为什么增程式混合动力车并非进步?


之前【问答】中提到了理想智造那款增程式混动车,引起了挺多人的兴趣,评论中也多有讨论。夏老师的回答很清楚,但毕竟篇幅有限,究竟为什么是“退步”,这期讲堂就来详细说说。

早些时候的讲堂已经详细介绍过混合动力车的各种分类,根据内燃机和电动机谁来驱动车辆可以分为串联、并联与混联。增程式混合动力汽车就是其中的串联结构,发动机只作为发电机(增程器),而不能够直接驱动车辆。车辆的驱动力完全来自于电动机,电动机的电能则没有限制,可以来源于发动机或者电池,也可以一同供电。因此,增程式驾驶感受与电动车基本一致,有些时候,增程式混动车也被称为增程式电动车。

增程式混合动力车相对于传统动力汽车的优点在于发动机可以始终工作在最佳效率点,因此在城市驾驶条件下,其油耗表现的确会优于处于不良运转工况下的传统动力汽车。且看理想智造给出的数据,NEDC工况700km,而城区工况却能够达到1000km。与传统汽车城区油耗高而高速省油的设定完全不同,就是因为内燃机工作效率的差别。

因此从这一个角度看,增程式混合动力汽车的确是进步了,尤其是在城市使用条件下,让同样的一箱燃油行驶了更长的距离。

Owen Mou的评论(增程式不是退步,同样一升油,增程式比内燃机跑的更远,所以更环保节能……)没有问题,相对于传统动力汽车,增程式好歹是混合动力,自然得更加环保节能才行。

但是,从混合动力汽车本身的角度来看,增程式无疑是落后的。首先,增程式电动车对发动机的最高热效率要求其实是很高的,因为增程式从油到驱动力的过程多了一道工序,本来就得在效率上打个8折,因此,如果发动机技术不过关,增程式也救不了。

其次,增程式依靠电动机单独驱动车辆,因此三电系统完全得按照一辆纯电动车的规则进行打造。而不像并联或者混联的混合动力车,由于可以让发动机和电动机共同驱动,同样的性能要求之下,比如设计需求总功率150kW,P2结构的插混车可以发动机提供100kW,电机提供50kW;电动机和发动机的设计功率都可以小一点,高功率需求时发动机和电动机共同输出获得更好的动力。

而放到增程式上情况又如何?首先电机必须提供150kW,而为了高速行驶时能够及时补充电力,发动机功率也最好不要低于60kW。另外,完全切断发动机与车轮之间的联系也导致在高速情况下,发动机空有较高的燃效,却也只能隔靴搔痒,白白将部分能量损失在机械能——电能——机械能的转化过程中。

增程式相对其他混动的优点是什么?用不着布置发动机的机械动力传输系统,比如变速箱。但这优点并不突出,因为电机与车轮同样需要传动连接,因此主减速器,半轴这一套传动后端是省不了的。而且,变速箱也并不是其他混动系统的必备。参考本田的i-MMD混动,不需要变速箱依靠一套简单的离合器就做的很好,它的发动机不单纯是增程器,在高速工况下也能够直接驱动车轮。P2、i-MMD的相关内容可查阅往期讲堂。

并且,增程式混动的控制策略非常傻瓜,就是一个原则,当电量较少时开启发动机使其运行在最高功率点为电池充电,电池电量充足时关闭。而傻瓜式的控制虽然意味着控制系统开发成本低,但也限制了其能力上限,无法灵活应对不同的工况,毕竟电机在不同工作点的效率也是不同的。

再看一条评论:

顶真:增程式电动车可不可以设计成3、4百公里续航,用个小排量汽油(或其他形式)增程器,彻底解决里程焦虑问题?

