今年5月25日,长城汽车发布声明称其于4月11日向生态环境部、国家市场监督管理总局、工业和信息化部递交举报材料,就比亚迪秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i两款混动车采用常压油箱,涉嫌整车蒸发污染物排放不达标的问题进行举报。而比亚迪也做出了回应,称其使用的常压油箱有专门的专利技术,即使不使用高压油箱也能够满足污染物排放要求。
事件回顾
油箱门事件至今发酵已经快五个月。我们先简要回顾一下事件的经过:
4月11日长城汽车向国家相关部门提交举报材料;
6月初,比亚迪车主相继爆出自己的车辆被后台OTA启动发动机频率明显增加;
6月25日,国家生态部介入调查。
8月17日,中央纪委国家监委网站消息显示,工业和信息化部装备工业发展中心副主任郑贺悦接受纪律审查和监察调查。
事情发酵至今网上不断产生质疑的声音,有网友认为结果出来也不会公布,毕竟比亚迪发展势头正猛,国家汽车工业需要一个崛起的比亚迪,踩急刹车不合适。也有网友认为,比亚迪的常压油箱技术相对高压油箱而言并不能完全符合要求,如果可以为什么其他车企弃而不用。事情发展至今我们从技术角度看看,比亚迪混动车型使用常压油箱技术可行性有多高?本文章篇幅有点长,感兴趣的话耐心看完哦!
高压油箱是不是必选项?
长城汽车举报比亚迪两款DM-i车型涉嫌蒸发污染物排放不达标的一个重要争议点是其插电式混动车型使用了同行都没有使用的方案—常压油箱。而使用了常压油箱后最大的好处就是成本可下降约1000-1500元/台车,按照比亚迪秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i两款车的销量来看,节约成本相当可观!那么问题来了,长城汽车主张的插电式混动车使用高压油箱是必选项吗?国标GB 18352.6条款只对蒸发污染物排放规定了限值0.7g/test,并没有规定方式,也就是说标准要求以结果为导向,只要能达到要求无论是常压还是高压油箱均可。很多人会有疑问,既然常压油箱能够降低成本为什么别的车企不用,混动车使用常压油箱是一种技术难度很高的方案吗?想要解开这个疑惑,我们先看看为什么插电式混动车大多数都使用高压油箱。
高压油箱要解决什么问题?
常温下油箱中的燃油会挥发出碳化氢气体,该类气体进入空气后会对大气产生污染,挥发程度与温度成正相关。因此,燃油车会在油箱后方加一个碳罐,吸收燃油挥发的蒸汽,在发动机启动时又会通过发动机燃烧室负压吸收碳罐的汽油蒸汽完成脱附,最终保证污染物不会因为碳罐饱和泄漏到大气中。
总的来说只要车辆发动机在动,脱附时刻在进行,特别是在车辆低速和怠速的情况下,燃烧室内负压最高,脱附效率也最高。燃油车除了个别的大排量车型需要额外增加增压设备以保证碳罐的脱附外,靠发动机吸附清理碳罐保证污染排放满足要求并不难。但是该类情况对于插电式混动车辆就很难做到,拿比亚迪的DM-i系统来说,发动机只有在电池亏电或者高速的情况下才会启动实现脱附。而对于部分常用在市区又有家充的用户来说,发动机能够启动的机会少之又少,即使启动了为保证发动机的燃油高效率实现亏电3.8L/百公里的超低油耗,燃烧后发动机燃烧室内真空度不能太高。最后的结果是,发动机对碳罐的吸附效率低而且吸收时间少,对于基本把插电式混动车当电车用的用户,更加没有脱附可言。
常压油箱的两种使用情况
为了解决这个问题,对于插电式车型车企一般都会采用非整体仅控制加油排放碳罐系统,简称NIRCO,非整体指的就是把发动机排除在了考虑在范围以外。该系统设计有特定的碳罐、油箱隔离阀、加油管、油箱盖、泄漏诊断模块以及控制策略,是一整套方案。这套系统的控制逻辑就是把蒸发的汽油蒸汽“憋”在油箱内,一般常压油箱可以承受压力为4kpa-10kpa,而高压油箱可以承受30kpa以上的压力,等压力达到一定程度时,根据运行工况隔离阀(FTIV)才打开让让发动机消耗蒸汽和对碳罐进行脱附,避免发动机长时间不启动碳罐饱和或者油箱压力过高,一般高压油箱为金属材料,常压油箱为树脂塑料。
高压油箱原理
常压油箱
比亚迪DM-i是怎么做的?
