比亚迪DM-i的常压油箱,真有问题吗?一文全解读!
近两天,汽车圈最热的话题,莫过于长城汽车发布的一份举报比亚迪旗下产品,涉嫌整车蒸发污染物排放不达标的声明,比亚迪在之后也迅速做出了回应。
那么,今天我们从技术角度分析一下,看看比亚迪DM-i是否真的存在排放问题。
▌原理分析
我们知道,汽油的挥发性很强,汽车在行驶、加油或停车时,油箱内的燃油会很快挥发出来,导致油箱内部的压力被迫增加,当压力到达一定值时就会产生一定的危险。
于是,人们就想开始想法子来平衡压力,起初是将油箱盖做成了限压阀,当压力高过某一值时,限压阀就打开,把汽油蒸汽排到大气中;后来,人们出于节约燃料和保护环境的角度出发,采用了一种装置——碳罐。
碳罐内部由吸附性很强的活性炭填充,油箱中多余的燃油蒸汽不再排到大气中,而是由一根管子引入碳罐,由活性炭临时吸附燃油蒸汽。
当发动机下一次启动时,装在碳罐与进气歧管之间的电磁阀门打开,碳罐内的汽油蒸汽在进气管负压作用下,被由碳罐通气孔吸入的空气带入气缸参与燃烧,从而达到节约燃油和环保的目的,这一过程也被称作碳罐脱附。
其实,碳罐也是属于汽油蒸发控制系统(EVAP)的一部分,该系统是为了避免发动机停止运转后燃油蒸汽逸入大气而被引入的,从1995年起,我国规定所有新出厂的汽车必须具备这一系统。
以往,传统燃油车只要启动上路行驶,碳罐中所积蓄的燃油蒸汽会被及时引入发动机燃烧掉,不过随着混动车型的到来,发动机工况出现了多种形式,碳罐的“冲洗”脱附就不是那么及时了。
比如在EV模式下,发动机长时间不启动,仅以电能驱动车辆行驶,这时油箱里的汽油还在持续挥发,碳罐中的活性炭吸附量又是有限的,极端情况下发动机无法为碳罐提供充足的冲洗流量,无法完成脱附,从而造成击穿,这也是此次争议的核心逻辑。
解决这一问题的方法,可以用更密闭的碳罐系统,比如高压油箱。
高压油箱的工作原理是,油箱和碳罐通气口之间有“FITV阀”,碳罐高负载时,FITV阀会自动关闭碳罐与油箱之间的管路,切断汽油蒸汽进入碳罐的路径。这时汽油蒸汽就会被锁定在油箱里,避免碳罐过载导致汽油蒸汽直接进入大气中,污染空气、浪费燃油。相应的,成本也会增加一部分。
▌证据上的“瑕疵”、比亚迪相关发明专利
对于比亚迪声明中阐述的国标要求“完成3000公里磨合后测试,而对方送检的车辆行驶里程仅为450-670公里”,有些网友比较在意,认为就算新车行驶里程到了3000公里,测试结果区别也不大。
这里就存在两个问题——
其一,一般常识来讲,一辆新车的污染物排放是最高的,车辆越新,污染物排放浓度越高,之后逐年衰减,其中有来自内饰座椅的、有来自油漆的、有来自车身塑料件等等。国标要求3000公里的测试条件,而此次却用了450-670公里行驶里程的车辆去测试,是不是多少有点不科学呢?至少也是不严谨。
而且比亚迪一直强调要符合国家标准,其中的门道也并不复杂,如果不限制条件的一致性,想要超标或者不超标实在太简单了。比如找一辆过了3000公里磨合期的车但硬是几个月不开,每天暴晒、摇晃促使汽油挥发,又比如这次是送检,不是抽检,对车辆材料是否有替换很难说得清等等。
想要刻意制造出污染排放不合格的条件,并不太难,当然我们这里不是说一定就这么做了,可事实是无法排除这种可能性。因此符合国标要求的各方面条件,对各方才算都是公平的。
其二,这次委托中汽中心所测到的污染蒸发物,都是来自车上的常压油箱吗?答案是不好说,因为测试对象是整车。
有人忽视了一个关键信息——举报声明中的“涉嫌整车污染蒸发物排放不达标”,请看,污染蒸发物的来源是整车,因此是比较难界定全部都来自新车油箱的。
再将目光投向高压油箱,是不是只有高压油箱这一种路径呢?其实也未必,常压油箱也未尝不能胜任。
按照生态环境部发布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的要求,并没有强制必须使用高压油箱,而是明确要求在整个试验过程中,汽车油箱压力应设定为不高于2.5kpa,这也是常压油箱的范围。所以比亚迪使用常压油箱还是高压油箱,并不违反标准,重要的是在国标要求的检测条件下,看是否都达标。
试想一下,如果在碳罐“饱和”之前,即使车辆在EV模式下行驶,控制车辆的管理系统也强制启动发动机,对碳罐中吸附的燃油蒸汽进行燃烧,是不是也能解决这一问题呢?
