博格華納：為商用車內燃機管理好“溫度”
——訪華納圣龍(寧波)有限公司總經理遲丹丹

本刊記者 肖獻法 文

At the 19th Engine China 2020 in Beijing, the author interviewed Ms. Chi Dandan, General Manager of BorgWarner Shenglong (Ningbo) Co., Ltd. on the development prospectof the internal combustion engine industry and their opportunities, challenges and countermeasures.

2020 第19 屆中國國際內燃機及零部件展 覽會于2020 年11 月11—13 日在北京亦創國際會展中心舉行。全球內燃機動力清潔高效冷卻解決方案和熱管理系統的領先供應商——博格華納(BorgWarner)以“打造一個潔凈、節能的世界”為愿景，重點展示了適用于各類商用車、乘用車及非道路車輛內燃機用的全新的清潔高效冷卻解決方案和熱管理系統，包括新一代及下一代電控硅油離合器、普通硅油離合器、風扇和導流葉片護風罩(SGV)，以及HET 高效渦輪增壓器、可變截面渦輪增壓器(商用車)、eTurbTM電子渦輪增壓器等明星產品，全方位展示了博格華納在促進內燃機節能減排和動力提升方面的強大技術實力。

期間，筆者有機會就內燃機行業發展前景，當前面臨的機遇、挑戰和對策等話題，采訪了華納圣龍(寧波)有限公司總經理遲丹丹女士。

“我對內燃機發展充滿信心”

記者：相比于其他動力驅動系統，如何看待內燃機(燃油/燃氣)的發展現狀、前景和趨勢？

圖1 博格華納展示分別應用于內燃機冷卻系統和進氣系統的熱管理系統和渦輪增壓器

圖2 華納圣龍(寧波)有限公司總經理遲丹丹

遲丹丹：也許是所從事的行業與內燃機相關吧，我對內燃機情有獨鐘。很多人可能認為內燃機產業現在已接近“夕陽”了，但我不這么看，我認為內燃機剛好是當打之年。因為，現在汽車電動化趨勢盡管很明顯，呼聲也較高，但我認為現在汽車電動化在技術上還不夠成熟，尤其是電池的續航里程、壽命等還都存在一些技術難題，(至今)難以攻破，所以我認為(在可預見的將來)“電動新能源會百分之百取代內燃機”是不可能的。

國家剛發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035 年)》提出：“到2025 年，新能源汽車新車銷量達到汽車新車銷量的20%左右；到2035 年，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面電動化，燃料電池汽車實現商業化應用，……有效促進節能減排水平和社會運行效率的提升。”然而2019 年12 月3 日公布的“公開征求意見稿”則提出：“到2025 年新能源汽車銷量占當年汽車總銷量的25%，到2030 年新能源汽車銷量占當年汽車總銷量的40%。”——這就顯得比較激進了。所以，我覺得國家的這一調整越來越接地氣了，是符合市場規律的。

按照這種調整以及專家們的判斷，(至少)到2035 年之前，內燃機還是占有最重要位置的，況且作為新能源的混動也需要內燃機。這是我認為目前內燃機處于當打之年的理由之一。

第2 個理由，舉例說，濰柴剛剛推出了熱效率突破50%的內燃機。如果這種內燃機廣泛量產的話，我認為可能會把汽車電動化的趨勢再推遲10 ～15 年。打個比方，雖然電動化發展是對的，但未來內燃機熱效率如果能達到曾經議論過的60%甚至80%，我覺得那時實不實行電動化都還都是一個問號。當然這有賴于內燃機技術的不斷進步，包括排放升級。

但是，內燃機每一次排放升級，對熱效率和功率都會有一定損失。博格華納作為發動機熱管理解決方案的專家，對每一次排放升級帶來的功耗，都能提供相應的產品和技術方案予以彌補。所以，我覺得未來整個內燃機行業的發展前景還是非常好的，我對內燃機發展充滿信心，尤其在中重卡上。

到2035 年，我認為，中重卡仍會廣泛采用內燃機。因為中重卡屬于生產資料和運營工具，其動力需求和使用需求決定了它不可能廣泛電動化，包括燃料電池及其他新能源。但，一部分中重卡采用混動(包括油-電、氣-電)是有可能的；一些特殊工況，比如港內物流采用純電重卡也是可以的；而長途物流運輸車仍會主要使用內燃機，包括一部分混動。

