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混动不是浑沌,节油不是省油

08-18 IT文章

混动不是浑沌,节油不是省油

8月14日,北京现代发布了领动新款车型——插电混动版本,搭载12.9kW·h风冷三元锂电池,使用阿特金森循环的kappa1.6升四缸发动机,最高续航1037km,纯电续航最高85km,百公里综合油耗1升。

新能源汽车浪潮席卷之时,各家车企都展现出“八仙过海”的神通,积极响应政策和市场。然而现阶段,绝大多数人“我可以不用,但你不能没有”的用车需求,纯电动汽车依然无法满足,所以当人们面临新能源指标的现实问题时,插电混动汽车成为了不二选择。

有意思的是,这边一些车企忙于推广混动车型,而那边有些车企却放弃了混动车。据《华尔街日报》报道,通用汽车和大众汽车宣布,将会把投资的重点放在纯电动汽车上。大众认为既然新能源是个“赌博”,不如将所有资金放入到纯电动车趋势的“豪赌”之中,通用汽车则是发展混动车已久,但由于市场反响很差,大部分车型都已经停产。

那插电混动车到底怎么样呢?

混动分为油电混动(Hybrid Electric Vehicle,HEV),特点是“省油”,适用于大部分使用场景;插电混动(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV),虽然也“省油”,但偏向于短程行驶,适用于城市交通为主的使用场景。至于说增程式混动,因其工作原理被纳入了纯电动车类型,但油耗并不低;而48伏轻混更算不上混动类型,它只是解决普通燃油车启停的不顺畅,油耗减少微乎其微。

混动不是浑沌,节油不是省油

(奥迪插电混动)

与油电混动不同,插电式混动从结构上比较,不同车企有较大的不同。插电混动的电机可以与发动机完全分开,也就是动力耦合很低(今通过前后桥之间的差速),但这种方式存在一个巨大的问题,那就是如果用纯电行驶,要拖着整个发动机机构,而纯发动机行驶,则要托着电池和电机,所以油耗表现在亏电模式下非常一般。

混动不是浑沌,节油不是省油

(丰田插电混动)

所以综合较为“省油”的插电式混动,基本上都是在原有耦合度较高的油电混动基础上,将原本的小电池组换成性能较好的大电池组,并加装充电装置。

混动不是浑沌,节油不是省油

(行星齿轮组,E-CVT)

油电混动时期,有一句说法叫“混动只分丰田混动,和其他混动”,其关键的原因就是丰田拥有成熟的技术——丰田混动系统(Toyota Hybrid System,THS)。油电混合技术实现的方式有不少,但是都面临一个共同的难题——如何通过机械结构和电控系统保证不同工况下的工作模式。无论是HEV还是PHEV,丰田采用的是用一套行星齿轮组(E-CVT,替代传统变速箱)完成动力切换,搭配两个电机实现混动。这种方式的优点是动力切换极为平顺,且油耗表现优秀,而缺点是由于行星齿轮组一直出于耦合状态,所以会导致部分能量的损耗。

混动不是浑沌,节油不是省油

(现代插电混动示意图)

现代PHEV采用的则是传统变速箱,配合两个离合器来实现动力切换,搭载单电机结构实现混动。由于传统变速箱的复杂机械结构,所以现代通过优化变速系统来改善油耗,现代ASC(Active Shift Control)主动换挡控制装置,可以通过电控系统实现发动机与电机之间的高度同步,减少换挡时间,在提高换挡平顺性同时,延长变速箱寿命。这种方式优点是可靠性较强,油耗表现也不错,而缺点是虽然传统变速箱已经成熟,但是也正是由于机械结构的复杂,加上电动部分,整体成本较高。

混动不是浑沌,节油不是省油

(阿特金森发动机示意图)

发动机无论技术多么顶尖,都躲不过一个基本的物理特性,那就是在不同转速(工况)情况下,输出功率和效率都会不同。其实油耗表现非常好的阿特金森发动机(目前大多采用的此类发动机由于专利问题,其实应该叫米勒发动机),其实很早就出现了(丰田、本田以及现代所采用的阿特金森发动机热效率都超过了40%),它通过一系列复杂的机械结构,实现了做工冲程大于压缩冲程,使得热效率显著提高,从而大大降低了油耗。但之所以很多车企没有采用,是因为阿特金森发动机在低转速阶段输出功率很低,导致车辆极其“肉”,无法满足适用需求。

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