減少汽車燃油蒸發(fā)排放 主動(dòng)脫附泵的市場(chǎng)需求量將會(huì)陡增

汽車燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)(EVAP)是用于減少燃油蒸發(fā)排放的系統(tǒng)。

研究結(jié)果表明：傳統(tǒng)的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不再適應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。加裝基于ECU控制的主動(dòng)脫附泵的EVAP系統(tǒng)及其控制策略可以使碳?xì)浠衔?HC)氣體排放減少67%。已經(jīng)有部分量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)配裝加裝主動(dòng)脫附泵的EVAP。國(guó)六b標(biāo)準(zhǔn)全面實(shí)行后，主動(dòng)脫附泵的市場(chǎng)需求量會(huì)陡增。

■優(yōu)化升級(jí)燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)

汽車燃油具有揮發(fā)性。油箱內(nèi)的燃油蒸發(fā)后若不加以控制和處理，揮發(fā)的燃油將通過(guò)滲透等方式進(jìn)入大氣，對(duì)環(huán)境造成污染。汽車對(duì)燃油蒸汽的處理主要通過(guò)燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)對(duì)其吸收。燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作原理為：油箱蒸發(fā)的燃油蒸汽經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入碳罐，碳罐內(nèi)裝有活性炭，可以對(duì)燃油蒸汽進(jìn)行吸附;當(dāng)碳罐內(nèi)燃油蒸汽需要脫附的時(shí)候，打開電磁閥，利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度使碳罐內(nèi)燃油蒸汽完成脫附。

近年來(lái)，燃油汽車的效率越來(lái)越高，渦輪增壓和自動(dòng)啟停等技術(shù)普及，導(dǎo)致進(jìn)氣歧管的真空度大大下降?；旌蟿?dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大量時(shí)間關(guān)閉，碳罐揮發(fā)的燃油脫附能力不足。另外，國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)五更加嚴(yán)格，現(xiàn)有的EVAP無(wú)法再繼續(xù)滿足越來(lái)越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，對(duì)傳統(tǒng)EVAP進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)迫在眉睫。

國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)提出了各種提升燃油揮發(fā)吸附能力的方案。其中，在傳統(tǒng)的EVAP加裝主動(dòng)脫附泵優(yōu)勢(shì)明顯，成為最理想的解決方案之一。

與傳統(tǒng)的EVAP相比，加裝了主動(dòng)脫附泵的系統(tǒng)主要是多了一個(gè)由ECU控制的主動(dòng)脫附泵用于主動(dòng)脫附。主動(dòng)脫附泵主要由渦殼、葉輪、電機(jī)、殼體、后蓋、電路板等組成。

主動(dòng)脫附泵實(shí)際上是一個(gè)離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，其尺寸與重量都很小，不包括支架，其體積大約在1000立方厘米左右，重量不超過(guò)300克。主動(dòng)脫附泵對(duì)整個(gè)EVAP的性能起著至關(guān)重要的提升作用。

■應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著

國(guó)六階段蒸汽排放限值比國(guó)五嚴(yán)格了很多。2020年5月11日，生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部等四個(gè)部門協(xié)同公布《關(guān)于調(diào)整輕型汽車國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施有關(guān)要求的公告》：從2020年7月1日起，全國(guó)性范疇實(shí)施輕型汽車國(guó)六a排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁生產(chǎn)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)輕型汽車，進(jìn)口輕型汽車應(yīng)合乎國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn);從2023年7月1日，全國(guó)、實(shí)施更加嚴(yán)格的國(guó)六b標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)的EVAP利用進(jìn)氣歧管節(jié)流進(jìn)行脫附，脫附能力不足，效率低，加裝了主動(dòng)脫附泵的EVAP脫附能力強(qiáng)，能量效率高。比如，某加裝主動(dòng)脫附泵的燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)可以有效降低碳?xì)浠衔餁怏w排放，降低比例高達(dá)67%。

因?yàn)榛靹?dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)不是一直啟動(dòng)的，所以，傳統(tǒng)汽油汽車的脫附控制策略在混合動(dòng)力汽車上并不適用。

當(dāng)前，混合動(dòng)力汽車主要有以下兩種控制策略：

一是基于碳罐滿載狀態(tài)的碳罐脫附方法。在需要碳罐檢測(cè)的工況下，傳感器通過(guò)檢測(cè)碳罐通氣口的油氣濃度判斷碳罐是否逸出燃油蒸汽，從而判斷碳罐是否滿載。未滿載時(shí)無(wú)需啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行脫附，當(dāng)碳罐通氣口檢測(cè)到有燃油蒸汽逸出時(shí)，認(rèn)為碳罐滿載，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行脫附。

二是基于油箱壓力與脫附時(shí)間間隔的碳罐脫附方法。ECU同時(shí)檢測(cè)油箱壓力和脫附時(shí)間間隔，一旦兩者其中之一達(dá)到脫附臨界值，就啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行碳罐脫附。

