在后燃油车时代,新能源可以轻松的将速度和节能平衡得很好,但汽车工程师们仍在为燃油车寻找 “破局之道”,一项来自F1赛事的顶尖技术。电动涡轮增压器也称 电动涡轮,这项源自 F1 的技术,正以 “无延迟动力 + 低油耗” 的双重优势,让内燃机在电动时代焕发新生。

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电动涡轮的核心工作逻辑是在传统涡轮的基础上,加入了一个 “智能辅助电机”,将原来使用废气驱动涡轮用 电机补能再提一把气,在这样双模式增压系统下,原本只靠发动机排出的废气推动涡轮旋转,再通过同轴的压缩机压缩空气,送入发动机提升动力变得更为顺畅。改变原来废气涡轮的致命缺点 ——“涡轮迟滞”。特别是在低转速时(比如起步、低速超车),发动机废气量不足,涡轮转不起来,导致油门踩下去后,动力要延迟 0.5-2 秒才爆发,驾驶体验大打折扣。

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而电动涡轮的突破,就是在涡轮与压缩机的连接轴之间,嵌入了一个厚度仅数厘米的薄型电机。当发动机低转速、废气量不足时,电机直接驱动涡轮旋转,无需等待废气积累,瞬间就能实现增压;当转速升高、废气量足够时,电机自动停止工作,切换为传统废气驱动模式,避免能量浪费。这里有个关键前提:48V 轻混系统的普及。此前,电动涡轮的想法之所以无法落地,是因为传统 12V 车载电压无法驱动涡轮电机高效运转。而 48V 系统的电压是 12V 的 4 倍,能提供充足电力,这才让电动涡轮从概念走向现实。

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回头再看汽车史上有三种主流增压技术:传统涡轮、机械增压,以及如今的电动涡轮。三者各有优劣,而电动涡轮的出现,恰好弥补了前两者的短板,堪称 “集大成者”。传统涡轮的优势是高转速下动力强劲,能回收废气能量,能量效率较高,但 “涡轮迟滞” 让驾驶体验打折扣,低转速时动力乏力;机械增压则是靠发动机曲轴通过皮带驱动,与发动机同步运转,几乎没有迟滞,低转速扭矩充足,但缺点也很明显 —— 会消耗发动机 10%-15% 的动力,能量效率低,高转速时动力上限不如涡轮。而电动涡轮完美结合了两者的优点:低转速时靠电机驱动,像机械增压一样 “随踩随有”,无迟滞;高转速时靠废气驱动,像传统涡轮一样动力强劲,不浪费能量。更重要的是,它还能在减速或巡航时,利用多余废气驱动电机发电,电能储存到 48V 电池中,供下次加速使用,进一步提升能量效率。简单来说,传统涡轮是 “高转猛,低转软”,机械增压是 “低转稳,高转弱”,而电动涡轮是 “低转灵,高转强”,真正实现了全转速区间的均衡表现。

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对于普通消费者来说,技术的革新最终要落地到驾驶体验上。电动涡轮带来的改变,用 “脱胎换骨” 来形容毫不为过。首先是 “零延迟的响应”。开传统涡轮车时,你可能有过这样的经历:在路口起步,油门踩下去,车子却 “愣了一下” 才窜出去;高速超车时,深踩油门,要等一秒多才能感受到动力爆发。而电动涡轮车完全没有这种困扰,油门踩下去的瞬间,动力就随之而来,响应速度堪比大排量自然吸气发动机,驾驶起来更加跟脚、可控。其次是 “持续且强劲的扭矩”。电动涡轮压缩的空气密度更高,配合 ECU 精准控制喷油量,能输出类似电动车的 “澎湃扭矩”,而且这种扭矩不是突兀的爆发,而是线性持续的输出。比如奔驰 AMG C43 搭载电动涡轮后,2.0T 发动机能爆发超 400 马力,1 升排量就能输出 200 马力,达到赛车级的动力密度,加速时既能感受到推背感,又不会觉得突兀,全程顺滑且有力量。最后是 “性能与环保的平衡”。电动涡轮让 “小排量高性能” 成为可能,无需依赖大排量发动机,小排量机型就能达到传统大排量的动力水平,同时降低油耗。数据显示,搭载电动涡轮的车型,综合油耗比同动力级别的传统涡轮车低 8%-12%,既满足了驾驶乐趣,又符合环保法规。

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其实在2014 年,F1就进行了一次重大规则改革,要求赛车采用 1.6T 混动系统,核心目标是提升环保性,同时保留赛事的竞技性。在这次改革中,MGU-H 系统应运而生:它能将发动机废气的热能转化为电能,再用这些电能驱动涡轮旋转,彻底消除赛车的涡轮迟滞。要知道,F1 赛车的加速性能对响应速度要求极高,哪怕 0.1 秒的延迟都可能影响比赛结果,而 MGU-H 系统让赛车在全转速区间都能保持即时响应。奔驰、本田等 F1 厂商在赛事中不断打磨这项技术,优化热管理、电机控制精度和耐久性。在经过无数次赛道严苛测试后,这项原本只为冠军而生的技术,终于成熟到可以下放至民用车型。如今我们在奔驰 AMG 车型上看到的电动涡轮,其核心控制逻辑就直接沿用了 F1 的技术,只是针对民用场景调整了功率参数,实现了从赛道到公路的 “降维打击”。

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尽管电动涡轮优势显著,但目前它还没有大规模普及,主要存在两个现实限制。一是无法后装改装。电动涡轮不是简单替换传统涡轮叶片就能实现的,它需要与 48V 电源系统、发动机 ECU(控制器)深度匹配。ECU 要实时协调电机转速、进气量、喷油量的关系,避免混合气比例失衡;同时还需要改造发动机舱的供电线路,普通 12V 车型根本无法满足需求,因此不存在 “后装改装件”,只能在新车设计阶段就纳入规划。

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二是搭载车型局限。目前,电动涡轮主要应用在 40 万元以上的高性能车型上,比如奔驰 AMG C43、奥迪 RS 3 新款等。家用车领域之所以尚未普及,核心原因是成本较高 —— 电动涡轮总成的价格比传统涡轮贵 30%-50%,而家用车对 “极致动力响应” 的需求较低,传统小惯量涡轮已经能基本缓解迟滞,无需额外投入成本搭载电动涡轮。但从未来趋势来看,电动涡轮的普及是大概率事件。一方面,48V 轻混系统的成本正在不断降低,预计到 2027 年,48V 车型在全球的占比将超过 50%,这为电动涡轮的下放提供了基础;另一方面,随着消费者对驾驶体验要求的提升,以及环保法规的持续收紧,电动涡轮 “高性能 + 低油耗” 的优势会越来越突出,未来很可能成为 15-30 万元中端车型的 “高端配置”。但就现在的情况来看,留给燃油车的时间不多了。