大趋势可不是从今年开始的
[汽车之家 技术] 美国一直是众人心中发动机,尤其是大排量发动机最后一片乐土,每年年底评选出的沃德十佳发动机大奖则是根据山姆大叔们的喜好评选的奖项。虽然称不上客观公允,但作为旁观者的我们,也乐于感受大洋彼岸那不存在的快乐。悲哀的是,如今他们也不得不向着环保大趋势低头,换言之内燃机的时代就这样落幕了。
两年前的早春,沃德十佳发动机大奖评选25周年纪念酒会上如期发布了当年的十佳评选结果。作为一家没有政府与行业背书,仅是媒体颁布的奖项走过了四分之一个世纪可喜可贺。与之前那些关注获奖名单的年份不同,在场报道的其他媒体注意力都被另外一个细节所吸引,这就是奖项名称的变化。
阴谋论者认为这是杂志社为了广开财路摆出的最优解,若理性看待背后的现状便不难发现这是内燃机时代最后的余晖。混动与纯电动站上舞台的开始,亦是内燃机谢幕的开端。
“坚信内燃机不死,大排量发动机有自己的天地”这一切美好的愿望都在2021年沃德大奖颁布的一瞬,如泡沫般破碎了。榜单中,不仅往昔的大排量自然吸气发动机消失不见,纯粹的内燃机动力总成竟只占一席。
2021年度沃德十佳发动机与动力系统 | |
发动机/动力系统 | 代表车型 |
宝马2.0L增压发动机与插电混动系统 | 宝马330e |
雪佛兰1.3L 3缸涡轮增压发动机 | 雪佛兰TrailBlazer |
福特3.5L V6混动系统 | 福特F-150 |
福特纯电动系统 | 福特Mach-E |
现代纯电动系统 | 现代KONA EV |
现代2.5L涡轮增压直列四缸汽油发动机 | 现代Santa Fe |
Jeep插电混动系统 | Jeep牧马人 |
Polestar极星纯电动系统 | Polestar 2 |
保时捷纯电动系统 | 保时捷Taycan 4S |
丰田燃料电池系统 | 丰田Mirai |
注:上述排名按品牌英文首字母顺序排列 |
混动与纯电动成为了如今舞台上的主角,要知道仅仅是6年前,他们还只是初登榜单的新人。是这些新能源系统飞速成熟吗?残酷而现实答案是因为美国人长久以来活在自己的世界中。如果说曾经的小排量增压趋势是缓慢占据榜单的长痛,那么这次新能源的全面获胜就是短痛。
2015年沃德十佳发动机评选 | |
获奖发动机 | 搭载发动机的车型 |
127kW电动机 | 宝马i3 |
6.2L OHV V8发动机 | 雪佛兰科尔维特Stingray |
6.2L 机械增压 OHV V8发动机 | 道奇挑战者SRT Hellcat |
1.0L 涡轮增压 DOHC L3发动机 | 福特嘉年华(海外版) |
100kW燃料电池动力 | 现代ix35 Fuel Cell(海外版) |
1.5L 涡轮增压 DOHC L3发动机 | MINI COOPER |
3.0L 涡轮增压柴油 DOHC V6发动机 | Ram 1500 EcoDiesel |
2.0L 涡轮增压 DOHC H4发动机 | 斯巴鲁WRX |
1.8L 涡轮增压 DOHC L4发动机 | 大众高尔夫(海外版) |
2.0L 涡轮增压 DOHC L4发动机 | 沃尔沃S60 |
乐观的说,今年的榜单中内燃机仍旧扮演着重要的角色,这已难能可贵。抱着这样的想法,看看到底他们凭何打动评委,新能源系统又是如何催古拉朽的,也是一场不容错过的精彩表演。
不再“纯粹”的宝马与“不平衡”的雪佛兰
● 宝马2.0L增压发动机与插电混动系统
