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時值中國“十四五”規(guī)劃及2035年新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)展的開局之年，汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下正加速向全面電氣化時代邁進(jìn)。而作為2021年首個國際汽車工業(yè)展覽會，于4月19日正式開幕的上海車展便成為諸多企業(yè)對外展示各自布局未來的技術(shù)成果及戰(zhàn)略規(guī)劃的重要舞臺。其中，專注于研發(fā)減排與零排放技術(shù)的科技公司OBRIST便攜其HYPERHYBRID超級混合動力、熱管理系統(tǒng)等核心技術(shù)亮相本屆車展，以積極參與中國新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)未來技術(shù)發(fā)展。

資料顯示，奧地利公司OBRIST Engineering成立于1996年，誕生初期為一家熱管理技術(shù)公司，2001年開始，公司開始涉足汽車熱管理系統(tǒng)和動力總成研發(fā)，合作對象主要為汽車頭部零部件供應(yīng)商及主要代工廠，戴姆勒、寶馬、大眾、特斯拉等品牌都曾采用過其技術(shù)。隨后，作為OBRIST Engineering延伸出的姊妹公司，OBRIST Powertrain在2011年成立，涉足混合動力和純電動核心部件研發(fā)。截至目前，OBRIST除了在奧地利（總部）、美國、中國設(shè)有公司外，不久之前成立了德國子公司。

“上海車展是一個全球性規(guī)模的車展，OBRIST非常榮幸能夠參與，并將我們專利技術(shù)向全球最大也是最重要的汽車市場展示。我們認(rèn)為，中國汽車市場不僅具有巨大發(fā)展?jié)摿�，而且中國對汽車技術(shù)開發(fā)非常重視。”OBRIST公關(guān)傳媒總監(jiān) 索斯滕·里克斯曼（Thorsten Rixmann）向蓋世汽車表示，“我們HYPERHYBRID動力總成系統(tǒng)完全符合中國制定的全面電氣化計劃，我們將全力支持這一計劃，因為這是人類避免氣候危機唯一的方法！”

HYPERHYBRID超級混合動力，加速推進(jìn)全面電氣化進(jìn)一步落地

作為OBRIST在本屆上海車展期間主推的技術(shù)之一——HYPERHYBRID超級混合動力，由零振動發(fā)動機(Zero Vibration Generator)、高效鋰離子電池包、驅(qū)動電機以及汽車控制系統(tǒng)組成。

HYPERHYBRID超級混合動力原型車及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意（視頻來源：OBRIST）

發(fā)動機與電池包以串聯(lián)方式布置，基于其模塊化優(yōu)勢，HYPERHYBRID超級混合動力系統(tǒng)可根據(jù)不同國家國情，實現(xiàn)插電式混合動力或是增程式混合動力等不同混合動力形式。但需要指出的是，目前市面主流串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)內(nèi)燃機為主要動力源，在動力傳輸?shù)姆�(wěn)定性和操作便利性上仍存在一定弊端。

為此，OBRIST Powertrain針對串聯(lián)式混合動力的特點，進(jìn)行全新研發(fā)，正式推出ZVG零振動發(fā)動機，其分為40kWe和85kWe（加渦輪增壓）兩個版本。

優(yōu)勢一、兩缸對置結(jié)構(gòu)發(fā)動機，緊湊、小巧

得益于兩缸發(fā)動機機構(gòu)，ZVG發(fā)動機機身總重最輕僅有95kg（不包括油液），外形尺寸為677×498×188mm，總得來說做到了重量輕、尺寸小、高度集成化，可以大大提高汽車設(shè)計者和工程師在布置上的自由度。

OBRIST Powertrain ZVG發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意（視頻來源：OBRIST）

優(yōu)勢二、零振動發(fā)動機，將噪音降至極致

眾所周知，汽車噪聲主要源于發(fā)動機振動、風(fēng)噪及路噪，隨著電氣化轉(zhuǎn)型，電機及電器的增加帶來的振動噪聲則成為NVH問題的新來源。這其中，混合動力車型NVH復(fù)雜程度成倍提高。