有分析人士认为,比亚迪有20多年的插电式混动技术,对插电式混动技术的各个系统都进行了深入研究,自主开发能力在行业内部算是比较强的。关于PHEV油箱这部分,比亚迪有常压油箱,也有高压油箱的技术解决方案,都符合蒸发排放法规标准。
其进一步表示,比亚迪对EV行驶里程、时间与碳罐特性的研究其实要更深入一些,也开发出了常压油箱的油气排放控制技术,实现了PHEV在碳罐饱和前,即使EV行驶下也会通过短时启动发动机,完成汽油蒸汽自由脱附。
就在这一事件发酵之际,有网友又翻出了比亚迪2020年申请的一项有关油箱碳罐脱附的发明专利《用于混合动力车辆的控制方法、控制装置及混合动力车辆》。
这项专利中明确载明,车辆处于电动模式时,根据预先建立的碳罐吸附模型确定碳罐吸附量,以及在所述碳罐吸附量大于预设值的情况下,将所述电动模式切换为混合动力模式以进行碳罐脱附。
在这项发明专利的帮助下,车辆能够在不增加零部件等硬件成本的情况下,未启动发动机时也能够预估碳罐吸附量,并且在碳罐趋于饱和之前,自动将车辆的运行模式切换为混合动力模式,以及时脱附碳罐,有效避免了由于碳罐过载,导致的燃油蒸汽泄漏等情况的发生,保证碳罐能够长期处于有效工作状态。
从这项发明专利来看,比亚迪DM-i车型上常压油箱的环保性有了双向印证,明显是有备而来。
我们回看比亚迪的成长之路来看,技术一直扮演着绝对的主力角色,比亚迪的技术鱼池里大货很多,像是云辇车身控制系统、刀片电池、DM-i/p超混技术、e平台3.0、IGBT4.0芯片、CTB、Sic、iTAC等等,都是代表着电动车行业的一线水准,很难想象比亚迪会在这个小水沟里会翻船。
写在最后:
不管是比亚迪还是长城汽车,都是中国汽车品牌的一线代表,是中国汽车在电动化领域的先行者,也是实际受益者。从这次风波看,比亚迪这两款车型确实使用了常压油箱,但此常压油箱非彼常压油箱,比亚迪的上述发明专利或许能说明一些问题,混动车型就一定不能用常压油箱吗?我们让子弹飞一会,静待水落石出。
高压油箱到底是啥,长城汽车和比亚迪为何因它“打起来”?
5月25日,长城汽车发布声明称,长城汽车于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、宋PLUS DM-i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。
随后比亚迪隔空回应,长城汽车所说的测试车辆是由长城汽车购买、保管并安排送检,测试车辆并不满足测试条件,因此检测报告无效,不能以此作为举报依据。
双方争论的焦点聚焦在常压油箱和高压油箱之上,而在这背后最核心的推动力是在国六排放标准下,更加严苛的蒸发污染物排放标准,也就是燃油蒸汽对外部环境的影响。
众所周知,汽油是一种容易蒸发的工业油品,在我们日常加油时,加油枪内都会加装油气回收装置,以减少加油过程中汽油的向空气中的蒸发。同样的,在油箱内,汽油也会出现蒸发的现象,并会通过油路中的各个接口,向空气中逃逸。
所以在各家车企的发动机上,通常会增加一个活性炭罐,通过活性炭的高吸附性,来回收从油箱中“逃逸”而出的燃油蒸汽。但活性炭罐的吸附能力始终有限,在传统燃油车中,活性炭罐会和进气歧管相连,被吸附的燃油蒸汽通过进气歧管处的负压,将活性炭中的燃油吸入进气歧管,并和空气一起进入气缸燃烧,同时活性炭罐的吸附空间得到释放。
但新能源汽车时代,这种惯常的操作遭遇了现实问题。当前国内畅销的插电式混合动力汽车(包含增程式汽车),多采用了较大容量的电池包,能够实现上百公里的纯电续航,相当一部分用户日常驾驶以纯电驱动为主,发动机介入频次较少。
在发动机不工作的情况下,进气歧管处不再产生负压,但燃油蒸汽仍将持续产生,活性炭罐容易出现“只进不出”的情况,在吸附能力饱和之后,新产生的一部分燃油蒸汽会被直接排入大气之中。
尽管这种蒸发量并不会直接影响用户的用车体验,但蒸发污染物和尾气排放污染物、加油排放污染物一起被认为是整车中的三大排放,也是排放标准中需要监测的污染物。