一句话点评:面对严苛的排放要求,动力也有随叫随到!可惜目前国内买不到。
宝马有两款动力系统出现在了入围名单里,一个是B58(3.0T)+48V混动,这套动力系统在19年和20年都获得了十佳奖项,另一个是一个是B48(2.0T)+PHEV插电混动,最终让评委们贴满小红花的是排量更小后者,让评委感动的除了经济性和丝滑的动力衔接配合,还有在满电或亏电的状态下330e都可以给人符合预期的动力体验,“它开起来真的很快,运动模式下就像一台优质的纯电动车一样”。
宝马2.0T PHEV动力系统 | |
排量(mL) | 1998 |
气缸排列形式 | 直列4缸 |
缸盖/缸体材料 | 铝合金 |
发动机最大功率(Ps) | 184 |
发动机最大扭矩(N·m) | 300 |
电机最大功率(Ps) | 108 |
电机最大扭矩(N·m) | 120 |
最大综合功率(Ps) | 292 |
最大综合扭矩(N·m) | 420 |
电池容量(kWh) | 12 |
电机位置 | P2(发动机与变速箱之间) |
纯电续航里程(km) | 66 |
特有技术 | XtraBoost、VANOS、Valvetronic |
2.0T B48发动机bimmer应该很熟悉了,在去年还进行过一版技术升级,最大功率184Ps,配合最大功率108Ps的电机,最大综合功率292Ps。混动结构属于P2结构,即电机在发动机和变速箱之间,电机的最大功率为330e的0-100km/h官方成绩是5.9s,在车速109km/h以下可以使用混动模式行驶,纯电模式下设定的最高车速也非常有吸引力,可达到140km/h。
宝马在这套混动系统中提供了一个名叫XtraBoost的模式,粗暴解释就是在你想爆发的时候“多给你”40Ps,类似于极品飞车的空格键“氮气加速”,最长可以保持10秒,其实这40Ps是被包含在上面的292Ps中的,不过可以在快速踩下油门的时候可以更直接更快的爆发出来,相比纯燃油车,多了一分和纯电动车“较劲”的资本。
● 雪佛兰1.3L 3缸涡轮增压发动机
一句话点评:麻雀虽小五脏俱全,当然前提你不嫌弃气缸数量。
日益严苛的排放标准促使内燃机的排量随之变小,同时在此过程中各路混动技术应用的比例增高,所以在沃德历年的榜单里非混动的小排量动力系统并不多见,近几年小排量上榜发动机也多为日韩系产品,而今天通用系的1.3T发动机上榜十佳可谓有点超预期。
雪佛兰 1.3T(ECOTEC系列) | |
排量(mL) | 1341 |
气缸排列形式 | 横直直列3缸 |
压缩比 | 10.3 |
缸盖/缸体材料 | 铝合金 |
发动机最大功率(Ps) | 155 |
发动机最大扭矩(N·m) | 236 |
特有技术 | 主动热管理系统 |
虽然搭载这款1.3T发动机的车型雪佛兰Trailblazer大家可能感觉陌生,但这台发动机在国内服务的车型大家应该都熟悉,雪佛兰创酷和别克的昂科拉等,都是这款1.3T配CVT变速箱的组合。最大功率为155Ps,最大扭矩 236N·m,除了在动力和经济性方面做平衡之外,这台发动机在NVH表现和更好的排放控制上加入了一些细节的设计。
热效率和热管理是当前内燃机优化的重点,这台1.3T发动机配有主动热管理系统,冷却系统中有球阀模块,可实现电控双分流水路,在冷启动时首先在缸盖进行局部暖机,温度上升一些后再整体暖机,同时还可以让发动机与变速箱进行热交换,精准控制,让动力系统更精准快速达到最佳工作温度,利好经济性和排放水平。同时喷油压力也采用了350Bar的高压系统,雾化更好,让燃烧更充分提升热效率。
