年度汽车技术话题：碳罐、高压油箱与插电混动汽车

在2023年里出现了一个与插电混动汽车相关的技术话题，这个话题围绕“碳罐”展开，现在来重新解读与总结该话题。

燃油动力汽车与仍然使用发动机的插电混动、插电增程汽车均有碳罐系统，碳罐指的是内部装有活性炭的装置，连接的是汽车油箱和发动机进气系统。由于汽油的挥发性能非常强，即便在零下几十度的低温环境中也会挥发，而液态汽油挥发为汽油蒸汽又会出现体积的膨胀，所以就需要给油箱设定“燃油蒸汽排气管”以避免油箱被撑破。

该油气排气管连接的正是碳罐，燃油蒸汽是可以燃烧做功的，液态汽油到发动机里也需要先进行压缩蒸发才会进行更高效率的燃烧做功；所以直接将燃油蒸汽排到车外是在浪费燃油，同时也会污染空气，于是才会设计出碳罐，其作用是吸附汽油蒸汽里的燃油并将空气排出。

挥发的汽油蒸汽到达碳罐之后会被吸附，随后通过碳罐通气孔将过滤后的空气排出，这样就能实现油箱的恒压。

只是活性炭吸附的汽油要如何参与燃烧做功呢？

办法很简单，碳罐的另一端连接的是发动机的进气歧管，启动发动机之后会在进气歧管产生气流；气流会产生负压力，说穿了就是会给连接碳罐的管路形成吸力。此时碳罐的通气孔就变成了“进气孔”，进气产生的气流实现活性炭吸附燃油的脱附，随后随着气流进入进气歧管，最终达到发动机燃烧室参与做功。

碳罐的尺寸很小，活性炭的容量是很有限的。

只要车辆停放的时间过长就会超出碳罐的容量极限，随后排出车外的不是过滤后的空气而是油气；所以燃油车长时间停放还是会出现“整车蒸发排放”的超标，但是燃油车只要正常使用则往往不会长时间停放，少数情况则无法避免。

但是插电混动汽车（含插电增程混动车）的用法完全不同，该类车支持充电和纯电行驶，统计数据显示有80%以上的插混车用户在日常用车场景中不会启动发动机，都是将车辆作为电动汽车使用。结果这些车的发动机很有可能一两个月都不启动一次，蒸发排放量势必会很大，于是这些车该如何控制蒸发排放则成为难题。

插混汽车会长时间不用发动机，虽然车子可能每天都在开，但是发动机却像那些一停就是几十天的燃油车一样；所以碳罐吸附容量必须足够大，然而碳罐做不到太大，那么就只能从油箱的方向探索解决方案。

目前合理的解决方案是使用高压油箱，燃油车使用的都是普通常压油箱；这种油箱基本都是工程塑料材质，强度比较低，即便是金属油箱也不会有很高的标准。

高压油箱拥有很高的强度，多为金属材质，这种油箱可以承受更高的压力；也就是汽油可以在油箱内挥发且不用往碳罐系统排，油箱能够把汽油蒸汽锁定在油箱里，等待下一次使用混动模式的时候进行一次性消耗。

这是目前看来最合理的方案，首先锁定燃油蒸汽可以尽量避免蒸发排放和浪费，其次不用油的时候也不会加油，于是就不会造成加油时过量汽油蒸汽排放；所以不论是从安全用车的角度还是从节约的角度来分析，高压油箱确实是唯一的选择。

2023年里有一家车企被另一家车企举报称其部分车辆涉及“整车排放污染物涉嫌超标”，该品牌的插电混动汽车使用的不是高压油箱而是常压油箱，这种油箱锁不住汽油蒸汽；所以这些车很有可能出现过量的汽油蒸汽排放，不过其采用了一个很奇特的替代方案。

该方案是发动机定期自动启动，也就是在侦测到碳罐达到阈值之后就启动发动机。

发动机启动之后就会把碳罐吸附的燃油汽车进行脱附并参与燃烧，这样确实能做到避免蒸发排放超标，但是却让车辆平白无故的去烧油——结果造成了更多的浪费和排放，并且等同于“偷”车主的油去保证其车辆蒸发排放的达标，这样的方案是否合理仍旧存在争议，这个案例到目前为止还没有最终定论。

不过准备选择插电混动和增程混动汽车的准用户们并不担心，在这起案例发生之后，该品牌的车辆后续全数换成高压油箱了，其他品牌的车辆当然也会使用高压油箱。

编辑：天和Auto-汽车科学岛，欢迎转赞评