為克服兩缸發(fā)動機典型NVH問題，ZVG采用了一個對置旋轉(zhuǎn)曲軸用來補償一階力與力矩，兩個發(fā)電機以曲軸兩倍速度運轉(zhuǎn)來補償二階力與力矩�；�于這個結(jié)構(gòu)，發(fā)電機會產(chǎn)生一個滾動力矩，在啟動、加速及減速時均不會引起外部扭矩。“得益于凸輪軸上的新型線性質(zhì)量平衡系統(tǒng)，在剛完成的B樣件中，三階與四階的力與力矩也已取消”，OBRIST集團CEO及聯(lián)合創(chuàng)始人弗蘭克·沃爾夫（Frank Wolf）補充道，“此外，我們還運用了隔熱和隔音裝置進(jìn)一步減少振動，提升降噪效果。”

注意ZVG發(fā)動機氣缸蓋上的硬幣（動圖來源：OBRIST）

優(yōu)勢三、串聯(lián)混動，兼顧高效動力、低油耗與低排放

如前文所述，HYPERHYBRID超級混合動力采用串聯(lián)方式連接，在其算法中，車輛行駛在低于65km/h(40mph)的城市路況時，電池為車輛提供全部能量；當(dāng)進(jìn)入高于65km/h(40mph)的駕駛路況及電池電量低于50%時，發(fā)電裝置（ZVG）才開始工作，向驅(qū)動電機輸出的電能同時給電池充電，并且保證輔助功能（如空調(diào)）運行。這臺發(fā)動機只要一啟動，其轉(zhuǎn)速將控制在1,500-5,000之間，保持全速全負(fù)荷運轉(zhuǎn)，車輛所有加速情況均由高能量電池來負(fù)責(zé)。通過發(fā)動機與加速需求的解耦，將發(fā)動機轉(zhuǎn)化成一個真正可變的、高效的動力輸出裝置。

經(jīng)測試，其原型車顯示有效燃油消耗率為210g/kWh，達(dá)到穩(wěn)定40.3%的熱效率。“持續(xù)充電情況下，HYPERHYBRID演示車長距離高速行駛狀態(tài)下百公里油耗只需4-5升。”弗蘭克·沃爾夫介紹道。

圖片來源：OBRIST

弗蘭克·沃爾夫進(jìn)一步揭示，發(fā)動機只有在冷啟動的情況下才會節(jié)流，其他情況下，均在Lambda=1處以節(jié)氣門全開狀態(tài)運行，此時空氣污染物降到最低，以減少碳排放。但即使在冷啟動階段，我們通過將空氣泵送至電加熱催化器上，直至達(dá)到起燃狀態(tài)，從而將排放降到最低。

此外，值得注意的是，ZVG發(fā)動機燃油噴射方式采用的是進(jìn)氣歧管噴射的方式，將最大程度上降低NOx以及顆粒物排放問題。

優(yōu)勢四、適用不同燃料，向零排放、碳中和目標(biāo)邁進(jìn)

為追求更為清潔的能源、更高的效率，向零排放無限靠近，ZVG發(fā)動機還適用于不同燃料，包括無鉛汽油、甲醇燃料、液化天然氣、壓縮天然氣以及有機生物合成燃料。

這其中，有別于目前主流以煤為制取原料的甲醇，OBRIST研發(fā)了更為清潔的甲醇提取技術(shù)，且以此為燃料的ZVG發(fā)動機具備更高壓縮比，結(jié)合高效點火系統(tǒng)及稀薄燃燒（Lambda>1.6），目標(biāo)熱效率達(dá)到50%以上。“目前，OBRIST與德國、奧地利的政府部門以及相關(guān)科研機構(gòu)合作，在今年夏天之前建造10輛基于綠色甲醇燃料（eMethanol ）的HYPERHYBRID超級混合動力系統(tǒng)樣車。”索斯滕·里克斯曼進(jìn)一步透露。

截至目前，ZVG專利技術(shù)已授權(quán)給至少一家大型汽車企業(yè)，最快將于2023 或2024年實現(xiàn)批量生產(chǎn)，同時，OBRIST仍在同全球約30%汽車制造商進(jìn)行交流，致力于將最新且最優(yōu)技術(shù)方案推向全球汽車市場。