技术的积累总是要有一个直观的结果,用沃德评委的话说就是“如果不说明,没人会知道它的发动机只有3个气缸!”。当然,一个好的结果不一定有成正比的市场表现,要想销量好,方方面面都要被认可,比如在国内气缸数量这个话题……
混动皮卡遇上混动精神图腾
● 福特3.5T混动
一句话点评:除了开大皮卡本身的开心,还多了省油的乐趣。
沃德的评价里少不了美国本土选手,不过近年来获奖的排量数字也大幅减少,毕竟2019年的沃德十佳动力里还有福特的5.0L V8发动机,而此次获奖的福特F-150的3.5T发动机已是今年十佳中的最大排量。
福特3.5T PowerBoost混动系统 | |
发动机排量(L) | 3.5 |
气缸排列形式 | V型6缸双涡轮增压 |
发动机最大功率(Ps) | 381 |
发动机最大扭矩(N·m) | 672 |
电动机最大功率(Ps) | 47 |
电动机最大扭矩(N·m) | 101 |
电池容量(kWh) | 1.5 |
新的3.5T发动机+电动机的混动系统让去年发布的全新F-150成为史上最高效的有内燃机的标准尺寸F-150,428Ps的综合最大功率也打破了F-150标准版车型有史以来最高的记录,要知道这可是超过了之前的V6和V8车型。当然除了功率绝对值,混动电机对于行驶体验上的好感也有一些帮助,中途再加速能力也比之前的燃油车型反应更敏捷。
混动系统的电池容量很小,只有1.5kWh,纯电模式行驶支持最快可以开到56km/h,想象一下你开着硕大的皮卡夜晚回家或驶入一些小巷,无声无息的滑过,也是种很有反差的体验。而这不大的电池与发动机的配合给皮卡爱好者最大的利好就是不到10L/100km的油耗。
美国EPA的测试标准下油耗为9.4L/100km,如果路况好且用更经济的方式驾驶甚至能在8L/100km甚至更低。另外这款混动的F-150还可以选装对外输出的电源插座2.4kW和7.4kW两种功率,分别可以提供120V 20A和240V 30A的供电,可以把皮卡常用场景体验最大化。
● 福特纯电动系统
一句话点评:情怀+网联+电动化后,图腾还是图腾。
福特野马一直是美国人的精神图腾,它就好比是BJ212对于中国越野人的意义。然而今天的野马却同样向电动化趋势妥协了。没有V8,但野马的LOGO依然存在。如果追究它入围的原因,多少有情怀分。
福特Mach-E标准版动力参数 | |
电机最大功率(Ps) | 270 |
电机最大扭矩(N·m) | 430 |
电池组容量(kWh) | 70 |
EPA纯电续航(km) | 370 |
而根据美国官网的消息显示,Mach-E GT版车型0-97km/h的加速时间为3.5s,这样的加速体验绝非5.0L汽油机能够带来的,这也是让评委们一见倾心的根本。电动化时代,加速变得简单。而为了照顾人们对5.0L的怀念,特有的声浪音效也被纳入到车载系统内。
情怀+性能的组合很容易换来好感,但在网联化背景下,如果单纯消费IP只能是昙花一现,显然福特深谙这一点。全新的电子电气架构带给了Mach-E无限可能,在现如今的大环境下,外观、性能纵然很重要,但智能座舱与智能驾驶已逐步成为人们的购车决策。
