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【科普:混動技術(shù)原理,以及豐田所謂混動與比亞迪混動的區(qū)別】

<一>混動在負載和能量方面的基本邏輯如下,這里只講原理,不講機構(gòu):

  一、工況說明

  1.起步緩加速,中負載,需要瞬時扭矩爆發(fā):電動機驅(qū)動車輪,發(fā)動機停機——純電

  2.低速勻速和緩加速、中速勻速,低負載,需要高效率:電動機驅(qū)動車輪,發(fā)動機和發(fā)電機發(fā)電——串聯(lián)(增程)

  3.起步急加速、中低速急加速、高速二次加速,高負載,需要高性能:電動機和發(fā)動機同時輸出驅(qū)動車輪——并聯(lián)

  4.中速緩加速、高速勻速,中負載,需要響應(yīng)精度和綜合效率:

  5.發(fā)動機驅(qū)動車輪、同時給發(fā)電機提供發(fā)電動力,給電池充電,

  6.此時電動機可以驅(qū)動車輪——混聯(lián)、電動機也可以不驅(qū)動車輪——純行車發(fā)電;

  7.或者發(fā)動機驅(qū)動車輪,發(fā)電機和電動機暫時脫離系統(tǒng)、不發(fā)電不耗電——發(fā)動機直驅(qū)。


  二、混動方式

  1.純電:一般用于起步和較低負載時,因為電動機擅長應(yīng)付起步時的瞬時扭矩爆發(fā)要求、而且低負載時能做到高效

        率,遠遠勝過目前任何內(nèi)燃機;

  2.串聯(lián)(增程):一般用于較低負載時,因為電動機擅長應(yīng)付低負載,

  發(fā)動機如果能用米勒循環(huán)、就用米勒循環(huán)提供動力給發(fā)電機發(fā)電;

  3.如果不能用米勒循環(huán),就等待發(fā)動機效率高的時候提供動力給發(fā)電機發(fā)電,電量到一定程度就停機;

  4.并聯(lián):一般用于較高負載時,電動機分擔一部分負載,發(fā)動機分擔一部分負載,同時加力,使各自都處于最佳工

        況;

  5.混聯(lián):當負載介于串聯(lián)適合的較低負載和并聯(lián)適合的較高負載之間時,就可以采用混聯(lián),

  發(fā)動機處于最佳工況,一部分動力直接驅(qū)動車輪,一部分動力給發(fā)電機發(fā)電再由電動機驅(qū)動車輪,

  6.此時電量可以波動,有電池作為緩沖,保證發(fā)動機盡可能多地處于最佳工況,實際上做得好的混動可以隨時切換

       串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)。

  7.純行車發(fā)電:當負載介于串聯(lián)適合的較低負載和并聯(lián)適合的較高負載之間時,且電量很低時,發(fā)動機的一部分

       動力直接驅(qū)動車輪,一部分動力給發(fā)電機發(fā)電,使電池電量增加,此時電動機不驅(qū)動車輪。

  8.發(fā)動機直驅(qū):在高速中負載工況下,如果混動系統(tǒng)能做到發(fā)電機和電動機暫時脫離系統(tǒng)、不發(fā)電不耗電,那么

       用發(fā)動機直驅(qū)比串聯(lián)和混聯(lián)更節(jié)能,做得好的發(fā)動機直驅(qū)比做得不好的并聯(lián)要節(jié)能些,當然做得好的并聯(lián)比做得

       不好的發(fā)動機直驅(qū)要節(jié)能些,混動節(jié)能的精髓就是對不同負載的響應(yīng)精度和綜合效率。


  <二>提醒各位不要忘記了混動的根本目的

  純電、串聯(lián)(增程)、并聯(lián)、混聯(lián)、純行車發(fā)電、發(fā)動機直驅(qū),以及未來可能出現(xiàn)的新的混動方式,說到底還是

       為了解決發(fā)動機和電動機的動力性能和能量效率問題,發(fā)揮發(fā)動機和電動機的長處,避免各自的短處,很多人看

       東西看多了,反而把這個最根本的目的都忘記了。


  <三>純增程式和單級行星齒輪機構(gòu)注定會被淘汰?

  低速低負載工況下,內(nèi)燃機效率低,不讓內(nèi)燃機直接驅(qū)動,讓內(nèi)燃機處于最佳工況下,油轉(zhuǎn)電,再由電動機驅(qū)動

      ,比讓內(nèi)燃機在不良工況下的直接驅(qū)動的效率高得多,

  然后電量足夠時,就純電,電量不足時,又恢復(fù)串聯(lián),這就是本田i-MMD的純電和串聯(lián)邏輯,同時也是真正節(jié)