當(dāng)然，一個優(yōu)質(zhì)的混合動力系統(tǒng)解決方案僅僅靠一臺極簡、零振動、高效且低排放的發(fā)動機是不夠的，還需要一個高能量密度電池包。為此，OBRIST Powertrain研發(fā)推出了高效真空緊固鋰離子電池包。

OBRIST Powertrain高效真空緊固鋰離子電池包結(jié)構(gòu)展示（視頻來源：OBRIST）

該電池包不受限電芯制約，可以使用高功率或高能量電芯。利用OBRIST Powertrain自主研發(fā)的真空緊固專利技術(shù)，將全部電芯以真空緊壓來保證其穩(wěn)定性與牢固度，從而大幅縮減零部件數(shù)量的同時提高電池導(dǎo)熱系數(shù)和散熱性能，創(chuàng)造出行業(yè)領(lǐng)先的電池模組能量密度（231Wh/kg）及使用壽命（充放電循環(huán)>18,000次）。

時值2021年，是中國“十四五”規(guī)劃和汽車產(chǎn)業(yè)未來15年規(guī)劃的起始元年，目前我國汽車正加速邁向全面電驅(qū)動化時代，以助力全國在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。但我們?nèi)皂毲宄�地認(rèn)識到，在未來巨大發(fā)展?jié)摿χ�下，是我國汽車產(chǎn)業(yè)混合動力相關(guān)技術(shù)積累薄弱，想要進(jìn)一步實現(xiàn)汽車的節(jié)能減排，無論是從市場需求還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面來看，都亟待一套優(yōu)質(zhì)解決方案的誕生。

展望未來，“我們期望能夠成為中國汽車產(chǎn)業(yè)電氣化解決方案重要的一部分。”索斯滕·里克斯曼表示，“面向中國市場，我們將著重推廣低排放HYPERHYBRID動力總成同2030年及以后的零排放eMethanol HYPERHYBRID動力總成系統(tǒng)。”

OBRIST Engineering，多管齊下助力新能源汽車全面普及

事實上，汽車的節(jié)能減排并非單純優(yōu)化動力來源，還需重視汽車熱管理系統(tǒng)的巨大作用。 通過專利技術(shù)以及對熱量的管理，最大程度上提升電量分配效率，延長續(xù)航里程，進(jìn)一步實現(xiàn)節(jié)能減排。因此，HYPERHYBRID 超級混合動力所帶來的優(yōu)秀表現(xiàn)，也同樣離不開熱管理系統(tǒng)的“保駕護(hù)航”。

OBRIST Engineering在汽車動力系統(tǒng)、廢熱回收和熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域擁有長達(dá)25年開發(fā)經(jīng)驗，其理念是專注開發(fā)綠色環(huán)保的解決方案�；�于對暖通空調(diào)（HVAC）熱力學(xué)流程設(shè)計及相關(guān)零部件功能需求的深度理解，OBRIST Engineering不僅曾成功開發(fā)了替代化學(xué)制冷劑的R744（二氧化碳）系統(tǒng)與零部件解決方案，其還注重開發(fā)天然、綠色工質(zhì)的應(yīng)用，例如R290（丙烷）、乙醇等。

要知道的是，R134a是目前最為常見的汽車空調(diào)制冷劑，但由于其溫室效應(yīng)潛能值（GWP）高達(dá)1430，已被歐盟、美國等主要市場明令禁止采用。由此，尋找優(yōu)質(zhì)且環(huán)保的制冷劑成為當(dāng)下汽車熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域的重要命題，這其中，R744（二氧化碳）便是最好的替代品之一。

OBRIST Engineering R744 電渦旋熱泵壓縮機（圖片來源：OBRIST）

R744是一種氣候中和制冷劑，其GWP為1，比普通的碳氟化合物R134a低1300倍，安全且環(huán)保。基于這一制冷劑，OBRIST Engineering至今已成功改造或建造了超過50臺R744試制車，并支持戴姆勒的R744 空調(diào)系統(tǒng)及壓縮機，成功交付全球首批車用R744壓縮機。

