新能源市场新风向?比亚迪、长城、理想、日产都压注增程混动

采用增程式混动系统的理想ONE上市之后,该动力形式似乎成为车企发展的新风向。前不久日产正式宣布引入e-POWER增程混动技术,将小容量电池与小排量高效能发动机相结合,创造出低能耗、强动力的高标准动力系统,降低了混动系统的成本,不用充电的特点也提高了用户的使用便捷性。




无独有偶,长城汽车与比亚迪也在不久之前发布了最新的DHT和DM-i混动系统,该动力单元也是基于发动机、电机串联技术为基础的轻型混动系统,只不过相比起日产与理想,这两套系统在发动机输出端增加了一套电磁离合器,在车辆高速行驶时能够实现发动机直接驱动,提升高速行驶性能。




那么这种被很多人称为“落后技术”的动力系统为什么又成为众多厂商争相选择的宠儿?



何为增程混动?



要说明什么是增程式混动,就要首先从混动系统的串并联说起。理想ONE与日产e-POWER为纯串联混动,发动机与车轮之间没有机械连接,只用来驱动发电机发电,发出来的电供给电池或者驱动电机,全程由驱动电机驱动车辆。


另一种混动形式为并联式混动系统,大多数为双电机设计,即驱动电机与发电机分开设计,一个电机与发动机串联,负责发电,另一个电机则由电池提供能量,负责驱动车辆。当车辆急加速或高速行驶时,发动机会与驱动电机同时驱动车辆,以提升车辆加速性能。由于发动机不能一直为电池充电,这种混动系统往往需要较大容量的电池来储存电量,从而为驱动电机供电,因此并联式混动系统一般为插电混动,需要外接电源补充能量,而且亏电工况下动力性能会下降,油耗增加,使用感受与满电时差距很大。




相比起理想ONE与日产e-POWER相比,长城DHT和比亚迪DM-i多了一套电磁离合器来实现发动机直接驱动,从结构上来讲并不属于纯串联模式,但它却能在大部分市区中低速工况中实现发动机串联驱动,因此它在日常使用中的大部分工况下它属于增程混动系统,而在高速工况下,又类似燃油车的驱动形式。




另外长城DHT为发动机增加了一套两档变速箱,拓展了发动机直驱的范围。



为什么要采用增程混动?



比起纯增程动力系统,DHT、DM-i在发动机和发电机连接之后,增加了一个电磁离合器和一条传动轴连接车轮,而驱动电动机则在另一侧与驱动轮相连。离合器脱开时,发动机和传动系统之间没有机械连接,电动机负责驱动,车辆处于纯电驱动状态,能量流为:发动机→发电机→电动机的串联驱动增程模式。离合器闭合时,发动机直接驱动车轮,能量流为:发动机→驱动轮,电动机→驱动轮。




从上述特点可以看出,由于电驱系统的存在,发动机在综合效能较低的工况下不再参与驱动车辆,而是以恒定功率为电池发电,这极大地降低了对发动机外特性曲线的要求,因而不用考虑多种工况下的综合效率,而是将最佳效率集中在一个点上,以恒定的工况为电机发电。




该系统最大的优点在于让发动机始终工作在一个固定的工况节点,就好像流水线中的工人,只需要重复进行同样的工序,不需要再考虑其他情况,效率自然就会提高。




相比之下,传统燃油车提升驱动效率的方法只能是让工程师尽力拓宽发动机高效率区间,用多种内燃机技术促进汽缸内可燃混合气燃烧,由此催生了多种内燃机新技术,例如可变气门正时、可变气门升程、缸内直喷、混合喷射、双燃烧室、湍流点火、均质燃烧以及稀薄燃烧技术。不过由于内燃机机械结构限制,汽油发动机最大热效率很难突破50%。




另一个限制国内汽油发动机发展的因素是技术壁垒的限制。博世、西门子、Denso(日本电装)、德尔福等公司在汽车发展之初就开始与奔驰、宝马、大众、丰田、本田等主机厂合作研发相关技术,至今他们已经拥有多项内燃机技术专利,而我国车企想要发展内燃机,则必须给他们专利使用费,否则只能另辟蹊径,绕过技术壁垒。相比之下,增程式混动技术由于起步较晚,国际大厂对我国车企技术壁垒限制较小,有很大发展空间。


车叔点评


成本低、效果好、技术简单是增程式混动技术的优点,如果辅以发动机直驱系统,该动力单元在高速时也能有很好的动力性能和燃油经济性,是目前主机厂(能够自主生产动力系统的厂商)在不大幅增加成本的前提下迅速抢占国内新能源市场的最佳手段。那么这种混动形式还有哪些发展前景,与纯电汽车相比又有什么优势呢?下一期,车叔将会为大家详细讲解。‍


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