混動也會對內燃機的熱效率、燃油經濟性和環保性能有所提升，所以被作為新能源汽車技術路線之一。單一的內燃機驅動改為混動之后，內燃機的排量和功率不應該有什么變化，只是加了一套電驅動系統。

“今后內燃機節能減排還會不斷加嚴”

記者：從中國乃至全球有關汽車產業政策(節能減排)來衡量，近年來內燃機的技術和品質主要取得了哪些進展和提升？未來發展方向、難點有哪些？有哪些主要對策？

遲丹丹：由于我本人并不是內燃機方面的專家，我只能從我們匹配的產品來談一談看法。內燃機也是跟著國家的法規一步一步地走，排放也好，燃油經濟性也好，其要求越來越高。

有賴于法規的推進，從產品角度來講，比如風扇離合器：幾年前電控硅油離合器的普及率還是非常低的，用的大都是傳統的機械式或普通的硅油風扇離合器——從解決熱負荷的角度來講，其敏感性是比較低的；從燃油經濟性角度講，也是比電控低的。應該說，2015、2016 年電控普及率大概只有10%左右，只有一些高端卡車才使用；直到2020 年，電控的普及率才接近50%(伴隨著部分柴油車實施國Ⅵ)，上升到一個比較大的比例。隨著國Ⅴ國Ⅵ標準的推進，尤其在國Ⅵ階段，從目前技術手段來講，使用電控硅油離合器應該會成為標配，尤其中重卡，因為機械式的、普通的硅油風扇離合器達不到國Ⅵ排放要求。

再比如，渦輪增壓器，從普通的到10 多年前開始采用可變截面，再到2019 年第4 季度推廣的高效渦輪增壓器(其市場占有率正在攀升)，國內已經歷了幾個階段。這也體現了內燃機技術的提升。

關于未來技術方向，我認為內燃機現在面臨的最大挑戰是新能源。在另外一個維度上，整個內燃機行業面前出現了一個可能取代它的競爭對手——新能源，而且來勢洶洶，而不是內燃機企業之間的同質化競爭。從某種角度(階段)來看，以電驅動為代表的新能源相比內燃機，在節能減排和燃油經濟上可能更優異一點，但其技術至今仍不夠成熟。

那么，在新能源技術還不成熟的情況下，如何讓內燃機的熱效率更高呢？一旦達到60%甚至更高，內燃機面臨的新能源競爭是不是可以化解了呢？所以，提升自身競爭力是內燃機行業需要重點關注的問題。

關于提升內燃機競爭力的難點，我沒法做細致的回答，但難點肯定是存在的，比如內燃機的熱效率從50%到55%，再從55%到60%，都是歷史臺階。當然，目前新能源也存在著一些技術難題，比如我們經常談到的電池壽命短、續航里程短、充電慢等技術問題，依然沒有很好地解決；而且行業一直有一種觀點，即我國絕大部分電能的產生過程并不怎么環保，電池的制造和回收過程也存污染。

也就是說，不論是內燃機還是新能源，都存在自己的問題和技術難點，它們只不過是在2 條不同賽道上賽跑，最后誰跑在前面了，誰就會將另一方打垮。

而要提升內燃機的熱效率，也需要依靠一些關鍵零部件作為支撐，包括冷卻系統的風扇離合器、進氣系統的渦輪增壓器等等，也包括內燃機自身的設計，這有賴于整個內燃機行業尋找解決方案。現在的新能源行業，也在針對自身短板，尋找快充、換電(車電分離)等解決辦法。

除了不斷提高熱效率，對于未來內燃機排放前景，有專家提出構想——不斷趨向于“0”，但不可能完全為“0”。還有專家認為，目前內燃機國Ⅵ排放，已經趨向于“0”排放了；相對10 幾年前的國Ⅱ、國Ⅲ已經顯著降低了，下降了幾個數量級。但即使如此，今后節能減排還會不斷加嚴，促使內燃機行業不斷進步。

