为什么发动机涡轮增压器一定要用废气驱动，而不是更容易控制的电动驱动？电力驱动涡轮是否会成为发展方向？
电动涡轮是一个发展方向。电动涡轮确实容易控制，而且响应更快，不受排气影响。不利于普及的因素一个是目前电动涡轮还比较小，功率做大需要配合48V轻混的电池，第二个就是贵！！！ 玛莎拉蒂的2.0T就采用了超级电动增压器+涡轮增压的组合，从而实现凌驾于同排量的动力输出，也实现了“随踩即有”的动力响应。 在加速模式下，电动涡轮在0.23s的瞬间可以达到72000rpm（最高转速80000rpm），瞬间实现0.45bar的增压压力，涡轮增压进一步提高增压压力，从而实现了独有的加速响应性；在巡航模式下，考虑高效燃烧，电动涡轮不工作，通过涡轮持续进行稳压，在获得良好动力的前提能够确保燃油经济性。 由于这个电动增压器功率高达5kW，传统12V电源无法执行，新Ghibli也采用了一套48V轻混系统，48V电源也保证了这套电动增压器的可靠运行。 奔驰M256中也使用一个双涡流增压器+电子涡轮增压器。排气系统设计为带有部分集成的无间隙排气歧管（LSI）和1至3缸和4至6缸的流量分离设计。由于需要发挥极致性能，奔驰特别重视排气背压优化、涡轮机壳和歧管之间的接头流场优化以及滑动阀座的密封性优化。通过这些考虑，将排气损失降低到最小，让涡轮增压器能在最小的废气质量流量下也具有良好的响应性能。 这台双涡轮增压的L6发动机不同于传统的增压方式，奔驰采用了来自博格华纳的电动涡轮增压技术“eBooster”，在传统涡轮增压基础上增加了一个电动涡轮来协同工作，相当于将一大一小两个涡轮增压器串联在一起，以此大幅提高工作效率。eBooster电动涡轮增压器配备了无刷直流电机，可以在0.3s内将转速提升到7000rpm，为发动机在低转速区域提供充足动力，且几乎不会产生涡轮迟滞现象，从而让M256发动机从1800rpm开始就可以提供100%峰值扭矩，可使其性能等同于或者更优于与传统大型8缸发动机的性能表现，同时还缩小了发动机的尺寸，可使燃油效率提升5%到10%。 为了实现催化转化器的快速启动，通过仿真对电控废气门及其出口进行了优化，使其尽可能均匀分布。 尽管M256使用了大功率的涡轮增压器, 为在低速范围下获得明显的响应，还使用了电动辅助压缩机，该压缩机集成在48V车载电气系统中，安装位置位于发动机左侧，增压空气冷却器的后面。增压压力取决于涡轮增压器的转速, 后者由废气流驱动。因此在较低转速范围下增压器产生的增压压力相当低，且仅在发动机转速升高时增加。当驾驶员迅速要求较高动力时，直到最大的增压压力建立为止，需要一定的时间才能使发动机输出全部动力，该行为被称为“涡轮迟滞”。为抵消涡轮迟滞并在整个转速范围中拥有均匀的较高增压压力，在较低转速范围内通过辅助压缩机生成部分增压压力，可使用的增压压力最大可达到0.45bar。该电子涡轮功率超过5kW,能够在300ms内转速达到70000rpm，响应性极高。 两个增压系统的空气流量由滑块控制阀调节，而发动机控制单元对两个子系统进行协调控制。相关控制逻辑可以通过四种不同的操作状态来描述，如图16所示。 状态1：涡轮不工作工况（中低负荷）。非压缩进气通过稍微打开的滑块控制阀进入中间冷却器，传统涡轮和电动涡轮回路都不工作。 状态2：低转速高负载工况。为了提高响应性，此工况下主要依靠电动涡轮辅助增压，滑块控制阀由于电动涡轮压力增大而关闭，从而增压压力可以更快速地建立起来。 状态3：中转速中高负荷工况。此工况为两个涡轮协同工况，属于过渡区域，一方面依靠涡轮进行增压，一方面通过电动涡轮增压，他们之间的压力差，通过滑块控制阀补偿，此工况下传统涡轮逐渐增强，电动涡轮的功率逐渐降低。 状态4：中高转速高负荷工况。在大负荷工况下，由于排气背压充足，能够让涡轮压力充分建立起来，此时电动涡轮不参与工作。
传统驱动确实有个很大的硬伤：涡轮迟滞。 当然，工程师也为此设计了很多解决方案： 以上技术其实都存在一定缺陷：要么是涡轮增压器叶轮的惯性作用依然存在，使其涡轮迟滞现象无法一时间完全解决，再就是维护成本高昂，无法使用在平价车型上面。 还有制造成本过高，比如汽油机中涡轮温度会达到1000摄氏度从而对零件的材料有很高的要求，所以目前只有工作温度较低(约400摄氏度)的柴油涡轮发动机，以及像保时捷911 Turbo(使用了耐高温的航空材料)等少量高性能运动车型上配备了VNT技术。 其实也不是。 先看一下它的优点：镶嵌在涡轮机和压缩机连接轴上的直流电动机可以使涡轮全速旋转而不必使用废气来驱动，这就完全解决了因为转速过低而造成的性能不足现象，而且这可以几乎在瞬间完成，从而使涡轮迟滞几乎降低为零。 也就是说，在传统涡轮发动机中涡轮还未能被驱动的低转速区间，电动机驱动的涡轮可以弥补掉传统涡轮发动机的动力响应不足。 但这种技术也存在一个致命硬伤：成本高、占用空间大等问题使得普通车辆无法普及这样的技术配置。 电机的劣势区间在高转速，这时的电机能耗加大，涡轮叶片的最高转速可以万转为单位，就算电机没问题，一般车辆的电源也难以满足。在峰值负荷时，电动涡轮增压需要48伏的电压驱动，由于功率以及有些采用轴流式涡轮结构的限制，电动涡轮在高负荷工况下很难达到传统涡轮机的效率。 再者就是成本。当前使用电动涡轮增压的基本为高端车型，毕竟它们价格摆在那，对于一般的家用车型，如何在成本有限的情况下配置电动涡轮增压是很大的问题。 最后是技术门槛。如何将增压控制软件整合到现有的电子控制单元中，并集成到发动机控制模块里去，绝不是个简单的问题。 燃油汽车最理想的组合方式为「BSG＋废气涡轮增压」，这种组合既能有效保护发动机，又能理想的提升低转速扭矩爆发力，同时制造成本也非常低，相比使用电涡轮加入大容量电瓶与高功率发电机的系统而言，更容易被车企所接受。 其中具有代表性的就是盖瑞特的E-Turbo（虽然他声称为电动涡轮增压技术，但本质上还是电机+废气驱动组合模式） 盖瑞特的增压器仍由扇叶和增压器组成，并以废气为驱动力，但是加入了小号的辅助发电机。由控制单元操作，新加入的原件可以减小涡轮迟滞和能量浪费，同时实现更高的增压效率，最终实现提高总体经济性的效果。 这项技术的出现意味着涡轮增压器不必再为了动力响应而一味地减小自身体积了，而可以进行更加性能偏向的设计，也不用在担心低转速下涡轮支持对于驾驶的影响，因为电动机在低转速能够弥补大尺寸涡轮迟滞大的弊端。 综上，未来单纯的电动涡轮驱动不太会成为主流，而轻混动力系统的优势在目前是比较明显的。