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电动涡轮增压技术，让内燃机再次强大起来｜乜都知
逻辑非车 2019-12-26 09:39:21
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今年10月，全球新能源车累计销量突破了700万大关。从销量占比上看，纯电动车和插电混动车是绝对的主力，累计总量分别达到468万辆以及234万辆，占比达到66.6%和33.2%，
但从中国市场——全球最大的新能源市场——的情况来看，形势似乎不太乐观。自今年7月份开始，新能源车就开始了连续5个月的下滑。到了今年11月，国内纯电动车销量同比下跌28%，插电混动车更是下跌了64.6%。
相比之下，那些能摆脱充电桩依赖，同时又能提供更好驾驶品质和燃油经济性的油电混动车型，受到越来越多消费者的认可。今年1-11月，油电混动车累计销量超过26万辆，月均增速达到了35%！发展势头已远超传统新能源车。
而除了我们熟悉的HEV（如丰田、本田混动车型）、MHEV（48V轻混系统）之外，其实还有更多的混动解决方案。
就如著名涡轮增压器厂商盖瑞特（Garrett）最近发布的电动涡轮增压技术。这是涡轮增压与电动化技术的一次创新整合，进一步深挖了内燃机的潜能。
提起“电动涡轮”，你或许会想起某宝几百块钱一个的“电子涡轮增压器”，但盖瑞特的这项新技术与那些“土制”产品有着根本的差别。
为了更清楚地介绍这项技术，有必要再次重温涡轮增压的技术原理。
常见的涡轮增压系统，主要由涡轮机和压缩机组成。来自气缸的排出的废气会推动涡轮旋转，与涡轮同轴的叶轮会随之转动，从而将新鲜空气压缩进气缸内，让气缸进气量增加，动力就随之提升。
与自然吸气发动机相比，涡轮增压发动机能用更小的排量实现更强的动力，这固然是好事，但也存在一定的弊端，涡轮迟滞就是最明显的一点。
由于涡轮机需要靠废气推动，当发动机转速较低，排气量不高时，由废气推动的涡轮转速不足以提供有效的增压力，与此同时，涡轮叶片也会对发动机进排气形成一定的阻力，在涡轮达到有效工作压力之前，发动机动力响应会比同排量自吸发动机迟缓。
在实际驾驶过程中，涡轮迟滞会对行驶舒适性造成较大影响，尤其对于一些排量不大，但车重较大的SUV车型，往往会出现“轻踩油门车不走，深踩油门一脚窜”的情况。
要解决涡轮迟滞的问题，普遍的解决方案有两种。一是增加发动机排量，在低转速时排除足够多的废气；二是采用轻量化的小尺寸涡轮，以便涡轮叶片更容易被废气推动。
第二种方法虽然符合发动机小型化的趋势，也被大多数厂家所采用，但同时也产生了另一个问题——涡轮效率高了，但增压承受力下降，最大功率的发挥受限。
格瑞特的电动涡轮技术，就是为了彻底解决涡轮迟滞问题而生，当然，它的强大之处不仅限于此。
所谓电动涡轮，其实基本工作原理和普通涡轮增压器类似，同样是拥有涡轮机和压缩机，只是在两者之间加入了一台小型高转速电机。当发动机转速较低不足以推动涡轮时，其电机就会介入工作驱动涡轮，并且可以在怠速状态下就让涡轮建立正压。
电动涡轮增压技术结构并不复杂。
而当发动机排气量足以推动涡轮转动时，电机就会退出工作，让废气涡轮发挥其应有的工作效果，同时避免了电机在高转速时效率下降的问题。
盖瑞特的电动涡轮技术主要应用于48V轻混车型上。大家都知道，目前主流的48V轻混技术都是将电动机放置于发动机皮带位置，理论上能起到辅助驱动、动能回收、优化行驶品质等作用，但由于电机功率过小，对油耗和动力的实际优化并不明显。
如果将功率相近的电机用于驱动涡轮叶片上，则显得绰绰有余，甚至能起到四两拨千斤的效果。
盖瑞特官方的测试给出了有力的证据。他们曾在一台搭载1.6L柴油涡轮增压发动机的本田思域上换装了自家的电动涡轮增压器，可将最大扭矩转速从原来的接近2000rpm降至1400rpm以下，达扭时间缩短了30%。
除此之外，由于有了电机的介入，涡轮机可以选用尺寸更大、强度更高的涡轮叶片，有效提升发动机的动力性能。一台搭载盖瑞特电动涡轮的阿尔法··罗密欧的4C跑车，能实现200Kw/L的最大升功率，以该车1.7L的排量折算，最大功率可到340kW！相比之下，阿尔法·罗密欧4C原厂功率也只有174kW，那是接近2倍的差距！
在节能减排方面，电动涡轮增压器可以在收油时利用废气能量实现动能回收，从而更好地与电动化车型整合。在欧洲WLTC循环排放测试中，搭载电动涡轮增压的车型也可以实现17%的尾气排放。
也许你会有这样的疑惑，电动化已成为汽车发展的大方向，即便纯电动车短期内难以成为车市主力，但至少也应该力推电动化程度更高的插电混动或油电混动车型，而像电动涡轮这样电机参与程度较低的电动化技术，还会有发展机会吗？
事实上，插电混动和油电混动车技术是一项门槛较高的电动化技术，并不是每个厂家都能做好。
油电混动不用多说了，已被丰田本田两家垄断，而即便是最多厂家涉足的插电混动，真正能做到高效、便捷并且带来比燃油车更好体验的车型还是寥寥无几。不少插混车型在电量充足时确实能做到低油耗，但在匮电时油耗却别同排量的燃油车还高，而且驾驶平顺性还大打折扣。
电动化虽然是趋势，但能真正做好电动化的车企占比依然不多。既然如此，何不从最基础、最浅层的电动化入手，充分发挥内燃机的实力？
涡轮增压发动机已成为最主流的动力形式，据统计，在传统内燃机汽车范畴内，涡轮增压技术的渗透率已达到55.7%（据盖世汽车研究院数据）。从涡轮增压技术入手进行电动化，无疑是普及电动化技术的有效途径。
尽管电动涡轮技术的电动化程度不高，对油耗的优化有限，但胜在结构相对简单，无需复杂的机电耦合结构，对于混动技术储备薄弱的车企而言无疑是一个好选择。更重要的是，在动力性能方面，电动涡轮技术会比目前逐渐普及的48V轻混技术更为显著，这给消费者带来的体验感是最为直观的。
实际上，除了格瑞特之外，像博格华纳、BMTS（博马科技）等零部件供应商都正在电动涡轮技术上发力，这项技术能否大量普及依然是未知数，但可以肯定的是，在电动化大潮之下，传统内燃机依然大有可为。
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