混合动力的车为什么突然火了?
混合动力汽车「忽然火了」的原因有两点:节油+节油高性能
- 内容概述:混合动力第一阵营的节油设定,PHEV的双重高标准,REEV的未来预测。(内容约2900字,阅读需要10分钟)
【混合动力汽车】近几年忽然就火了,甚至成为比电动汽车更热门的车型。原因普遍认定为比燃油车更节油,相比电动汽车又没有续航里程的焦虑;或者有些混动汽车不需要充电也能实现等效能耗的降低,这对于没有固定停车位的汽车用户而言是更理想的选项。
这些说法都没有错,只是不同的评价对应的是不同类型的混动技术平台,那么第一节就来看一看两类不属于新能源汽车范畴的“蓝牌混动汽车”。
轻混&油电混合1:「MHEV·48V系统」被称之为轻混系统,这是所有混动平台中的入门级选项。之所以用“入门”评价轻混,原因在于此类系统肯定不能实现纯电模式的短距离驾驶,同时还因为没有电驱动力的空调压缩机,导致熄火后无法使用冷空调系统。说白了就是和燃油车的使用方式没有本质区别,为什么会这样呢?参考下图中的BSG电机连接方式,关键词为“皮带连接曲轴”。
燃油汽车装备的内燃式热机依靠曲轴带动飞轮输出动力,活塞连杆都是与曲轴连接的;而活塞在气缸内的往复运动是曲轴的驱动力,反之曲轴运转机体的所有系统就都会运行。重点是运行过程中阻力是相当大的,怠速时需要800rpm的转速输出8~10kw左右的功率,克服的正是运行阻力以及连接的压缩机、发电机与水泵等系统的运行阻力。
BSG·发电启动一体机是通过皮带与曲轴连接,位置是为所谓的“P0”。电机输出功率是要通过曲轴与集体核心结构,才能通过飞轮输出转矩的。所以在发动机熄火后单独由电机驱动并不现实,因为BSG在轻混系统中最多使用10kw功率标准,被机体运行阻力克服部分后也就没有什么了。
所以轻混系统的BSG电机只能在内燃机启动之后,车辆的起步或加速过程中辅助输出动力;其输出的部分就是内燃机可以降低的部分,起步加速阶段的行驶阻力最大(油耗最高),通过电机的辅助降低内燃机的消耗,其耗油量就必然会降低了。(比例约5%)
2:「HEV·油电混合」系统以合资品牌汽车的ECVT为代表,这种技术与轻混完全不同。不过在解析原理之前要了解一个小知识:电机依靠电流转化为电磁场驱动悬浮的转子,这种转化方式不需要空气也不需要热能,结构精简的电机也没有什么运行阻力。
所以这种发动机的能量转化效率可以达到最高97%,而内燃机最大效率(热效率)也不过41%,平均值充其量有35%左右。电机的能耗自然会比内燃机低很多,标准仅仅是⅓左右;说白了就是将电能等效转化为汽油,以1升油等于三度电为标准,综合中大型汽车的平均“油耗”也不过5L/100km左右,是不是很省呢?
油电混合系统则是通过电机的高效率,将辅助驱动升级为“高度辅助驱动”。以ECVT系统为例,作为变速箱的机器中有两台电机,其中一台是与BSG相同的发电电机;而另一台则是功率从几十千瓦到上百千瓦的驱动电机。
车辆在行驶中由电机作为主要驱动力,以低能耗实现合理的动力体验(通勤效率与速度)。内燃机主要作为辅助驱动力,同时带动发电电机即时发电;虽然发电过程中存在损耗,但是高效率的电机不能能抵消损耗,而且还能以少量的电实现正常驾驶。
油电混合系统确实做到了理想的节油标准,且很多车辆是装备电空调压缩机的,熄火后也能使用十几分钟的冷空调。这对于堵车时降低怠速油耗也很有效果,然而这种平台仍然有缺点,解析需要综合PHEV,请看第二章。
PHEV·插电式混动系统- 增加电池组容量
- 增加充电模组
实现上述两个标准,是不是能够不用频繁的利用内燃机发电,而是用电网充电即可实现长距离的油电混合驾驶。甚至可以用更加节能的纯电模式行驶几十甚至上百公里,在长途通勤时再用混动模式,这似乎是最佳的节油模式了。
事实也正是如此,所以主流合资品牌也都有以ECVT平台为基础,以上述两种方式打造的插电混动汽车。但是这些车的销量就不如其品牌的油电混合汽车了,原因是有更理想的混动技术平台。
ECVT的缺点在于「性能偏弱·Plus」,原因在于小型横置变速箱的内部集成了两台电机,这就必然会影响电机的功率。所以双电机(涵盖发电电机)也往往只有50~120kw的是标准,然而电机的功率过低则能实现的车速也会偏低,不过一旦达到恒功率区间扭矩就会快速且大幅的下降。提升转速的方式只能依靠再拉升转速,然而这会非常费电的,且性能也会有明显的衰减。(动力曲线参考下图)