OBRIST Engineering R290 緊湊型熱泵系統(tǒng)（圖片來源：OBRIST）

除R744外，GWP值僅為3的R290也同樣是市場上最具環(huán)保性與經(jīng)濟性的制冷劑之一。R290又稱丙烷，其吸收熱的能力比R134a或R404高出約90%，具有優(yōu)良的熱力性能，價格低廉，單位容積制冷量較大，且外型尺寸小等多重優(yōu)勢。目前，OBRIST Engineering已自主研發(fā)緊湊型R290熱泵系統(tǒng)及高效R290 電渦旋壓縮機，在實現(xiàn)了體積最小化與零部件極簡化，并將系統(tǒng)加注量控制在小于150g，從而最大程度確保整個系統(tǒng)的安全運行。

如上述兩類產(chǎn)品一樣，OBRIST Engineering所有產(chǎn)品與零部件均根據(jù)制冷劑具體需求與產(chǎn)品本身進(jìn)行專門設(shè)計，并可根據(jù)客戶需求提供A-D樣全套技術(shù)服務(wù)支持。開發(fā)過程中，無論從原型機設(shè)計、建造或是批量生產(chǎn)驗證，客戶可任意指定開發(fā)階段進(jìn)行項目交付，并可為客戶提供交付后的安裝支持以及咨詢服務(wù)。

OBRIST Engineering開發(fā)了世界第一臺二氧化碳壓縮機，并配置于戴姆勒車型上（圖片來源：OBRIST）

正是基于其在熱管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的不斷深耕與優(yōu)質(zhì)的服務(wù)理念，OBRIST Engineering截至目前已擁有超過200個國際性有效專利，曾先后參與了特斯拉早期降本以及熱管理、寶馬i3和i8車型的技術(shù)合作等，包括大眾、奧迪、雷諾、保時捷、通用、菲亞特、MAN等多家國際主流車企熱門車型中不乏OBRIST Engineering熱管理技術(shù)的身影。

至此，在OBRIST Powertrain強悍的零震動發(fā)動機（ZVG）和真空緊固電池包、OBRIST Engineering優(yōu)異的熱管理系統(tǒng)技術(shù)加持下，HYPERHYBRID 超級混合動力無疑是當(dāng)前混合動力車型實現(xiàn)節(jié)能減排的優(yōu)質(zhì)解決方案之一。

不過，OBRIST對于征戰(zhàn)未來汽車市場的野心并不止步于此。

OBRIST集團目前收購了汪克爾研究院，研究院創(chuàng)始人便是發(fā)明轉(zhuǎn)子發(fā)動機的菲力斯·汪克爾。OBRIST公司創(chuàng)始人Frank Obrist曾在這所研究院從事過發(fā)動機研究項目。未來，該研究院將成為OBRIST研發(fā)中心，涵蓋汽車空調(diào)壓縮機測試臺架實驗室、HYPERHYBRID 研發(fā)處并可建造定制化串聯(lián)式混合動力樣車、建造混合動力與純電驅(qū)動船只、RO80古董車俱樂部（歐洲轉(zhuǎn)子發(fā)動機古董車迷俱樂部，古董車博物館）等多重功能，從而為OBRIST面向未來5-15年全球汽車市場征戰(zhàn)時提供強大助力。

毫無疑問，未來汽車是屬于新型能源的。按照我國于去年下半年相繼發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》及《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2021年-2035年》明確，至2025年中國新能源汽車新車銷量占比將達(dá)20%，這意味著中國新能源汽車將在未來的5年間，實現(xiàn)從5%的市占比快速飛躍。

在此市場騰飛之際，經(jīng)歷25周年漫長時間的積累和沉淀之后并已形成較為完善混合動力解決方案的OBRIST無疑將助力我國全面電驅(qū)動時代加速落地，成為中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)重要動力源之一。

索斯滕·里克斯曼展望未來，“OBRIST的專利技術(shù)以零排放為出發(fā)點，基于模塊化優(yōu)勢，適用于不同國家地區(qū)新能源技術(shù)路線，更完全符合中國汽車產(chǎn)業(yè)未來15年發(fā)展規(guī)劃，將成為客戶的明智選擇。”