油电混合 耗电量就会大幅提升
都说增程不如混动,因为增程技术简单,正确答案是这样吗?
想要搞清楚正确答案,首先需要明白两个知识点。
1.什么是混动
与其叫混动不如叫“合并输出”或“并联输出”,发动机(内燃机)和驱动电机一起输出动力就叫混动;如果只能让电动机驱动并且发动机还在运转,这就是增程,反之,只能发动机驱动、电动机不运转则叫“双模”。
2.如何去混动
这就更简单了,那就是发动机消耗油箱里的燃油转化机械能,电动机得消耗电能转化机械能;机械能可以理解为动力;想要混动就得让两类发动机都有能量可以消耗,燃油在油箱里,那电能来自哪里呢?
混动模式的电能来自发动机,并非动力电池组
所有装备“发电机”的插电混动汽车或油电混合汽车,其驱动电机所消耗的电量都来自发动机。
(动力电池仅在SOC允许的前提下在急加速时进行补偿)
这一点可能是很多汽车爱好者都不了解的,在其观点中普遍认为混动模式依靠的是电池组供电;可是插混汽车的动力电池组容量偏小,最小只有10kWh左右,非插电混动汽车的电池组容量普遍只有1kWh上下,如果在混动模式里依靠电池组的话,那车子行驶几百米到几十公里就会“馈电”。
此时电驱动系统无电可用,车子也就变成了燃油车了,这就是所谓的“双模”,指混动模式和油动模式自动切换,不是真正意义上的混动汽车。
由于动力电池组的容量很小,无法在长途驾驶中保证驱动电机的运行;所以电能必须来自发动机,也就是发动机带动发电机运转的过程中给驱动电机供电。
这就是增程模式,只是在混动模式里发动机也能保证车辆正常行驶,那为什么还要持续发电、让电动机参与驱动呢?
原因很简单,因为电动机的效率远高于内燃机。
只有通过电动机的持续输出才能有效降低综合油耗,说白了就是“用发动机发电再用电动机驱动可以省油”,这是混动汽车省油的秘诀。
可是这又引申出另一个问题,既然使用电机驱动能省油,为何还要让发动机参与驱动来“混动”呢?
参考下图,这是电动机的动力曲线。
电动机有“恒扭矩”和“恒功率”两个特点,电机开始运转时就能以最大扭矩驱动车辆;扭矩和转速是相乘的关系,所以扭矩大功率就会高,直观的感受是车辆加速快并且车速足够高;大扭矩可以让低转速实现高功率,转速越低能耗越低,这是电动机节能的一大因素。
但是到了高转速区间会让电机进入恒功率的范围内,此时扭矩会下滑很多,想要进一步拉升功率和车速就要持续提高转速,耗电量自然会增大。
不过也不是所有的电动机在高车速区间都会进入恒功率的范围内,只要电动机的额定功率足够高,车辆以120km/h的时速行驶时的转速就不一定会进入高电耗的范围内;比如用额定功率200kW的电动机驱动一台紧凑型的轿车,高速驾驶时所需要的功率不会高,耗电量也就很容易控制了。
反之,如果用100kW的电动机来驱动这台车,在高车速区间实现相同的功率就需要很高的转速。
为何有些车要坚持使用混动系统呢?
原因正是为了不使用高功率电动机!
电动机看起来很简单、甚至有些廉价感,可是高功率的电驱动总成的价值要比很多六缸大排量发动机再加上变速箱还要高!所以为了控制成本则只能选择低功率电动机,在这个前提之下想要合理的控制高车速区间的电耗与转化电能的油耗,那就只有让发动机辅助输出动力、以降低电动机的功率。
综上所述,使用混动模式的初衷无非是均衡成本,在不考虑驱动电机成本的前提下,发动机需要做的只是增程而非混动;增程车看似减少了一台变速箱的应用,但实际成本并不低,因为电动机的成本高。
尤其要比使用E-CVT或类似混动专用变速器的车辆高,此类混动专用变速器都是集成了发电机和驱动电机的,有些车辆标准的电动机功率可以达到130-150千瓦,看似也不低;然而注意细节则会发现其参数为“总功率”,是两台电机的标准,所以制造成本并不高。
不过混动汽车也并非没有价值,正因其有制造成本的优势,这些车就能一步步来的混动汽车的价格门槛。
只不过最终都会进化为增程汽车,随着三电产业链规模的不断扩大,成本总会越来越低。
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