这也代表了许多购车者的疑惑。他们并没有真正意识到,油-电混合动力中,油和电分别需要承担怎样的角色。

小排量汽油增程器,这个小,有多小可以满足需求,为什么前文举的例子中要假设增程式混动车的发动机仍需要提供60kW,而不是10kW或者20kW呢。

我们先明确一点,对于汽油车,剩余油量的多寡并不会影响我们对车辆性能的预期,也就是说,满油情况下能跑200km/h,百公里加速8秒,黄灯亮起后也应该能跑200km/h,加速8秒。对于混动车或者电动车而言,我们可以放宽标准,容许它满电跑200km/h,百公里加速4.9秒,亏电时跑150km/h,百公里加速10秒。但是我们绝不可能容许一辆混动车在亏电,但有油的情况下只能跑80km/h,百公里加速20,哦,不对,是?秒。

不仅仅是驾驶感受的问题,还是道路安全的问题,高速公路开慢车的危害应该不用我重申吧。所以,增程式,不,不管什么混动车在设计时必须满足的一点就是,在有油的情况下,车辆性能决不能因为没电而降的太低。所以,增程式混动车虽然发动机不需要驱动车轮,但功率仍然不能太小。10kW,20kW还是算了吧,所以理想智造用了一台1.2T发动机,沃蓝达用的是1.4L,就是通常家用车的发动机。

唯一的例外就是宝马i3的增程版,0.65L两缸发动机输出28kW,但i3毕竟配了33kWh电池组,油箱却只有聊胜于无的8L,控制策略早点启动发动机,在油量用尽前别让电量用尽,就能够保证在整个行驶过程中性能不会降低。

再有一点,增程式电动车并不需要多长的纯电行驶里程。因为既然续航可以用发动机来“增程”,那么何必再带这么重的电池呢?3、4百公里续航少说也要背半吨以上的电池,而汽油,50L,不到50kg就足够了。想要电池的能量密度赶上汽油的水平,嗯~~,我们来探讨一下国足啥时候能再进世界杯吧。所以,沃蓝达、本田锐•混动这类增程式(或者以增程为主的)混动车电池很小,容量个位数千瓦时,纯电续航也就几公里罢了。

既然增程式其实不需要那么大的电池,那么为什么理想智造要给车子配40kWh的大电池包呢?难道只是为了政策补贴?

在我看来,政策只是一部分原因。更多的还是插电有足够的存在意义。虽然许多人认为两田那种不插电混动真正省油,我国的这些插电混动都是骗补的产物,都是“辣鸡”。从技术角度暂且不说,从实际使用角度来说,就算是老款被认为是一辆油车+一辆电车的比亚迪都有足够的存在理由。插电本身是有益于节约开支的。

前提是得有充电条件。其实国家政策已经明确,享受补贴必须安装充电桩。错的是插电车吗?并不是,错的只是那些只为了牌照而购买插电车,而不充电,把插电当油车用的车主。在每天都能充电的情况下,50公里的续航足够通勤零排放,再问问身边的电车“小白鼠”,虽然电车不保值,冬天续航短,整个生命周期内不一定环保等等问题,但单纯的用车费用多吗?比起油车每公里7,8毛的油费,用电的成本普遍只要2,3毛,这才是核心。

当然,我国火电为主,电本身就不“干净”,从环保的角度来说,用电的确不一定比得上真省油的两田混动。而从成本上来说,插电车本身售价贵了,使用成本降低不一定能回本也是事实。但全盘否定插电的发展路线还是有失偏颇,毕竟电网摆在那里,不用浪费,而且未来不论纯电还是氢能源,总是往电上靠。让Plug-in来的电负责通勤,让其他能源负责长途,这是插电式混动车型的角色分配。

不过,也难说理想智造配了40kWh的电池组也未免有些别的心思在里边,经过前边的分析,增程式对电池容量没有太高的要求,而插电混动为了通勤一般也用不了这么多的续航,减点电池换个更大的油箱保证总续航的前提下重量还可以赚。只能说,电动车的名声还是更加响亮,没有里程焦虑的电动车多么好听,对外宣传说是增程式,岂不是要步了失败的沃蓝达后程?

本文作者为踢车帮 陆思灏

本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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