解析插電混動車:混聯(lián)式和增程式區(qū)別
蔚來汽車首款車型EP9終于在倫敦亮相。作為之前在德國紐博格林北環(huán)刷出電動汽車的最快圈速(7分05秒),它的現(xiàn)身吸引了無數(shù)的眼光。但目前限量6臺,每臺120萬美元的價格也讓普通人望而卻步。無論是電動跑車還是高昂售價離我們都還是遠了點,不過現(xiàn)實里還是有這樣“折中”的方法--混合動力車型可以讓我們體會一下。今個兒咱們就來講講其中的插電式混合動力。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/367710.htm
混合動力汽車讓電動機一部分參與到發(fā)動機工作中,通過電能轉換為機械能,代替一部分油的效果,以此達到節(jié)油目的。這也是從傳統(tǒng)汽車到新能源汽車轉變過程中的一步。而插電式混動汽車,之所以有“插電式”三個字,主要就在于會導入外接電源,通過外部為車內電池充電后提供持續(xù)的電能,讓電能在汽車行駛中充當更重要的角色,從而達到節(jié)能減排的目的。
插電式混合動力汽車(Plug-in Hybrid Vehicle,簡稱PHV),簡單說就是介于電動車與燃油車兩者之間的一種車。它的混合動力驅動原理、驅動單元與電動車相同,有電動汽車的電池、電機和控制電路,并且電池容量比較大,有充電接口。唯一不同的是車上裝備有一臺發(fā)動機。它還有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機、變速器、傳動系統(tǒng)、油路、油箱等模塊。
在插電式混合動力車內,集成了電動車、燃油車兩套完整的動力系統(tǒng),所以說,插電式混合動力汽車的成本較高,結構也相對復雜。這也是為何市面上插電混動車型售價普遍較高的原因。再加上由于配件多會造成自身重,與其它車型相比則有一些劣勢。但在充電樁普及或者電池技術有突破發(fā)展之前,插電混合動力汽車依然會長時間存在。
市面上目前有不少的插電式混合動力汽車,各個廠商會根據(jù)自身能力、產(chǎn)品專利來制造插電混動車。大致說來,插電式混合動力汽車主要分為并聯(lián)式、混聯(lián)式和增程式三類,不同路線的產(chǎn)品都有著各自的優(yōu)勢。
并聯(lián)式插電混動
這一類插電混動車內有兩套驅動系統(tǒng),大多是在傳統(tǒng)燃油車的基礎上增加電動機、電池、電控而成,車輛在駕駛過程中是由電動機與發(fā)動機共同驅動車輪。
所以,并聯(lián)式插電混動汽車的優(yōu)勢在于電動機、發(fā)動機共同驅動車輪,沒有功率浪費的問題,譬如電動機功率50kW,發(fā)動機功率100kW,只要傳動系統(tǒng)能承受,整車功率就是150kW。在純電模式下,該車就類似于純電車安靜,但電機不能同時發(fā)電和驅動車輪。
但是這種模式有一個弱點,就是在并聯(lián)模式下,發(fā)動機轉速和車輪直接相關,速度高了,發(fā)動機轉速很快,噪音震動很大,舒適性很差。比亞迪曾經(jīng)想在發(fā)動機和軸直接加上一個變速箱,但是當時比亞迪自己沒有變速箱技術,做不了。F3DM就只能將究,盡量用串聯(lián)模式回避這個問題,所以F3DM只有省油的特性,沒有混合動力車加速快的優(yōu)點。
而秦的電機加在變速箱的輸出端,只要減速器能承受,全部功率都可以用上,變速箱不用很貴,就可以讓整車的功率加大。但是這種模式也有缺點,電機不經(jīng)過變速箱,只有固定減速,到了高速,電機在高轉速下效率會下降,提供給車輪的扭矩也會急劇下降。