綜上所述，混動(dòng)汽車的EVAP系統(tǒng)控制的缺點(diǎn)是：在需要進(jìn)行脫附的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)可能并沒有啟動(dòng)，此時(shí)需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行脫附，降低了混動(dòng)汽車的節(jié)能效率。因?yàn)榛靹?dòng)汽車的脫附系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽油汽車的脫附系統(tǒng)有較大不同，需要分別研發(fā)和維護(hù)，增加了研發(fā)和維護(hù)成本。加裝了主動(dòng)脫附閥的EVAP系統(tǒng)就可以同時(shí)滿足各種動(dòng)力形式的汽車主動(dòng)脫附。

傳統(tǒng)EVAP在許多工況下并不能進(jìn)行脫附。

當(dāng)前，國(guó)外主動(dòng)脫附泵廠商數(shù)量占據(jù)優(yōu)勢(shì)，原因之一是國(guó)外技術(shù)領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)技術(shù)力量薄弱;原因之二是最嚴(yán)格的國(guó)六b標(biāo)準(zhǔn)還未正式實(shí)施，主動(dòng)脫附泵還未成為必需品。在最為嚴(yán)格的國(guó)六b標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施之后，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠商數(shù)量會(huì)激增。

在國(guó)六b實(shí)施后，國(guó)內(nèi)主動(dòng)脫附泵市場(chǎng)的年均需求增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將超過(guò)40%，而廠商數(shù)量年均增長(zhǎng)量也將隨之上漲。

許多整車企業(yè)都意識(shí)到未來(lái)EVAP增加主動(dòng)脫附泵或許成為主流優(yōu)化方式，于是都申請(qǐng)了自己研發(fā)的相關(guān)專利。東風(fēng)公司申請(qǐng)了一種多線路的主動(dòng)脫附泵與二次噴射系統(tǒng)配合使用的EVAP系統(tǒng)，以減少排放。上海大創(chuàng)汽車技術(shù)有限公司申請(qǐng)了一種雙葉輪結(jié)構(gòu)的主動(dòng)脫附泵，用渦輪增壓的氣體帶動(dòng)其中一個(gè)葉輪，另一個(gè)葉輪進(jìn)行脫附。長(zhǎng)城公司也申請(qǐng)了與大創(chuàng)原理類似的專利，只不過(guò)用回流的燃油代替渦輪增壓的氣體提供動(dòng)力。因此，國(guó)內(nèi)整車企業(yè)在為國(guó)六b的實(shí)施做好了準(zhǔn)備工作，各種形式的主動(dòng)脫附泵成為諸多企業(yè)的第一選擇。

國(guó)內(nèi)主動(dòng)脫附泵市場(chǎng)規(guī)模還在發(fā)展，生產(chǎn)廠商數(shù)量有限，最主要的競(jìng)爭(zhēng)出現(xiàn)在國(guó)外品牌與國(guó)內(nèi)品牌之間。大陸和皮爾博格等國(guó)外品牌的優(yōu)勢(shì)是研發(fā)起步較早、有技術(shù)積累優(yōu)勢(shì)、品牌形象好，但是，其開發(fā)面對(duì)主體對(duì)象主要還是國(guó)外客戶，產(chǎn)品本土化不夠，沒有完全契合中國(guó)行情，且核心技術(shù)在國(guó)外，在中國(guó)所設(shè)工廠的研發(fā)能力并沒有優(yōu)勢(shì);寧波拓普集團(tuán)有限公司等中國(guó)品牌優(yōu)勢(shì)在于開發(fā)對(duì)象主要是國(guó)內(nèi)客戶、契合度高、售后服務(wù)等方便，劣勢(shì)在于易受人們國(guó)內(nèi)品牌質(zhì)量的“刻板”印象影響。

在2023年國(guó)六b排放標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施時(shí)，主動(dòng)脫附泵或許將成為各大企業(yè)的最佳解決方案。更進(jìn)一步，主動(dòng)脫附泵電機(jī)控制系統(tǒng)支架的減噪減振等各方面研究也將成為熱點(diǎn)，控制性能、噪聲振動(dòng)控制效果也將成為各大廠商競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。企業(yè)獲得更大市場(chǎng)，必須經(jīng)歷殘酷的競(jìng)爭(zhēng)。這就要求企業(yè)提高自身研發(fā)能力，找到更先進(jìn)的控制策略和設(shè)計(jì)出效果更好的減振減噪支架。研發(fā)能力將成為這一領(lǐng)域的準(zhǔn)入門檻，也將成為企業(yè)是否能長(zhǎng)期生存的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)各大企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)品牌建設(shè)，努力提高品牌形象，才能在與發(fā)達(dá)國(guó)家品牌的競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)。由于國(guó)內(nèi)廠商原材料和技術(shù)獲取方便，成本也較低。成本與價(jià)格也將成為國(guó)內(nèi)品牌的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)家政策將影響主動(dòng)脫附泵行業(yè)發(fā)展。作為主打節(jié)能和環(huán)保的系統(tǒng)零部件，僅僅提高燃油經(jīng)濟(jì)性，主動(dòng)脫附泵并不能吸引整車企業(yè)選用。只有國(guó)家出臺(tái)更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，才能迫使整車企業(yè)選擇更為環(huán)保的產(chǎn)品。

