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为什么很少听说柴油混动汽车?

题主想问的应该是乘用车的柴油混合动力,所以在回答里就不涉及货车、公交车以及工程车辆了。

今时今日,即使已经有了柴油混合动力乘用车(PSA 3008 HYbrid4,C300 BlueTEC etc.),这仍然是一个有趣的问题,我们不妨把题目稍作修正,讨论一下“为什么柴油混合动力没有汽油混合动力流行”。

高效率的柴油机加上节油的混合动力技术,如此强强联手是很多技术迷的美好遐想。单从动力系统燃油经济性的角度来看,将柴油机和混合动力结合有着极大的诱惑力:柴油机擅长在公路巡航时发挥其高效的热效率、而混合动力可以在城市内频繁起停的工况通过使用电动机来节约油耗。

然而事实却是柴油混合动力并没有汽油混合动力应用广泛。原因有三:

1. 油耗优化空间有限。这一点和 @一个kebab 回答
观点一致。

    • 相较于汽油机25-30%的有效热效率,柴油机本身的热效率就可以达到35%。在同样的混合动力构型下,匹配柴油机所能够获得的提升比汽油机要少的多,但是增加的电机、电控成本可一点也没有减少。

2. 柴油机成本更高。

    • 柴油机的制造成本比汽油机要高15-20%。
    • 柴油机自身的重量也要比汽油机重,这带来了额外的燃油消耗。
    • 柴油机比汽油机有更高的颗粒物排放,由于排放法规的限制,柴油机所需要的排放后处理装置比汽油机的更为昂贵。
    • 不同于欧洲,在美国柴油比汽油贵。因而美国市场柴油乘用车的接受程度无疑会更低。

而在此基础上还要再匹配混合动力系统。使用柴油机所省下的油耗是否换的回这套动力系统的造价?各大厂商定然要三思后行。

3. 技术上并非完美匹配。

    • 后处理对排气温度的需求。柴油机后处理系统SCR的正常运行,需要排气温度达到200℃以上来满足催化剂的反应条件。然而在城市工况,混合动力辅助发动机频繁地起停,在这样的工况下,发动机难以保持较高的排气温度。
    • 扭矩的特征。现在大厂的汽油混合动力方案中,汽油机多采用阿特金森循环来达到更高的热效率。在阿特金森循环下发动机在低速时扭矩非常小,这时电动机的低速大扭矩特征无疑很好地弥补了这一弱点。然而柴油机在低速时就有着大的扭矩,在这一工作区域并没有如阿特金森循环汽油机一样与电动机形成互补。

当然,技术上的问题都可以通过增加成本来解决。催化剂的问题,可以使用晚喷的策略或者增加电热器来快速提高催化剂反应温度;扭矩的问题,一,可以增加齿轮来改变发动机工作区域;二,可以如3008和DS5的方案在前轴使用发动机,后轴使用电动机,分别应对不同的工况;三,甚至可以给柴油机增加可变气门相位技术来给柴油机实现阿特金森循环。……但这是否值得呢。

工程就是这样,不仅是追求单方面的极致,更是寻求多方面的妥协。或许在未来,当天平继续倾向更低的油耗标准,我们会看到更多的柴油混合动力乘用车出现。

来源:知乎 www.zhihu.com
作者:姚昌晟

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