综上所述,由于ECVT的电动机动力储备过低,同时内燃式发动机又是动力几乎最差的米勒循环或阿特金森循环技术。这种组合完全是趋于“低性能驾驶·节油”的设定,内燃机动力不足起步时依靠电机辅助,电机高功率运行时要依靠内燃机辅助——这是「0.5+0.5=1」的概念,性能“峰值”是没有什么变化的。
但因为电机的“0.5”只需要消耗内燃机“0.5”标准的三分之一,所以整体油耗可以降低⅓甚至更多;那么也只有能接受保守的驾驶风格的话,这些插电式混动车才值得选择。
- 重点:DM系列的混动平台能力更全面
自主品牌混动汽车比较有代表性的是「DM·多引擎插电混动」,其电动机并不集成于传统变速箱,这就能让内燃机充分发挥性能且能够降低油耗。要知道ECVT系统的内燃机只有一个前进挡,拉升功率只能依靠拉升转速;而该系统以6个前进挡可以做到“高车速·低转速”的节油标准,而同样拉升转速性能也会更强,因为机型往往是动力强劲一些的奥托循环普通技术。
电驱系统则采用独立布局的大功率永磁同步电机,比如P3架构的前置电机会装备在变速箱的末端,输出动力可以与内燃机同步、也可以单独驱动车辆行驶。而且能够与BSG电机配合,在传统变速箱换挡时稳定发动机转速,换挡不丢转自然会非常平顺的。
重点1:DM系统也有BSG电机,所以在混合动力模式中能够实现行车中发电,也就是所谓的增程驾驶。
而且电机的驱动力更强,在普通混合动力模式中又能以更大幅度降低内燃机运行负荷;所以这种技术会更加的节油,同时还能够以更强的动力储备实现中等油耗标准的「高性能驾驶乐趣」,这是仅使用低效率内燃机的燃油车绝对做不到的高标准。
重点2:参考其P4架构后电版本,或者P3+P4的双电机版本,这两个平台是能够实现后驱与全时四驱切换,以及全时四驱运行的高标准选项。对于轿车与SUV而言都能够有效的提升车辆的操控,以及脱困极限。然而使用这些平台的汽车价格却普遍只在15/30万区间,相比相同性能的燃油车要低几十万,这就是混合动力汽车能够普遍获得认可的核心因素。
预测·REEV不论ECVT还是DM系统,其内燃机都要考虑到参与驱动。作为动力源则需要变速机构,对于内燃机的性能标准也是有一定要求的。结果则是燃油模块的成本投入还是会高一些,车辆的价格也就难以拉低到快销车(5/15万区间),这对于更需要节油而不是很追求性能的用户而言是有些遗憾的,此时就需要增程REEV汽车了。
不用赘述,增程汽车只是在电动汽车的基础上增加一台内燃机与发电机,功能只需要满足行驶中发电即可。同时作为插电式增程汽车并不需要很长的纯电续航,满足100/200km的日常代步,这种标准等于大幅降低电池组的容量,制造成本必然能大幅下调。
所以最终能让节能型混动汽车替代燃油车的会是REEV,并联式PHEV就像是燃油车时代的中高端选项,混合动力汽车是大有可为的。
编辑:天和Auto
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混合动力的车为什么突然火了?
汽车技术界从来就不存在什么“突然火了”,只有“闷声发大财”。如果在行业内,你对某个技术有种“突然火了”的感觉,那唯一的可能就是你“Out”了;所以最近两年混动车型开始井喷,只不过是市场和政策信号都变得明确了,大家厚积薄发而已。
一.明确一下混动定义
目前我们一般称作的混动,值得的油电混合动力,其中主要由于国家扶持政策的不同,定义为插电式混合动力(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电(HEV:Hybrid Electric Vehicle)两种,其中,PHEV在国内和纯电动汽车,燃料电池汽车被正式定义为新能源汽车,而HEV则属于传统汽车范畴。两种定义归类,导致两者的在市场上的表现完全不同,但是在消费者眼里,他们都叫混动。
二汽车排放政策日趋严格,CAFC推动车企发展混动这个领域。
混合动力突然火了主要还是各家厂商在CAFE的压力下不得不引入新的技术降低油耗以达到2020年5L/100km的平均油耗目标;政府的逐渐介入, 逼得各个企业不得不推行新能源车 (这里只说插电混动PHEV和纯电动EV, 为何不说混动HEV…因为混动做不过别人, 比如丰田, 所以HEV没有补贴, 不然把补贴给小日本?). 这个来自政府的强制力, 就是有人提到的CAFÉ或者叫CAFC (Corporate Average Fuel Economy/Consumption)俗称平均企业油耗.
