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？
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首先我们要了解，为什么汽车要增压，增压的目的简单说就是提高发动机的进气效率，以此提高发动机的热效率，降低油耗，提高动力性能。所以涡轮增压的两个目的就出来了，一切研究也是围绕这两个目的进行的，所以发展出了涡轮增压和机械增压，涡轮增压就是利用废气的残余动能推一下涡轮，机械增压则是发动机直接带动涡轮。所以理论上用电机推动涡轮也是可以的，但为啥不用，原因不外乎如下：用电机的话，属于机械增压的范畴，而外的电机需要一套传动装置，增加设计难度和成本，而本质上还不如直接用发动机的动力。
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关于电子涡轮的新闻，还是之前新一代斯巴鲁WRX和BRZ采用电动涡轮，奥迪在使用新一代TDI发动机的时候也用到电动涡轮，法雷奥也在上一届北京车展上展出电动涡轮技术。电动涡轮相比传统涡轮一个最大的优势是可以在想要的转速上启动，也就是能解决涡轮增压的迟滞问题。当然，现在涡轮越来越小，小功率涡轮增压发动机的迟滞已经不明显了，但实际上对于一些大功率的涡轮增压发动机，迟滞问题还是存在的，而且只要是涡轮增压发动机就一定存在涡轮迟滞，只不过是大小的问题，电动涡轮可以解决这些问题。但是阻碍电动涡轮普及的因素也一直存在着，比如常处于满负荷状态下的电机，过高的发热会严重缩短电机寿命，如果要满足这些条件，电机价格又会过高。另外一个问题是关于电机的体积。从功率方面考虑，能满足几十万转的电机，转速越高扭矩就越小，驱动叶片就越力不从心，所以提高扭矩就必须增大电机体积，而这些体积对发动机舱太奢侈了，所以电动涡轮目前来看比较适合小排量。电压高和电流低也是弊端之一，电压高就需要大容量电池，电流大对汽车可靠性考验就越苛刻，反应到量产上就是设计难度大。所以，电动涡轮目前一般只是用在一些豪华品牌商，主要是缓解传统涡轮的迟滞问题，先让电动涡轮启动，等转速变高就交给传统涡轮。不过，电动涡轮的优势已经足够了，那就是可以使用更大的废气涡轮，低转速时交给电机，高转速交给传统涡轮，这样就既发挥了电动涡轮的优势也发挥了废气涡轮的优势。从这方面看，电动涡轮的主要适配对象应该是小型性能车。目前，在使用电动涡轮的车型上，只有斯巴鲁是全程大功率电机承担增压，其他几家都是组合方案，电动涡轮和废气涡轮双增压。宝马M3也有过这种想法，把较小的那个涡轮改成电动涡轮，解决迟滞问题，同时电动机还能给蓄电池充电，提高经济性。不过，电动涡轮越来越受到重视，原因不外乎两点：结构简单，加个电机就能用，效果显著，又了电控就更加随意。
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我之前看到一项技术，叫电控涡轮或者电子涡轮。主要是电机厂家法雷奥和奥迪等厂商在研制。主要思路是，在发动机低速情况下，废气涡轮未响应，此时由电为动力，驱动涡轮进行主动增压。与其他答友看法不同，我对于此项技术极为看好。原因有几点，第一大家都知道tsi，也就是目前大众的当家小排量技术，在国内被阉割，之前被人喷死。那么这种策略的劣势就在于，要增加机械增压的零部件，增加了整机成本，，这一套东西跟涡轮成本估计也差不多了，同时增加了故障率，因为又多出一套可能会坏的东西，第三是对发动机整机布置也会有影响，这就增加了设计成本，同事你还要考虑标定策略等等的因素。所以这总得来说就是很麻烦。那么如果电控涡轮能够实现，那么将无形中在发动机本体减去一块包袱，以上这些双增压的劣势将被一笔删除。那么说电控涡轮现在为什么没动静，之前说了只有几个尖端厂商在尝试，还有几种不同的策略。目前我了解到的，一种是全电控，也就是舍弃了废气，这种明显是不明智的。一种是采用两个或多个涡轮，在低转速使用电控涡轮，高转速使用废气，这种对成本也没什么帮助，相比tis换汤不换药。最优的策略，应该说是一个涡轮，集成低速电控，和高速废气两种模式，由外置电机分转速频段响应操作，保证发动机各工况极尽所能，但这种策略到底在实施上还有多少难点，如何攻克就很难说了，希望最终能够成功。
