了乘用车、轻型厢式货车、运动型多用途商用车、重型货车、非道路车辆、航空航天、船舶以及工业等重要领域。
PHINIA的四大产品系列均处于全球领先地位
目前,随着排放标准的不断严苛,加上“双碳”战略的明确,这都是内燃机相关企业的努力方向,PHINIA也不例外。杨宏勇先生表示:“作为全球领先的喷射系统供应商,我们致力于提供先进的、不断优化升级的产品和技术来支持客户去满足日益严苛的排放法规。我们还提前规划了先期技术研发路线图,包含了潜在的各种可能性、满足将来法规要求的技术。我们通过支持不断的先期研发和投入,巩固PHINIA的行业领先地位。”
在很多往日的竞争对手陆续退出内燃机市场的情况下,PHINIA,正在通过更多创新,继续探寻内燃机的峰值奥秘,为诸多应用行业开创更高效的未来发展。
积极参与新能源汽车市场
当前,新能源汽车正处于高速发展阶段,其中混合动力占了相当的份额,预计2030年新能源汽车将达到50%的市场渗透率,其中插混对纯电的比例预计是50%比50%,PHINIA也在积极拥抱和响应市场需求。
相较于传统汽车,混合动力车型虽配有内燃机,但对其性能需求完全不同,具体来说主要有三个方面:第一,混合动力车型搭载的内燃机需要运行工况集中,更加关注发动机的最佳热效率点和最佳热效率区域;第二,混合动力车型搭载的内燃机需要有更小的尺寸,以便为整车布置带来更多空间;第三,混合动力车型搭载的内燃机需要更加安静,NVH性能要更好,以免在内燃机介入时给车内驾驶者、乘客带来负面体验。
针对这些需求,PHINIA推出了混动专用EMS系统,其中包括集成化的发动机控制系统和超高压500bar GDi 缸内直喷燃油系统,它不仅有着更低的系统成本,还能大幅提升燃油经济性和排放性能,这对混合动力车型至关重要。
目前,PHINIA利用技术优势,已经与长安汽车、理想汽车等车企就新能源车型开展合作。PHNIA在中国的两大技术中心和位于上海和烟台的两座工厂为包括这两家客户在内的所有中国客户提供有力支持。值得一提的是,上海工厂在过去的20多年中,创造了很多个第一:2015年在集团公司内第一个生产高压油泵;2016年在全球行业内第一个量产350bar汽油高压直喷产品;2022年行业第一个生产氢气发动机用喷嘴样件;2023年即将量产国内行业第一款汽油高压直喷500bar产品。本地化的研发和生产能力,也是PHINIA的优势所在。
杨宏勇先生还高兴地补充说:“随着中国汽车市场的发展,PHINIA中国研发团队也正在逐渐从服务本地市场发展到支持其他国家和地区的开发。我们的汽油EMS软件全球开发核心团队在中国,PFI燃油喷嘴和油轨的核心研发团队也在中国。我们在中国的研发优势,特别是在速度响应和低成本开发上具有很明显的优势,今后我们将继续不断创新,努力做到‘在中国,为全球’。”
奔赴零碳未来,氢能战略加速推进
PHINIA不仅在“减碳”方面做着努力,也在诸多方面不断探索“零碳”的未来和长期可持续发展。
2021年,PHINIA便开始统计、发布碳排放数据;2022年,PHINIA设计了碳减排目标;2023年,PHINIA碳减排项目正式启动。未来,PHINIA将继续推进可持续发展,助力零碳未来的实现。
PHINIA积极探索“零碳”发展
产品层面,一系列具有提高可持续发展潜力的可替代燃料,如天然气、乙醇、甲醇以及氢气等可替代燃料领域,都是PHINIA积极探寻的领域。
天然气和甲醇做为低碳燃料,是短期内降低车辆碳排放的有效手段之一,但二者也存在些许差异。天然气是气体燃料,体积密度低,需要燃料系统有更大流量的喷嘴,PHINIA在缸内直喷的喷嘴上采用外开设计以满足这样的流量需求;甲醇是液体燃料,且具有一定腐蚀性,PHINIA针对甲醇燃料系统的金属零件进行特殊强化处理,以提升产品的耐久性,完全满足终端客户的使用要求。
洞悉行业发展趋势,PHINIA视氢燃料为终极绿色能源。“尽管氢燃料在目前并没有大规模的商业化应用,但这并没有阻碍PHINIA在氢气燃料喷射系统领域的发展和前进。”杨宏勇先生表示。
据介绍,PHINIA现已拥有氢气喷射系统的全套解决方案,包含低压、中压、高压氢气燃油喷射系统解决方案、氢气内燃机配套零部件解决方案以及氢气内燃机控制系统解决方案。PHINIA已经为未来做好了相应的技术储备,并具备量产能力。
数据显示,截至2022年底,中国已建成加氢站310座,排名世界第一。到2035年,中国预计将建成10000座加氢站,并在未来持续快速增加。届时,PHINIA的氢燃料解决方案将有着非常广阔的用武之地。
内燃机,一个传统而现代的机器,似乎经历了一场闹市喧哗中的“涅槃重生”,最终同样走向了“零碳”的美好未来。
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