对于福特来说,Mach-E是首款纯电动车型,它的问世似乎慢了不止一拍,看着对手们开枝散叶,福特一出手即是情怀,而根据相关消息显示,截止至7月它在北美的销量已达到12975台,已遥遥领先于竞争对手的燃油产品。但不知道当情怀的热度散去,人们真正冷静开始审视它的时候,销量又会如何?也许不久之后的中国市场将给出答案。
● 现代纯电动系统
一句话点评:韩国欧巴真可怕,前十里面竟有俩。
在足球场上三个进球由同一名球员打入,我们称之为帽子戏法。而在沃德十佳动力评选中,现代KONA EV(国内为昂希诺 EV)再次入围,实实在在上演了帽子戏法。我们也很纳闷,作为一款韩国车,它为何会一而再再而三的获奖。
在北美,德系、日系、美系一直呈三国鼎立,韩系就像是三国中后期的孟获,夹缝中求生存。而看到评委们对于现代KONA EV的评价我们似乎了解了制胜法宝之一——续航,续航,还是续航!几乎所有的评委都肯定了这款车载续航里程上的表现。
现代KONA EV动力参数 | |
电机最大功率(Ps) | 低功136/高功204 |
电池组容量(kWh) | 低功39.2/高功64 |
续航里程(km) | 低功304/高功483 |
续航里程取胜的秘诀并非来自于电池组,64.2kWh的电池组容量并不高。相比于一味地的堆砌电池容量,如何有效节能显得尤为重要,这就要说到KONA EV的动能回收,而这也是本次评选被评委们多次提及的制胜法宝。
命运总是爱跟人开玩笑,所谓成也萧何败萧何,因电池缺陷导致电池内部短路,现代汽车也召回了2017年9月至2020年3月之间制造的25564辆KONA新能源。而即便如此,现代也并未停止在北美销售该车型。从相关事件报道中也不难看出这款车之于北美就好似宏光之于我国,而这或许也是它能蝉联“沃德十佳”的另一个主要原因——价格。
消费者不是傻子,物美价廉都是大家向往的。在北美综合相应的补贴后,2万多美元的售价相比本土的特斯拉,更加倾向北美的贫民阶层,这或许是它的成功秘笈。但反观在我国,纵然是因换电池供应商为宁德时代而未出现重大安全隐患,昂希诺 EV的销量却与北美有着天壤之别,虽然续航达到了500km,但花费17-20万购买一台小型纯电SUV,显然有点对现代品牌“过于忠诚”了。
说过仅存的韩国人与吃草的牧马人
● 现代2.5L涡轮增压直列四缸汽油发动机
一句话点评:最后的倔强令人兴奋,仔细一瞧竟然是韩国人。
相比一片电动化的大背景,现代Santa Fe的2.5L直喷涡轮增压发动机上榜可谓是难能可贵。最大功率281马力/5800rpm,峰值扭矩422N·m/4000rpm,与之配备的是8挡双离合变速箱。这套动力总成的出现用来取代之前的2.0T发动机,功率提升了18%。
现代2.5T动力参数 | |
最大功率(Ps) | 281 |
最大扭矩(N·m) | 422 |
变速箱类型 | 8速湿式双离合 |
有趣的是在北美生产销售Santa Fe在提供2.5T+8挡双离合动力总成的基础上,还提供了2.5L搭配8速自动变速箱以及1.6T涡轮增压发动机,搭配18马力起动电机和60马力电机的混动系统。看来现代在北美市场并非孤独一掷,仍然做着多手准备。
● Jeep插电混动系统
一句话点评:当史泰龙也开始吃素的时候,他得到了一些,也失去了一些。
一位老者指着我的途达问道:这车开着如何?这是一幅潜客咨询车主真实评价的画面。但随后他的话引起了我的思考——2.5L的排量确实肉了点,你说原来那种4.0L的“霸道”怎么就买不到了呢?