GB 19578 – 乘用车燃料消耗限值,可能有些朋友对节能减排2020油耗目标值5.0L/100km有些耳闻, 这里说的5L/100km说的是加权平均值, 就是总车重除以车数量, 大概得出一个平均值, 并不是单一车的目标值. 比如你说一个2000kg的内燃机SUV不考虑混动, 你让它达到5L/100km, 不是天方夜谭么. GB27999明确定义了不同车重区间的目标油耗, 5L只是考虑了全国整体车重加权平均得来的;然而还是不达标. 那么怎么办呢? -----混动,新能源PHEV和EV轻松助车企达标。
2.车企混动技术已经成熟,并得到市场验证。
以大名鼎鼎的丰田的Prius为例,发动机的输出轴连接到行星齿轮的齿轮架上,电机(Generator)连接到太阳轮上,驱动电机(Motor)与齿圈相连并输出到半轴上。发动机与电机(Generator)的输出通过行星齿轮进行耦合,在正常行驶状态下,电机(Generator)可以自由的在发电和驱动两种状态间切换。可以通过调整Generator的功率和转速使发动机以经济转速运行;在起步和倒档时,发动机可以不启动,车辆仅由电机驱动;在制动时,驱动电机做为发电机向电池充电,同时提供制动扭矩。通过这些办法,Prius达到了同级别传统动力系统无法企及的油耗。但是由于没有离合器,驱动系统只有一种模式,行星齿轮将一直处于运行状态,主要的驱动电机(Motor)的转速与车速成正比,无法与输出轴解耦,在整个工况区间内的传动效率有局限,无法适配较大的车辆,在高速路况下要大量依靠能效低的电驱动。
三.消费者理性选择
看看过去几十年的油价,暴跌和狂涨牵引了每一位车主的心。特别是石油一路狂涨的时候,汽油的价格上涨的幅度也很感人;应该有人听过汽车的销售量和汽油的价格关系,汽油价格的上升,购买汽车的人数就少;还有一个问题,空气污染;要解决这两个问题,最好的方法就是升级汽车工业,改造成不依赖汽油;于是,新能源的概念就出来了,丰田早期混动代表车型普锐斯在美国推出后受到广泛认可,成为了环保理念的代表。据说当时好莱坞明星的座驾不论有没有豪车,却纷纷购入一辆普锐斯以彰显自己的环保理念;普锐斯的成熟让世人认可了混动的价值。
最后,
对于混动,价格永远都是绕不过去的槛;现在的混动卡罗拉雷凌雅阁迈锐宝君越之类的,没有解决性价比问题之前,不会火到哪去的。
混合动力的车为什么突然火了?
其实混合动力它也是有分很多种的,有一些是插电的混合动力,有一些像丰田的混合动力这两种动力还是有着比较大的区别的,比如说我们国产的比较火的,比亚迪的插电式混合动力当你电池的电量用完之后,整台车的行驶品质就会下降得比较厉害,因为它的发动机噪音还有发动机的振动比较明显,但是如果你是在电池有电的情况下行驶,它的油耗表现,他的精英表现都是在同级别中比较有优势的。
今天我跟大家重点讲讲丰田的活动系统其实丰田的混动系统真的是设计得有点天马行空,它的结构就像at变速箱里面的行星齿轮的结构发动机和电机可以无缝的进行切换,这一点是让很多人都想不到的,而且相比于本田的混动系统这一台发动机和电机两者的负荷相对来说是比较小的,因为本田的混动系统大部分的时间都是电机在工作,如果长时间的让电机工作,那么电池的负荷想必是比较大的,而且电池的后期维护成本也是比较高的。丰田的混动系统最厉害的地方就是在于它的电池可以维持10年的保质期理由很简单,因为丰田的混动系统配套的电池他不会在每次行驶的时候把电全部用光,或者是把电全部充满,他基本上都是维持在全部电量的20~80%左右,这样就可以保证电池的的超长耐用性。
其实混合动力的车,它的优势还是很明显的,特别是在市区里面一般来说一台1.6升的,或者是一台1.2t的涡轮增压发动机车型,他在市区行驶的时候基本上要达到百公里8升以上的油耗,虽然说并不是很高,但是如果能省一点还是再省一点吧,丰田的混动汽车特别是混动版本的卡罗拉在市区里面,经常能开出4.5升左右的油耗,这相比1.6升的或者是1.2t的8升每百公里实际油耗差距还是有点大的,而且丰田的混动车基本上一箱油都能跑750公里左右,这个成绩是其他很多汽油车型所达不到的。
混合动力的车为什么突然火了?
省油节能不仅逐渐成为时尚,而且节能也渐渐成为法规和政策。
2020年实施的第四阶段油耗标准是5升/百公里。为了达标,车企纷纷推出节能产品,比如三缸机、混合动力等。目前若按照销量,三缸机的销量应该超过混合动力车型。
但是由于混动车型动力性强、NVH性能优异以及更节能,所以真的有可能越来越火!
混合动力的车为什么突然火了?
混动解决最根本的是能量效率。
其次是驾驶体验。
混合动力的车为什么突然火了?
因为纯电的补贴推坡了
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