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涡轮增压使用的是废气，这种能量只要车辆在行驶就会产生，而且只要车辆在行驶就不会枯竭，是一种相当可靠的动力来源。那么电动涡轮呢？车辆行驶本身是不产生电的，车用电来自于蓄电池，蓄电池的电来自车上一个由发动机带动的小发电机。以现有的技术水平，电动涡轮具有以下缺点：1、效率不管是何种增压，其目的是增加进气量，增压器的转速是以十几万甚至几十万转计的，而电动机要达到如此的转速，耗费的能源远非现有电瓶能够承受；如果加大电瓶，势必增加车重，得不偿失；如果降低转速，那么增压的效果就会非常低。涡轮增压的效果大家都能看到，增压100%都是小意思。现有的大部分车用电动增压器（不是淘宝上卖的那种噱头货哦，而是厂商研发的实用产品）增压幅度也就12%-16%，单独使用远不具有实用价值。2、电压其实这算是1的延伸，不过还是单独列出来可能好理解一些，由于1的问题存在，那么如果想要提升电池的性能，那么现在汽车上12V电压是不足以满足电动增压器的需求的。以奥迪目前正在研发的，今后将会搭载在新款A6上的3.0LTDI柴油发动机为例，它搭载了一个涡轮增压器和一个电动增压器，这个电动增压器峰值功率大约为7千瓦，在现有的12V电压的话工作电流将要去到583毫安/秒。奥迪目前是采用了48V高压系统，能够把电子增压器的工作电流降低至145毫安/秒(得评论里两位朋友指正，此处单位应该为安……Sorry)。但是众所周知，人体的安全电压是36V，超过这个电压就必须对车上的电路系统做更充分的绝缘保护，这无疑会增加造车的成本，车辆安全性的风险也会增加。3、寿命因为增压器需要长时间工作，势必给电池（组）带来很大压力，寿命会迅速下降。霍尼韦尔增压技术开发公司工程副主席在访谈中提到过，霍尼韦尔对电动增压器的研究已经超过10年，最大的困难就是要在车上搭载一块稳定的合格供电源。可能有人会说，那混动和纯电车也是电池长时间工作，怎么电池没压力？这是错误的。丰田的混动之所以独步天下，就是因为其电力管理系统相当牛逼，丰田和雷克萨斯的各种混动车型，在J.D.Power和ConsumerReports等专业机构的评测，和消费者的实际检验中，就算和传统自然吸气动力车型相比，可靠性也名列前茅，相比之下奔驰的S400Hybird以电池寿命低著称（我身边就有一例新车就在2个月内换了3套电池组的用户），宝马最近推的Le结尾的这种新车也不断有电池故障消息出现…而丰田敢于为旗下的混动车型提供6年15万公里的超长质保，可见丰田对其混动系统可靠性的强大信心。而纯电方面，特斯拉MODELS之所以受到追捧，也是因为其独到的电池管理技术，很多人嗤笑特斯拉使用18650电池是大号充电宝，殊不知把这些电池弄到一起工作是很简单，但是让这些电池在一起能稳定可靠地工作却不简单，以前比尔盖茨的座驾Fisker和特斯拉自己的Roadster为什么没有成名？就是因为可靠性低，电池组的故障率高。而ModelS非常明显地提升了纯电汽车电池组的可靠性和寿命，才能一炮而红。当然，电动增压也并非一无是处，它具有以下优点1、工况稳定。涡轮增压和机械增压很容易因为汽车或者发动机运行方式的骤然改变而影响其工作效率，电机增压不存在以上问题。2、废气涡轮需要发动机达到一定转速才能介入，而且停止时存在惯性，这就产生了迟滞。电动涡轮的介入和停止都可以是随时随地的，没有迟滞3、其原理及构造更加简单，带来的好处就是安装方便、成本降低因此各大厂商也在电动涡轮上做了一些探索，但进展都比较有限。目前我认为最成功的电动涡轮增压应用来自于沃尔沃——最新的2.0TDrive-e引擎，这个引擎搭载了三个涡轮，其中两个废气涡轮，剩下的一个就是电动涡轮。但是这个电动涡轮生成的高压气体并不是直接导入气缸，而是用于加速两个废气涡轮增压器的运转。发动机处于低转速时，旁通阀将空气拦截而全部进入电动涡轮，此时发动机主要依靠电动涡轮来提供压缩空气;随着转速提升，废气涡轮开始介入工作，经过电动涡轮压缩的空气推动废气涡轮进行二次增压;转速继续升高，前面讲过，电子涡轮由于转速低，这时对于高速气流反而成了累赘，这时旁通阀关闭，气流直接进入废气涡轮，电动增压器就会关闭。
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废气驱动更方便。在最初发明涡轮增压器的年代，内燃机还不是ECU控制的。用电？疯了吧你。电动增压永远不可能成为主流。驱动一个离心压缩机达到内燃机全速全负荷工矿所需要的功率你知道要多少千瓦吗？目前电动增压只能作为一个低速时的辅助增压手段，效率低（电机效率.8，压缩机绝热效率.75最高），压比低（1.5以下），瞬时电流大(300A)，功耗大(2-5kW)，其使用范围还受到电池的限制。个人觉得电动增压器在高性能车型或者高性能混动车上还是有点市场的。PS：我说的电动增压器不是淘宝上那种装在进气管上上的所谓“增压器”，那种货正确的名称是“乘用车发动机用智商税收取器”！
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