无论是全球还是在我国,从最初的小排量增压化到现如今的新兴能源,政策、法规的天平无一不在像节能的大方向倾斜。而在消费者心中,一台硬派SUV排量的降低似乎就代表着性能的缺失。然而,随着沃德十佳发动机名单的公布,新能源硬派SUV的时代似乎已经来临。Jeep牧马人 4xe PHEV 2.0T的发动机赫然在列(下文简称牧马人PHEV),作为硬派SUV市场的鼻祖,相比普拉多、陆巡、途乐宁死不降,牧马人PHEV更像是彻彻底底的妥协,作为汽油机以及大排量越野车的拥趸,当Y61、LC76走向没落,我不知是该欣喜于科技的发展还是该落泪于时代的更替。
图腾倒下是否就意味着性能的缺失?其实从牧马人PHEV或将不难看出,市场为经典做出了选择。如果以我国用车成本为例,拥堵的用车环境致使让人肉疼的油耗,4.0L发动机每年高昂的车船税,这些都不是一般家庭能够承受的。如果在保障越野性能的前提下,降低用车成本,相信市场会给出答案。
牧马人PHEV发动机参数 | |
发动机代号 | 6 |
发动机排量(mL) | 1995 |
发动机最大功率(Ps) | 375 |
最大扭矩(N·m) | 637 |
电池组(kWh) | 17 |
EPA纯电续航(km) | 40 |
从相应的零配件使用与布局不难看出,牧马人PHEV更多的是照顾城市工况下的行驶,以此来获得更好的燃油经济性与驾乘感受。你可能会问为何不妥协得彻底一点,直接用P4电机多好。事实上作为一台面对法规“妥协”的产物,显然要在成本与性能之间做取舍。由于非承载+整体桥的结构,P4的出现显然会影响车辆后部的底盘布局,从而影响通过性。而如果想要兼顾通过性,整个机械与电子零部件就要重新布局了,而这又牵扯到了成本。所以我猜测综合多方因素考虑,这样的牧马人PHEV才是最优的。
由于电机仅承担了车辆启动与纯电行驶,牧马人精髓的越野并未被“新能源”化,所以除了更加照顾城市拥堵的工况,牧马人PHEV还是那个可以“野”的马,新能源的出现并未影响到它的根本。
得益于eTorque技术进一步升级,我们从评审团的只言片语中知晓了牧马人PHEV得奖的奥秘。评委们对这套动力系统在纯电模式下的NVH给予高度认可,更有人谈到113km/h巡航时发动机并未启动,完全靠电行驶。以上种种对于“马粉”来说是一种全新的认知。
● Polestar极星纯电动系统
一句话点评:开过的人都表示驾驶感受不错,各方面可以正面刚特斯拉Model 3,除了销量。
Polestar是此品牌首款纯电动车型,也是国内能买到的优质电动车之一,特斯拉Model 3的强劲对手之一,基于CMA架构打造,搭载前后双电机四驱纯电驱动系统,综合最大功率为407马力,最大扭矩为660牛·米,0-100km/h加速时间为4.7秒。它诞生于浙江的路桥工厂,目前国内售价25.28-33.80万元。
Polestar 2 | |
驱动类型 | 前后双电机 |
最大功率(Ps) | 408 |
最大扭矩(N·m) | 660 |
电池类型 | 三元锂 |
电池能量(kWh) | 72 |
快充时间(小时) | 0.55 |
NEDC续航里程(km) | 450 |
Polestar 2是本文章我们为数不多全面测试过的车型,国产版容量为72kWh,电池组来自于宁德时代,NEDC续航里程为450公里。
在我们的测试中让人印象深刻的就是优秀的重心设计、清晰丰富的路感反馈,如果你喜欢驾驶一定会喜欢的那种感觉,并且提供3种不同的转向模式,并且之间的差异明显,适合不同的驾驶喜欢和心情。汽车之家测试内容请点击:为了驾驶而生 测试Polestar 2 首发版
除了勒芒,保时捷与丰田也在厮杀
● 保时捷纯电动系统
一句话点评:
对保时捷的产品获奖,我们毫不意外,或者说更期待看见德国人下一次会掏出什么超越以前自己产品的新家伙。
时代的浪潮下,再顽固的家伙也难以独善其身。曾经专注于打造911王朝的保时捷,也得为了生存推出入门小跑车,以及“乏味的”SUV车型。虽然一次次的被忠实拥趸以及媒体们喷得体无完肤,但市场销量又无数次的证明了真香定义。Taycan以及它搭载的纯电动系统,就是德国人新世代的掌上明珠,与那些才将精力转投纯电动的老车企们不同,保时捷对纯电动的爱可谓是天生的。