不過,并聯(lián)式插電混動車型也存在缺點,在混合動力模式下,發(fā)動機不能一直保證在最佳轉速下工作,在行駛過程中油耗相對比較高,只有在堵車時,啟動自帶發(fā)動機啟停功能時油耗才會低。并且正是因為并聯(lián)式插電混動車型只有一臺電機,不能同時發(fā)電和驅動車輪,所以發(fā)動機與電動機共同驅動車輪的工況不能持久。在持續(xù)加速時,電池的能量會很快耗盡,進而轉成發(fā)動機單獨驅動模式。
混聯(lián)式插電混動
與并聯(lián)式插電混動一樣,這種模式也有兩套驅動系統(tǒng),但不同的是,混聯(lián)式有兩個電機。一個電動機僅用于直接驅動車輪,還有一個電機具有雙重角色:當需要使用極限性能時,該電機可充當電動機直接驅動車輪,整車功率就是發(fā)動機與兩個電機的功率之和;當電力不足時,就充當發(fā)電機,給電池充電。
因此,混聯(lián)式插電混動在純電模式下具有電動車安靜、使用成本低的優(yōu)點;發(fā)動機可以一直控制在最佳轉速上,具有油耗低、噪音小、振動小的特點;在并聯(lián)模式下,兩臺電機、一臺發(fā)動機可以同時工作,三者“和諧相處”,具有不錯的起步性能和加速性能,是一種比較理想的組合。
但相對而言,主要的部件如兩臺電機、發(fā)動機、變速箱都不可或缺,而與其配套的控制電路、電池、傳動系統(tǒng)、油路也同樣如此,這樣的搭配讓其總體成本要高于其他類型的插電混合動力,車的總重量也會大一些。同時,因為多控制電機和一臺發(fā)動機,還有根據(jù)工況調節(jié)它的模式,控制系統(tǒng)也是相對復雜,投入也會增加。
混聯(lián)式插電混合動力還有一種模式把“兼職”的電機與發(fā)動機放到一起,另外的純電動機單獨放置。這種模式的代表是保時捷918,寶馬i8。
增程型插電混合動力
這一類插電混合動力,名義上雖然歸屬于插電混動,但嚴格來說還是電動車。因為在車內只有一套電力驅動系統(tǒng),包括電機、控制電路、電池。增程型插電混合動力車的電動機直接驅動車輪,發(fā)動機就不再是驅動車輪,而是用來于帶動發(fā)電機給電池進行充電。因為發(fā)動機并不直接驅動車輪,因此也不需要變速箱。換種說法,這相當于在普通的電動車上裝載了一臺發(fā)電機。
同時,因為發(fā)動機不直接驅動車輪,發(fā)動機轉速和車輪轉速、汽車速度沒有直接關系,通過控制系統(tǒng)優(yōu)化,可以讓發(fā)動機一直工作在最佳轉速,即使在充電不便時,市內堵車路況下油耗也比較低,發(fā)動機噪音也可以控制的非常小。
但是,也是由于發(fā)動機和發(fā)電機并不直接驅動車輪,在能量傳遞的過程中,會有部分功率的損失。打個比方:一輛增程式插電混合動力汽車發(fā)動機功率50kW,發(fā)電機功率50kW,電動機功率100kW,整車攜帶了總功率200kW發(fā)動機和電機,但是能驅動車輪的功率只有100kW。
在高速路況下,油耗反而偏高。這是因為高速路況下,如果發(fā)動機直接驅動車輪,可以一直工作在最佳工作模式,而增程式插電混合動力多了一個轉換過程,轉換本身要消耗能量,造成油耗反而偏高。
總結:在目前環(huán)境問題愈發(fā)重視的情況下,研究更加環(huán)保的新能源顯得尤為重要。最近許多“電動車”的大動作都可以窺見它的趨勢。但由于技術還不夠成熟、配套設施與環(huán)境還未完美匹配,新能源汽車這個終點離我們始終還是非常遙遠,混動汽車就很好地出演了“中間休息站”的角色。插電式混動的這幾類型都各有特點,最合理省油的成本會高;成本低一些省油的效果沒那么突出,選擇的話就仁者見仁智者見智了。
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