7.4 燃料和动力传动系统的策略演变

20世纪90年代以来，随着日趋严格的排放标准和人们对燃油经济性要求的提高，大众在动力系统方面的研发经历了发展和变化。大众在前期主要是改进汽油和柴油发动机、轻量化以及替代燃料的研发，后期追求一个双管齐下的策略：一方面优化燃烧和减小发动机排量（downsizing）；另一方面逐渐加大电动汽车的研发（见图3-107）。

7.4.1 大众在传统发动机技术上的不断优化

大众在发动机技术领域的代表性技术有汽油发动机的FSI技术和TSI技术，柴油发动机方面的TDI技术。

FSI技术让汽油直喷发动机在油耗和动力表现上更优秀。大众集团的FSI技术是指直喷发动机（GDI）采用了燃油分层喷射技术，由奥迪发明，是直喷式汽油发动机领域的一项创新技术，可以在同等排量的情况下提高燃油经济性和动力表现。传统发动机的喷油器位于进气道，而直喷发动机是直接向气缸内喷射燃油，会获得较好的动力表现和燃油经济性。2000年，大众推出了第一款搭载直喷汽油发动机的LUPO FSI，百千米平均油耗为4.9L，比传统的同等排量车型耗油量减少30%左右。大众十分重视FSI（燃油分层喷射）技术在集团内车型上的推广。FSI技术是1.4LLUPO发动机的标准技术，随后在第五代高尔夫和捷达、第六代帕萨特上广泛应用，2007年途观采用了带涡轮增压或双增压的FSI发动机（见图3-108）。

大众集团是柴油发动机领域的先驱。早在1976年，奥迪就着手研发提高柴油的接受程度，改造柴油发动机的形象。1989年，奥迪研发出2.5L 5缸TDI发动机（直喷涡轮增压柴油发动机），是世界上第一个系列生产的全电子控制的柴油发动机，为柴油技术开创了新的发展趋势（见图3-109）。1991年奥迪率先开启了TDI时代，1.9L、66kW的TDI发动机首先被用于奥迪80（这款发动机随后也被用于帕萨特）。1995年，奥迪A6 2.5 TDI quattro是世界上第一款采用直喷式柴油发动机和quattro驱动（全时四轮驱动）的中高档轿车，103kW的柴油发动机每100km仅消耗柴油6.5L。随着1999年在LUPO 3L TDI中首次出现的高压泵喷射系统的发展，大众强化了其在节油柴油技术领域的领导地位。新的喷射系统降低了15%的油耗，同时提高了转矩和性能。2000年，大众集团更新了TDI发动机的泵/喷嘴总成概念。2002年大众途锐搭载的V10 TDI发动机，313PS、750N·m转矩让其成为当时世界上顶级的乘用车柴油发动机。2004年大众将等离子体涂层技术用于5缸TDI和V10 TDI柴油发动机的生产上，由于减少了摩擦，从而降低了油耗和排放水平。2007年新的共轨喷射系统让TDI发动机在牵引平滑和噪声方面有了显著的改善。

TSI技术是大众集团研发的双增压技术，延续downsizing策略。TSI技术基于TDI发动机概念上发展，指同时配备了机械增压器和涡轮增压器的汽油直喷发动机。1.4 TSI发动机是大众集团在这一领域的里程碑，2005年在高尔夫GT TSI上首次亮相。尽管只有1.4L的容量，这款发动机仍然具有强大的动力，功率125kW，转矩240N·m，平均油耗量为7.2L/100km。在即使是在1250r/min的低转速下，单机械增压器就能保证200N·m的转矩。一旦转速达到更高时，涡轮增压器开始工作。无论是单独还是共同工作，机械增压器和涡轮增压器都带来了油耗性能的提升，可减少20%的油耗水平。

7.4.2 向电动化转型

在日益严峻的能源和环保压力下，随着电池技术日渐成熟、成本降低，电动汽车的热潮再次兴起。在全球汽车行业都在加速布局电动汽车的背景下，大众也不例外。大众1976年在城市出租车上进行过电动汽车的研究，配有电动机，可以在城市环境下运行，而在郊区则由内燃机驱动。2010年零排放“米兰出租车”的概念车体现了大众追求的环保目标，该汽车是由一个最大输出85kW的电动机驱动，能量由锂离子电池提供，汽车最高续驶里程达300km。大众认为，从长远来看，汽车零排放将由电动汽车和燃料电池动力汽车来实现。

大众在电池研发方面与多方进行了战略联盟。电池是电动汽车的核心，其存储容量是决定汽车行驶里程的决定性因素。2007年，大众的研究部门开发了一种更小更便宜的高温燃料电池，电极的使用可以允许更高的操作温度。2008年，大众集团与日本电子集团三洋合作，为高尔夫twinDRIVE、途锐混合动力版本开发系统。大众与日本电子集团东芝在电子模块和电力牵引组件上长期合作，与明斯特大学物理化学研究所合作研究锂电池的电极材料。2010年大众集团与多家专业电池制造商合作，系统地推进混合动力和电动汽车的高压动力蓄电池系统的开发，与合作伙伴瓦尔塔微电池公司，成立了合资公司，研发适用于汽车的电池以及相关的生产技术。大众电动化转型过程中的重要车型见表3-9。

概念车Space Up！Blue安装了12块锂电池，45kW的电机放置在汽车后座（见图3-110）。如果单独由动力蓄电池驱动，车辆可以行驶100km；动力蓄电池耗尽时可以充电。高温燃料电池安放在前机舱盖下，它可以将3.3kg氢气转化成电能，没有任何排放。能源的一部分来自一个150kW的车顶上的太阳能模块。在太阳能电池和燃料电池结合的情况下，汽车可以行驶350km，最高时速120km/h（见图3-111）。