为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动,那样会不会省油啊,就跟矿车一样?

理论上讲,经过一个发电过程,会增加消耗,但实际上还是省油的,原理也不复杂,用汽油机发电,汽油机总是工作在一个最理想的状态,没有了起步、提速等燃油利用率低的问题。恒定在最佳运转速度,能源利用率是最高的,车提速和起步等高耗能段可以通过电瓶储存的电能来调节。所以总的耗能是降低的。另外电瓶还可以采取电网充电模式,在充电电量不足是才采用发动机发电,这样就更加节能了,电网电价远低于发动机发电成本,这样更能体现出发电机电瓶储能方式的经济性,不过从技术和制造成本方面,曾程式电动汽车的成本还是比较高的。

为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

有这样的车型在市场上销售。叫做增程式电动汽车,英文EREV。

Extended-Range Electric Vehicles,增程式电动汽车,通过燃油发电,给电池充电,电动机驱动汽车行驶。

工作原理

车型特点

电机驱动,有电动汽车的良好特性。可以配置较小容量电池,重量小,成本低。因为可以通过燃油发电,没有里程焦虑。

缺点:能源需要经过二次转换,能量有损失,总体能量效率较低。

代表车型

宝马i3增程版,广汽传祺GA5增程版。

i3增程版

传祺GA5增程版

为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

汽油机发电+电机驱动,已经有车在这么做了,比如本田iMMD混动和所有增程式混动。以我的混动雅阁为例,除了高速巡航外,行驶中只要是发动机介入的工况,都是发动机带动发电机发电,驱动电机利用发出来的电驱动车子行驶,也就是俗称的串联混动模式,本质上也是增程式混动的逻辑。

这样做的好处是灵活调节发动机的负载和转速,可以让发动机始终保持在热效率最高的状态工作,在低速低负载和急加速时可以大幅度节油还不需要以牺牲动力为代价,巧妙地避开了传统燃油车热效率较差的费油工况。

这种增程式驱动模式虽然可以保证发动机的热效率,但由于能量的两次转化,传动效率有一定损失,在高速巡航时这种发动机热效率本来就可以最大化的场合就没什么节能优势了。所以本田混动的发动机与车轮之间,还有一套传动比相当于燃油车最高档位的齿轮组。在高速巡航时,这套齿轮组结合,动力系统就切换到发动机直驱模式,继续让综合能效最大化。如果有需要,发动机还可以同时给电池充电,或者电池放电给驱动电机,与发动机共同驱动车轮,相当于并联混动。

当然,串联混动只是省油的必要不充分条件,除此之外还需要发动机自身的热效率足够高,能量控制单元PCU的调校完善。目前已上市的量产车能同时做到这几点的,只有本田、丰田、现代、起亚、福特和通用的HEV车型,比亚迪最新的DMi超级混动的综合能笑理论上也非常强大,不过具体如何还是要等上市后再见分晓。

为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

为回答题主的问题,我还特意去查了下矿车的定义。根据百度百科的描述,矿车是矿山中输送煤、矿石和废石等散状物料的窄轨铁路搬运车辆,一般须用机车或绞车牵引,所以用矿车来作比显然不合适。我想题主可能想说的是以前老式烧煤的火车?但那也是蒸汽机原理呀。

好了,不纠结这些了。我们切回正题,用汽油机发电,然后用电来驱动汽车当然是可行的。最经典的就是增程式电动汽车,它的唯一动力来源就是电。

具体来说,在电力充足的时候,依靠自身的动力电池行驶,此时燃油发动机不工作,当动力电池电量不足时,将启动燃油发动机,通过燃油发动机的动力来驱动发电机发电,以此驱动汽车运动,如果在这个过程中产生的电量有富余,还可以存储到动力电池中为后续使用。

不过要知道在增程式电动汽车中,燃油发动机和动力电池都很重要。拿大家最熟悉的理想ONE举例,这台车长超过5米的七座SUV,燃油发动机却是一台1.2T三缸,它还搭载了一组容量为37.2kwh的动力电池包,纯电综合续航180km。

如果不选择充电,单独依靠内燃机发电,车辆的根本动力源还是燃油,而燃油驱动车辆的过程增加了发电这一道工序,必然是有能源损耗的,显然不划算。

为什么增程式还能存活下来,是因为在城市工况下,增程式汽车的燃油发动机发动机可以一直处在阿特金森循环,效率极高。但如果在持续高速工况下,增程就不行了,反而燃油经济性极低。

所以发动机和电池的组合,二者缺一不可,如果说全程都用燃油发动机来给电机提供能量,既增加了车重和复杂性不说,对整体能源利用率也是很大的伤害。

为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

「REEV·增程系统」暂时未能普及-未来前途无限

  • 内容概述:增程汽车概念解析,增程器与电动机组合的节油原理,REEV&PHEV制造成本与产品定位差异。(全文2000字·阅读需要8分钟)

「使用内燃机发电·利用电机驱动」,这种存在三次能量转化损耗的系统,为什么会比纯燃油动力汽车节能呢?这一问题想来大部分汽车爱好者都不能理解或认同,然而客观事实摆在面前也无法否认。要知道混合动力的大巴车(以公交车为主),以及少数卡车都在用这种技术,节油效果是非常明显的,这是为什么呢?