在国家制定的国六排放标准中,蒸发污染物的排放限值为0.70 g/test,和国五排放标准中,排放限值为2.0g/test,加严了68%。
在混动汽车“更不友好”的使用工况下,车企有多种技术路线来满足更加严苛的排放标准。譬如,车企可以选择增大活性炭罐容积或增加活性炭罐数量,以增加对燃油蒸汽的吸附能力;或者采用高压油箱,减轻活性炭罐的负担,减少“逃逸”的燃油蒸汽。
由于成本等因素影响,当前高压油箱成为众多车企应对混动汽车燃油蒸汽的解决办法。
在原理上,通过增加由发动机控制单元(ECU)的油箱隔离阀(FTIV),在油箱隔离阀关闭的情况下,燃油蒸汽被封闭在油箱之内,减少活性炭罐的工作负担;在加油之前,油箱隔离阀打开,将燃油蒸汽排放到活性炭罐之中。
但这一操作所带来的问题是,燃油蒸汽积存在油箱内,将增大油箱内部压力,对油箱的抗压能力提出了更高的要求;同时为了封存燃油蒸汽,需要油箱有着更好的密封性。与常压油箱承压4~7kPa(千帕)相比,高压油箱可以承受35~40kPa的蒸汽压力,可以更好地收集车辆挥发的油气。
性能提升的同时,也带来了成本的上浮。通常高压油箱需要增加500元左右的物料成本,部分合资车企可能达到1000元左右。
5月9日,生态环境部、工信部等五部门联合发布的《关于实施汽车国六排放标准有关事宜的公告》(以下简称《公告》)显示,自今年7月1日起,全国范围全面实施国六排放标准6b阶段。
除限值指标大幅提升外,国六b排放标准还采用全球轻型车统一测试程序、燃料中立原则、全面强化对VOCs的排放控制、完善车辆诊断系统要求、简化主管部门进行环保一致性和在用符合性监督检查的规则和判定方法并引入实际行驶污染物排放测试,即RDE(Real Drive Emission),RDE法规要求目前所有的在售车和新开发的车都需要按照RDE重新实验和重新申报公告。
有车企动力总成工程师表示,在“国六B+RDE”的标准下,纯燃油汽车也需要增加高压油箱,才能够满足排放限值。
而比亚迪在混动车型上采用了常压油箱,成为被业界质疑排放不达标的重要原因。但值得注意的是,此前,比亚迪曾公布了一套“液冷”解决方案:在油箱内的压强达到阈值之后,供液装置将会将冷却介质流向储物袋,从而冷却燃油蒸汽,使其液化后掉落回燃油箱,从而避免由于燃油蒸汽造成的压力升高。在这一装置的帮助下,高压油箱的必要性大幅降低。
但目前并没有拆解信息,能够证明比亚迪将这一专利商业化。上述工程师认为,长城汽车敢于公开举报比亚迪,“应该是掌握了一定的证据。”
栏目主编:秦红 文字编辑:程沛 题图来源:上观题图 图片编辑:笪曦
来源:作者:第一财经 魏文
汽车油箱盖怎么打开,打不开怎么办?
日更第 361/365 天。
在和大家说怎么打开油箱盖之前,先给大家说一个技巧,给一个新车或陌生车加油,开车到加油站时,怎么可以快速知道油箱盖在车的左边还是右边:「汽车油箱盖的小知识」。
知道油箱盖在哪边,停车时,就能准确地把油箱盖对着加油机,这样加油时就很方便,加油站工作人员就不用拖着加油管绕着你的车尾跑一圈,有时油管不够长,你还得把车往前挪一下。
停车后就是打开油箱盖了,大船目前见过 2 种打开油箱盖的方式。
一、有开关
这个开关在车内,开关上有一个加油机的标志,扣一下油箱盖就打开了。
有的开关在车门上,有的开关在地板上挨着车座底座,靠近车门门槛的位置。
二、无开关
还有一种车,车里边没有一个加油标志的开关,它的开关就在油箱盖上,当汽车解锁后,只需要在油箱盖上按压一下,油箱盖就自动弹开;反之,汽车锁闭状态时,按压油箱盖,是没有任何效果的。
打不开油箱盖怎么办?
但是有时候,车内开关也扣了,油箱盖就是没弹开,这个时候总不能拿个螺丝刀把油箱撬开吧。
肯定不行,其实在车上,有一个开油箱盖的应急开关,在关键时候可以轻松打开油箱盖。
打开后备箱,在靠近油箱盖一侧仔细找,看看有没有一个带加油标志的拉绳,轻轻一拉,油箱盖就可以打开。
有时候它会在后备箱的内饰上拆下来一块活动挡板,在挡板后边就能找到那个拉线。
欢迎在底部留言交流。
关注我,每天给你分享:汽车用车小知识、生活实用小技巧。