內燃機應重點進行3 方面的提升

記者：未來提升內燃機的技術和品質，主要有哪些對策？或者主要從哪些方面來展開？

遲丹丹：我們畢竟是作內燃機周邊設備的，是為內燃機服務的。所以對此，我只能談一些初步的想法。

首先，內燃機行業需要關注的肯定是排放法規，怎么能降得更低。雖然內燃機行業過去取得了很大成就，但未來仍有提升空間。

第二，應進一步提高燃油經濟性，目標要比電動汽車的使用成本還要低。目前電動汽車的使用成本相對較低。內燃機行業可以設定目標，在多長時間內實現幾個百分點的下降(法規只是基本要求)。當然，燃油經濟性也跟工況和駕駛技術有關。

第三，應進一步提高舒適性。相比內燃機汽車，目前新能源汽車的舒適體驗比較好，沒有多少機械噪聲(包括勻速、加速)，震動也小。現在內燃機制造商已注意到了這一點，所以對噪聲和輕量化的追求越來越高。現在很多年輕駕駛員尤其“夫妻店”和專業化運輸公司，對卡車舒適性的要求已經不是過去的那種水平了，而是在追求一種非常專業的像歐美卡車一樣的工作環境。未來，內燃機在舒適性方面還需要做更多的改進。

在一旁就座的華納圣龍技術總監李進先生補充道：博格華納在內燃機冷卻風扇開發過程中，也一直關注噪聲的改善，雖然在內燃機整體噪聲和震動中占比較小，但仍有改善空間。比如，博格華納最新開發的環形風扇(專利技術)，和開口風扇相比，在同樣風量情況下，其噪聲有所降低，可降低1～2 dB(A)；再如，博格華納的VistronicTM電控硅油離合器，一直追求速度的穩定性和流暢性。當發動機ECU需要風扇工作在1 000 r/min時，風扇將一直工作在1 000 r/min 附近很小的范圍內，這也是比較理想的狀態；但有些競品的冷卻風扇可能在1 000 r/min 上下很大范圍內抖動，如在800 ～1 200 r/min 之間來回抖動，這樣一來風扇的噪聲和抖動就會比較大。有經驗的駕駛員能夠感知到這種差別。

“博格華納基本涵蓋了內燃機所有周邊系統”

記者：博格華納作為全球內燃機、混合動力、純電驅動系統的清潔高效方案提供商，可以為提升汽車內燃機的技術與品質，提供哪些解決方案？在這些領域的技術、市場優勢和地位如何？

遲丹丹：這個問題涉及到集團層面，在此我僅大體介紹一下。博格華納對于汽車內燃機技術與品質的提升，主要有以下幾個方面：

一是熱管理系統(冷卻系統)，主要是降低排放，提升燃油經濟性和舒適性。在國內，博格華納熱管理系統主要在華納圣龍(寧波)有限公司工廠生產。

二是渦輪增壓系統(進氣系統)，主要是提高轉矩和功率。

三是排放處理系統，包括EGR 等，用于降低排放。

四是燃油供給系統。博格華納剛剛并購了“德爾福科技”，從而擁有了燃油共軌系統及其他先進技術。目前世界上掌握燃油共軌系統的企業，只有博世、德爾福、電裝等極少數公司。

上述4 個主要方面基本上涵蓋了內燃機的所有周邊系統。這再次展現了博格華納一直專注于內燃機技術的研發，無論是傳統內燃機，還是混動內燃機。而且，在新能源動力上的布局也不示弱。

3 大專利技術(風扇、護風罩、下一代電控硅油離合器)：瞄準內燃機更高訴求

記者：此次展會，博格華納主要展示了哪些產品和技術？其主要特點、優勢和市場目標如何？

遲丹丹：本次展會上，博格華納主要展示了Visctronic V3X下一代電控硅油離合器，以及配套的偶數葉風扇(全球研發，全球首創)和導流葉片護風罩(SGV)，還有一款小型的風扇(用在輕卡、皮卡和SUV 上)，以及3 個型號的硅油風扇離合器和3 個系列的渦輪增壓器。其中：

(1)偶數葉風扇。采用14 個葉片，是目前全球風量最大的風扇。它在歐洲研發，全球首創，專利技術，2019 年第4 季度引進中國生產。采用偶數葉片主要是在發動機和底盤空間不變的情況下，提高了風量和冷卻能力(國Ⅵ階段采用EGR 路線，熱負荷增加)，同時降低了噪聲。