增程汽车概念
  • 增_增加
  • 程_续航里程

「增程」指增加汽车的续航里程,需要考虑续航问题的车辆自然是电动汽车。由于动力电池的制造成本偏高,导致普通电动汽车无法装备大容量电池包,而造成续航里程往往有些短。那么在不考虑扩容电池包的前提下,增程就需要用到内燃机或“氢燃料电池”这两类增程器了。

(氢燃料的清洁制造标准需要消耗电能,用电制造氢再用氢转化电有3倍之高的损耗;同时液态氢的能量密度过大,车辆安全性仍有很大不确定性。所以这种技术并未得到主流车企认可,本篇不讨论这种必然会被淘汰的技术)。

「燃油动力·增程汽车」是目前的主流选项,其概念正是以消耗燃油为代价,以“内燃机+发电机”组成增程器(发电机组),实现纯电行驶续航过短时即时发电满足续航电耗。这种模式其实并不新鲜,早期的火车以及今天的部分潜艇和生产机械均使用这套系统,即使是核潜艇也是发电后利用电驱潜航。那么为什么要采用增程呢?核心因素有两点。

节油
  • 解析基础:电动汽车平均电耗低至15kwh/100km左右。等效转化标准为「1升燃油=3度电(kwh)」,也就是说电动汽车的“平均油耗”实际为5L/100km!

很显然这是一种相当节能的汽车,因为燃油动力汽车的紧凑级车辆,其平均油耗也得在10L/100km左右,这是为什么呢?原因在于燃油车装备的【内燃式热机】能量转化效率(热效率)很低,平均只有35%左右;剩余的65%热能会被冷却、运动阻力以及进排气压力等因素消耗掉,也就是说消耗10升汽油其中只有3.5升左右实际被利用了,所以这种机器的能耗很高。

  • 问题来了:利用低效率的内燃机发电,在用电机消耗电驱动车辆,每一次能量转化都存在损耗,难道这种模式能节油?

标准答案为【能节油】,因为电动机的转化效率高达95%左右,浪费的能量是非常非常少的。节油的方式可以理解为内燃机低功率输出发出的电能,可以满足电动机正常驱动汽车行驶的消耗——内燃机能够始终以中低转速运行,车辆自然能够节油了。

(红色为主流永磁同步电机效率,绿色为少数异步电机效率)

比如某电动汽车的电耗为15kwh/100km,行驶中需要内燃机输出的功率也就是15kw/1hour!要知道内燃机怠速运行时也能够输出8kw左右的功率,增程模式中只需要以稍微高于怠速的转速运行则能够满足电车的需求了。

而内燃机直驱汽车行驶则要在1000~5000rpm区间来回波动,耗油量想当然会更高——城市道路驾驶油耗高是因为转速波动范围大, 定速巡航油耗低是因为低转速恒定转速运转,增程汽车能实现定速巡航的运行状态,这样解释能理解了吧。

(下图为低转速进气喷油量与高转速进气喷油量的差异·理论空燃比为14.7:1kg)

问题
  • 为什么增程汽车能够节油,但是主流车企却没有选用呢?

其实很多混动汽车都已经用了增程系统,只是受限于技术储备限制或制造成本的控制,亦或者是对高性能的兼顾而没有使用「纯增程」。比如本田ECVT双擎是以增程驾驶为主,广汽传祺系列PHEV、上汽EDU混电变速箱、宝马i系列、别克沃蓝达等车辆都是这种模式,然而为什么这些车的销量不理想呢?原因在于没有找准产品定位。

知识点1:增程式汽车等于「便宜的节油汽车」!要知道增程系统使用的动力电池包容量不高,燃油动力系统中没有传统多挡变速箱,这两大模块就能大幅降低汽车的制造成本了。而且增程车辆使用的电动机往往不会是大功率,说白了就是性能会略显平庸。所以增程汽车是应该足够便宜的,此类车辆节省制造成本的水平已经达到了极限;然而因混动汽车目前仍然是个“新鲜物”,主机厂们就着热度还是不愿放低姿态,所以这些车的低销量也就是必然的结果了。

知识点2:PHEV插电式混动汽车与「REEV·增程」存在定位差异。PHEV除上文提及的几款车以外,参考比亚迪DM系列、WEYPHEV、长安CS系列以及诸多合资品牌,此类车辆有涵盖传统变速箱的内燃机驱动系统,以及全套的电机驱动系统。也就是说两套发动机都能参与驱动,核心总成一样没少反而多出一套;所以这些车的价格就可以高一些,因其制造成本偏高,同时两套动力系统并联输出还能实现高性能——贵有贵的道理。

下图1:电驱摸快与内燃机和变速箱

下图2:普通并联式PHEV双驱系统概念

下图3:并联输出的动力走向概念

总结:增程汽车在PHEV车辆的价格逐步走低之后,未来有可能主攻8.0/10/15万区间的快销车,成为真正理想的节油代步车辆。PHEV并联式插电混动则会主攻性能车,类似于≥20万级的诸多后驱与四驱车型。

增程系统的前景非常广阔,全面普及就要等各大主机厂找准产品定位了。

编辑:天和Auto

内容:原创发布

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为什么轿车不用汽油机发电,然后用电机来驱动?这样不会省油吗?

你说是理想吗?

它就是这样搞的啊!这叫增程式!

一种新的,脱裤子放屁的高招!

就是屁股味,有点浓烈!

而蔚来用的是诺基亚手机的换电方式。

有点前途。

诺基亚没死,蔚来还活着!

小鹏算是正常人,用苹果的内置电池,跟大家一样玩法。

可惜啊,在追求高大上的路上,一路疯进。

看钱什么时候烧完吧!

然后,各回各家,各找各妈。

墓铭志是:曾经来过!

这就是国产电动汽车,新编!

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