■市場(chǎng)潛力巨大

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)主動(dòng)脫附泵的廠家極少，主要有德國(guó)大陸集團(tuán)、華域皮爾博格有色零部件有限公司、寧波拓普集團(tuán)股份有限公司等。寧波拓普集團(tuán)有限公司是國(guó)內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)主動(dòng)脫附泵起步較早的企業(yè)，其研發(fā)能力在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域處在領(lǐng)先地位。

上汽通用已經(jīng)大規(guī)模升級(jí)其量產(chǎn)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。比如，其旗下車型凱迪拉克、別克、雪佛蘭三大品牌將大規(guī)模引入通用汽車全新一代驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最顯著的特點(diǎn)就是引入了第八代Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī)1.0T(配裝車型包括別克昂科拉、威朗、英朗、閱朗、凱越，雪佛蘭創(chuàng)酷、科魯澤、科沃茲等)。這一發(fā)動(dòng)機(jī)配裝有智能電控脫附泵的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)。

凱迪拉克在Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī)上配裝了全可變排量機(jī)油泵、智能主動(dòng)電控碳罐泵等智能電氣化科技。智能主動(dòng)電控碳罐泵可大幅度減少燃油蒸汽排放。相比傳統(tǒng)的油箱燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)，智能主動(dòng)電控碳罐泵能減少67%的燃油蒸發(fā)排放。在滿足最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)六要求方面，凱迪拉克已經(jīng)走在前面。

雪佛蘭邁銳寶XL采用了智能主動(dòng)電控碳罐泵。這個(gè)電控碳罐泵能令汽油蒸汽由傳統(tǒng)的被動(dòng)脫附升級(jí)為主動(dòng)脫附，蒸發(fā)排放降低67%，滿足國(guó)六b及當(dāng)前全球最嚴(yán)苛的加州蒸發(fā)排放法規(guī)要求。

具有主動(dòng)脫附泵的燃油蒸發(fā)回收系統(tǒng)的國(guó)外領(lǐng)軍企業(yè)有大陸集團(tuán)、博世集團(tuán)、華域皮爾博格有色零部件有限公司。

大陸集團(tuán)在2017年宣布引入全新的主動(dòng)脫附泵，以滿足各個(gè)地區(qū)愈加嚴(yán)格的燃油蒸發(fā)排放標(biāo)準(zhǔn)。

皮爾博格是上汽旗下的華域汽車與德國(guó)萊茵金屬集團(tuán)的合資企業(yè)，有國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的支持。

浙江合興集團(tuán)有限公司與上海飛樂股份有限公司是大陸集團(tuán)的零部件供應(yīng)商，生產(chǎn)各類燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)零部件，是潛在的生產(chǎn)企業(yè)。

2016年大陸集團(tuán)首次推出了主動(dòng)脫附泵的方案，以應(yīng)對(duì)嚴(yán)格的國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)轎車每個(gè)主動(dòng)脫附泵元件的平均價(jià)格為300元，并且假設(shè)2018年有11%的汽車安裝了帶主動(dòng)脫附泵的EVAP系統(tǒng)，假設(shè)之后每年增長(zhǎng)5%，預(yù)計(jì)2023年生產(chǎn)的汽車將有36%加裝主動(dòng)脫附泵。

國(guó)內(nèi)主動(dòng)脫附泵的需求總量將逐年上升。在國(guó)六b標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施時(shí)，預(yù)計(jì)主動(dòng)脫附泵的市場(chǎng)需求量會(huì)有一次爆炸式上漲。受供求關(guān)系影響，其價(jià)格可能也會(huì)上漲。

實(shí)際上，國(guó)內(nèi)許多整車企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到主動(dòng)脫附泵的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。比如，早在2016年，上汽通用其旗下技術(shù)研發(fā)中心泛亞汽車技術(shù)中心就開始進(jìn)行主動(dòng)脫附泵設(shè)計(jì);大眾汽車公司從2019年開始布局主動(dòng)脫附泵。因此，“國(guó)六”標(biāo)準(zhǔn)逐漸實(shí)施，在傳統(tǒng)EVAP上加裝主動(dòng)脫附泵是各個(gè)整車企業(yè)的首選解決方案。上汽通用旗下量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)第八代Ecotec發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)將主動(dòng)脫附泵作為其亮點(diǎn)之一，改善了燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，做到了全球領(lǐng)先。

預(yù)測(cè)到2023年，中國(guó)汽車產(chǎn)量將達(dá)到2700萬(wàn)輛，汽車保有量將達(dá)到3.51億輛，配套市場(chǎng)需求的主動(dòng)脫附泵金額將達(dá)到29.16億元，維修市場(chǎng)需求的主動(dòng)脫附泵金額將達(dá)到24.219億元。(上官文斌)