一般來講，偶數葉風扇的噪聲，比奇數葉風扇的噪聲會稍微大點，但博格華納在提升風量的同時，噪聲沒有增加，相反把噪聲控制得很好，所以這也是博格華納的一個技術改善。

(2)導流葉片護風罩。也是專利技術。主要解決的是，在底盤及發動機空間不變的情況下，能夠進一步提升風量，同時降低了噪聲。

圖3 3 個型號的硅油風扇離合器

擁有專利技術的偶數葉風扇和導流葉片護風罩，均展現了博格華納新的突破和優勢，即在同樣風量情況下，把噪聲控制得比競爭對手更低。

圖4 3 個系列的渦輪增壓器，右至左：HET 高效渦輪增壓器(重型商用車，柴油機+氣體機)、可變截面渦輪增壓器(商用車)、eTurbTM 電子渦輪增壓器(商用車，集成了電動增壓和能量回收功能)

目前中重卡客戶最急需的是對冷卻散熱的需求，在冷卻需求得到滿足的情況下再來研究如何改善噪聲；而輕卡、皮卡及SUV 客戶，冷卻風量一般都能得到滿足，在這種情況下，就會再關注噪聲的改善。

(3)Visctronic V3X 下一代電控硅油離合器。VisctronicTM系列風扇離合器作為全新一代電子控制發動機冷卻驅動部件，由博格華納于2009 年開始推向中國市場，主要應用于SUV、輕中重卡及非道路機械；它通過電子控制直接調節風扇轉速和能耗，不僅在節能(4%～5%)、降噪方面有突出表現，還能有效延長皮帶的使用壽命，并使減排成為可能。

而Visctronic V3X 作為下一代電控硅油離合器，將于2021年第1 季度率先在歐洲上市， 并于2021 下半年在中國上市。V3X 擁有更強的滑差熱能力，能提升產品的全調制區間，使其覆蓋發動機額定轉速區域，從而可以避免滑差熱保護區間的設定，降低風扇噪聲；更低的分離轉速和更穩定的風扇轉速控制，能有效提升燃油經濟性。

圖5 這臺大型電控風扇離合器總成集成了：偶數風扇(14 葉)、導流葉片護風罩和Visctronic V3X 下一代電控硅油離合器，均屬于專利技術

目前中國重卡上裝備的電控硅油離合器基本為第一代產品，包括BorgWarner 和其他廠家的，這些產品可以說為中國商用車的動力性、經濟性提升和減排做出了突出貢獻。但從近5 年的使用情況和中國商用車技術的發展態勢看，還會進一步節省油耗和降低排放。因此，BorgWarner 適時研發推出了Visctronic V3X。與目前市場上的產品相比，V3X 具有體積小、自質量輕(同等驅動能力下降低10%)、驅動能力更強(同規格下驅動扭矩和滑差熱提高15%)、調制性能更好(低輸入轉速狀態下風扇轉速更穩)、分離轉速更低(可低至200 r/min 以內)等優點；實現CAN 線通訊( J1939 協議)，數據傳輸更快，離合器響應時間縮短；更可以脫離發動機ECU 的束縛，實現自我控制，為整車節省了空間和成本。

為了發揮新一代電控硅油離合器的優勢，BorgWarner 提前投入大量精力研發出了一系列高效大風量風扇來匹配新的離合器，如SD11RF、XD11RF 系列等，這些風扇的效率最高可達50%以上。

華納圣龍連年快速或高速增長

記者：華納圣龍近年經營情況怎樣？

遲丹丹：華納圣龍雖然成立了22 年之久，但開玩笑地說，仍顯得不夠“成熟”，因為銷售收入一直在大幅增長，跑贏大市。2018 年比上年增長近30%(商用車增長5.1%)；2019 年比上年增長20%(商用車增長-1.1%)；而2020 年1—10 月同比增長近60%，遠高于汽車市場(-4.7%)和商用車市場增速(30.1%)，主要得益于中重卡市場的大幅增長和自身產品的優勢。從產品來講，近年的持續大幅增長，主要得益于電控硅油風扇離合器的增長。

博格華納于上世紀50 年代發明了硅油風扇離合器。華納圣龍是中國第一家做硅油風扇離合器的企業，也是中國第一家做電控硅油離合器的企業(2004 年)。目前在中國電控硅油離合器市場，博格華納居于首位。