保时捷Taycan 4S电动系统 | |
电机类型 | 永磁/同步 |
最大功率(Ps) | 530 |
最大扭矩(N·m) | 640 |
电池类型 | 三元锂 |
电池能量(kWh) | 79.2 |
快充时间(小时) | 1.55 |
慢充时间(小时) | 8 |
NEDC续航里程(km) | 407 |
“无论它是什么车,首先得是一台保时捷”,德国人对于性能的执着深入骨髓。这里的性能不仅是曾经的加速与操控,可以拓展的理解为要全方位的碾压对手。和养孩子一样,想要赢在起跑线上就得努力,所以保时捷为此打造出了J1平台。
即便开发输入要求中已经包含了底盘尽可能低的需求,后续工程师还是加入了另外一项——提供尽可能多的续航里程这样看起来有些自相矛盾的目标。别忘了,对于一台五门四座的车型,还要顾及车内空间。“足够迅猛,同时满足实用需求”这最终也成为了Taycan赢取沃德评委芳心的重要因素。
动力系统永远是打造一台车的灵魂之一,内燃机时代核心是发动机,纯电动时代是电机。就像是创始阶段,费迪南德·保时捷先生环顾四周找不到理想车型,于是打造911一样。今天保时捷的工程师环顾四周,发现没有满足他们需求的点击,于是德国人又亲自上阵,完成了永磁同步电机的开发。
为了保证加速水平以及降低能耗,后桥上配备了两挡减速器,最高能支持16000rpm转速,起步阶段会用一挡保证加速水平,当速度达到标准时切换为二挡。如果使用ECO模式,那么减速器会尽可能的多保持在二挡。
与燃油车不同,纯电动车型最大的痛就是能源补充。好吧,说人话就是充电慢,德国工程师深表同意。于是他们搬出了800V快充系统,15分钟解决战斗的速度虽然仍旧没法和燃油车抗衡,但与一众纯电动对手相比,仍旧是傲视群雄的存在。
● 丰田燃料电池系统
一句话点评:有了普锐斯的大获全胜,谁又敢小看今天的Mirai?
日本人的执着是世界闻名的,当所有人在内燃机时代搏命时,他们醉心于混动。当纯电动成为浪潮时,他们躬身举出了燃料电池的答卷。所有人都不看好的技术,只要不断突破极限并持之以恒,终有得到认可之时。曾经被嘲笑的普锐斯,如今在美利坚的国土上都随处可见,谁说今天少见的Mirai,就不能成为明天的未来?
丰田Mirai动力系统 | |
电机类型 | 永磁/同步 |
电机布置位置 | 后置 |
最大功率(Ps) | 185 |
最大扭矩(N·m) | 300 |
电池类型 | 锂离子 |
电池能量(kWh) | 1.24 |
能源类型 | 氢燃料 |
NEDC续航里程(km) | 647 |
以氢气为燃料的,在燃料电池中,氢气在催化剂的作用下与氧气发生化学反应产生电能。“燃烧”之后的氢气会变成水,反应过程理论上是无污染的。这样的工作原理足够纯粹与环保,这也是评委们对它抛出橄榄枝的原因。
传统燃油车的储能机构是油箱,燃料电池的储能机构是高压储氢罐,它采用了碳纤维材质制造。充满一次氢气约需3-5分钟。没错,这和燃油车加注燃油的时间几乎一致,零污染,用起来没负担的燃料电池才是真正的未来新能源车型。
更让美国评委们认可的是丰田对于技术的开放程度,2015年日本本土上市后,丰田随即公开燃料电池专利,这对于推动全球相关产业的发展无疑是积极的。丰田的动作也影响到了对手,2015年的时候,同样在美登陆的现代就将Tucson FCV车型的价格下调了43%,对于评委们而言,这样的实惠显而易见。
写在后面的话:
作为极具地区特色的奖项,每年的沃德发动机大奖评选绝称不上全球车企研发趋势的风向标,更像是老美们自娱自乐的民间春晚。一直以来,在那片油价比水贵不了多少的国土,加上文化的传承,成为了大排量发动机最后的乐土。不过随着法规的不断严苛,获奖发动机也呈现出了整体排量缩小,混动占比增加的情况。直到今年,纯电动与混动成为了与内燃机分庭抗礼的存在。这是一个时代的落幕,也是另外一个时代的开始。(文/图 汽车之家 汪淼 李响 唐朝)