高压油箱通过“憋”气的方法从泄漏源头解决了问题,缺点是提高了整车的制造成本。在国六B实行的大环境下,史上最严格的排放要求使用高压油箱是最稳妥的解决办法。而比亚迪使用的却是常压油箱。
比亚迪通过三个专利实现插电式混动车辆的常压油箱:
2014年3月申请的专利名为“混合动力车辆的蒸发排放控制方法、装置及混合动力车辆”(公开号CN 104929818 A)。
2020年6月申请的专利名为“用于混合动力车辆的控制方法、控制装置及混合动力车辆”(公开号CN113815599A )。相当于是2014年申请的升级。
专利主要内容说的是通过碳罐的吸附模型和传感器数据,能够做到在未启动发动机时也能够预估碳罐吸附量,在碳罐趋于饱和之前自动将车辆的运行模式从纯电动切换为混合动力模式,实现及时脱附碳罐,避免了碳罐过载导致燃油蒸汽泄漏。
2021年3月申请的专利名为“油气管理系统及具有其的车辆”(公开号CN115139780A),该专利概括说的意思就是通过冷却系统降低油箱内温度,减少燃油蒸汽的蒸发。
通过公开的专利我们可以知道,即使是在EV模式下,只要系统判定达到发动机启动标准也会启动发动机。查阅车辆使用说明书上也有相关的说明,分析到这里想起前期热度高时很多人都说自己的车辆被后台OTA后在EV模式下发动机也启动,笔者认为自媒体蹭热点的嫌疑更大。车辆经历了长时间纯电模式行驶约6天后,蒸发物控制系统就会短时启动发动机,快速完成汽油蒸汽自由脱附,而用户在这个过程中几乎是无感的。
比亚迪关于EV启动发动机的说明
也许有人会问,那为什么要开发常压油箱技术,而不选择大家都用的高压油箱?这个问题就不用解释了。没有常压油箱,又何来9.98万的冠军版呢?
比亚迪常压油箱技术可靠性如何?
从技术层面上来看,对于比亚迪的这种控制方式常压油箱相比高压油箱而言,不能说一定,但基本上是大概率的能够实现燃油蒸汽的控制。原因有:
1、该系统高度依赖模型、传感器及控制算法,做程序的都知道,控制算法优化需要长时间去适配各种使用工况,而工况是多样化的,而算法的改良依赖问题的反馈升级,在此过程中不排除个别车辆会出现排放超标的情况。客观上说控制式的常压油箱效果能够无限接近于高压油箱。
2、比亚迪常压油箱比高压油箱多出了传感器为电子式传感器,电子类部件越多,可靠性越低,传感器故障就有可能让车辆无法准确评估碳罐的状态。而高压油箱的燃油隔离阀(FTIV)即可电流开启也可靠压力被动开启,在高压下油箱内燃油也会停止蒸发。所以说高压油箱可以彻底的解决排放的问题。
燃油隔离阀(FTIV)
最后的话
如果你看到了文章的这里,或许你已经对这件事的结果有了一个自我的判定。本篇文章所进行的技术分析是基于公开信息收集总结得出的观点,观点或许并不准确。中国汽车工业发展至今来之不易,企业之间的相互监督属于正常的行业行为。从技术层面看,虽然比亚迪的专利技术振振有词,但是其实也并不是特别难以攻克的难关。
在了解完整个技术流程后,笔者更好奇的是这种控制式的常压油箱是如何通过试验检测的?因为国标GB 18352.6规定在这种插电式混合动力车燃油蒸汽排放的测量工况要求是在满电情况下测试后进入两天的断电静态排放测试,也就是说DM-i系统的车辆静态测试时无法启动发动机。三项专利技术在测试过程完全失效!关于插电式混动常压油箱是如何通过严苛的国标测试的,我们下期再聊聊!关于油箱门事件你怎么看?欢迎评论区告诉我们。