       能的混動在低速時的省油邏輯。

  內(nèi)燃機不擅長小負載,但電機擅長小負載,不要小瞧增程式,對付這種小負載,非常擅長,串聯(lián)混動,本來就是

      增程電動,只是說法不同而已。

  但是純增程式不能發(fā)揮發(fā)動機的真正長處,而且未來低端純電動會普及,所以純增程式注定會被淘汰掉,

  而單級行星齒輪機構(gòu)這種類增程式,也會升級為復(fù)合行星機構(gòu)(包含完全并聯(lián)混動的完全混聯(lián)混動)。


  <四>關(guān)于本田i-MMD、SH-AWD和比亞迪明

  本田i-MMD為了解決高速工況電機能耗增高的問題,由于此時發(fā)動機已經(jīng)處于最佳工況,就讓發(fā)電機和電動機都

      從系統(tǒng)中脫離,只靠發(fā)動機直接驅(qū)動。

  這個方案在比亞迪明上面可能會用到一部分,低速發(fā)動機不直接驅(qū)動車輪,高速發(fā)動機直接驅(qū)動車輪,明是四輪

      輪轂(一說輪邊)電機,

  我推測明的發(fā)動機直接驅(qū)動(據(jù)說取消了傳統(tǒng)變速器),并沒有把電機像本田i-MMD那樣在高速完全脫離,輪轂

      (一說輪邊)電機的分布式驅(qū)動,每個電機都可以做到高效率,不用脫離也沒關(guān)系,而且輪轂(一說輪邊)電機可

      以單獨對各車輪調(diào)整輪上扭矩、進行加速減速、輔助制動,配合ESC系統(tǒng)實現(xiàn)更好的穩(wěn)定性和操控性,保證全時全

     輪獨立四驅(qū)性能,并使發(fā)動機可以一直處于最佳工況。


  本田SH-AWD最新一代技術(shù)是混動系統(tǒng),前軸發(fā)動機+雙離合變速器+前電機(但發(fā)動機和前電機無法同時全力輸

      出動力),后軸用了兩個電機(普通電機,不是輪轂電機)分別驅(qū)動左后輪和右后輪,從而實現(xiàn)了前軸和后軸動力

     的單獨分配、左后輪和右后輪的動力的單獨分配,后軸完全電動且左右可以獨立分配扭矩,前軸油電混動但左右不

    能獨立分配扭矩。


  比亞迪明是四輪輪轂(一說輪邊)電機,在電機技術(shù)上領(lǐng)先于本田SH-AWD,在驅(qū)動方式上也完爆SH-AWD,真

      正實現(xiàn)了四輪完全獨立驅(qū)動,理論上可以做到原地0轉(zhuǎn)彎半徑調(diào)頭、橫向停車這些傳統(tǒng)四驅(qū)無法做到的高難度動作

    ,如果再配合電傳駕控技術(shù),高速行駛時爆任意兩個胎仍能繼續(xù)正常行駛。


  <五>豐田之所以不在普銳斯以外的車型上面做插電(Plug-in),原因如下:

  第一,電池成本問題,這是根本原因,所以只能在自己在全球銷量最好的車上做插電,那么只有普銳斯適合了;

  第二,車重問題,所以你看不到插電RX450h,因為它不插電都2165kg了,唐18.4度電也才2220kg,RX450h要

      是和唐一樣的電池容量,就算上三元鋰,也至少要2300kg了;

  第三,單級行星齒輪機構(gòu)本身不適合做真正環(huán)保的插電,因為純電時速只能開到42英里/小時(67.592km/h),

      這就是普銳斯被米帝加州取消補貼的根本原因。


  然后豐田為了解決第三個問題,最近就研發(fā)了“平行軸”這個新的混動系統(tǒng),不僅可以純電開上更高的時速了,

  順帶還提升了一下動力性能,這樣就不容易被懂車的人吐槽豐田混動的動力還不如同級別燃油車了。


  <六>關(guān)于“38號車評中心”對插電混動的蓄意抹黑的說明

  38號吹日系和美系能吹上天,黑德系和中國能黑出翔,別的不說,就憑那個短腿橫肉小子自創(chuàng)的“油電分動”,就

       可以判定38號這幫人就是職業(yè)車黑了。

  我轉(zhuǎn)發(fā)一些資料給各位看看,38號不是老是說插電混動不環(huán)保騙補貼嗎,各位估計還不知道他的豐田爸爸在美國

      也騙補貼,而且最近還被美國加州取消補貼了,米帝不傻,還不至于上鬼子一輩子的當,普銳斯插電版被叫停補貼

      了。

  普銳斯插電版,純電時速只能跑42英里/小時(67.592km/h)以內(nèi),電池電量4.4度,純電續(xù)航里程11英里(17.7

        03km),不是騙補貼還能是啥。



  

  這個就是38口中豐田不屑于搞來騙補貼的插電版普銳斯。

  


  這里可以看出來普銳斯是不是騙補貼的。


  另外,每個有碳交易積分的銷量還能額外價值5000美金,

  退稅2500美金,外加碳交易積分的5000,7500刀的米國補貼誒,

  豐田你可不能為了這點狗骨頭就變節(jié)搞插電車騙補貼。


  2010年開始賣,騙了不少美國人民的補貼了。

  


  15年的


  


  14年的

  


  13年的


  總之,日粉們嘴里騙補貼的插電混動車,他們主子造的賣的絕對不少。



  <七>好的插電混動,必然是高性能混動、節(jié)能混動(不外接充電時也省油)、插電混動的三位一體:

  一、高性能混動(這里單指加速性能,不包括極限速度和四驅(qū)性能):0-100km/h加速用時

  混動要想做到真正的高性能,就需要發(fā)動機和電動機能同時輸出最大動力并無損耦合全力輸出,總的最大動力=發(fā)

      動機最大動力+電動機最大動力,

  而目前能做到這一點的,只有比亞迪的混動系統(tǒng),通過雙離合變速器把發(fā)動機和電動機的動力完全耦合,發(fā)動機和

       電動機能夠同時輸出最大動力,

  其他廠家的混動系統(tǒng)都會出現(xiàn)要么發(fā)動機能全力輸出但是電動機無法同時全力輸出、要么電動機能全力輸出但是發(fā)

       動機無法同時全力輸出的情況。


  二、節(jié)能混動(這里指的是不外接充電時也省油):100km饋電油耗(電量保持不變或者波動很小時的油耗)

  插電混動,本身存在的最大價值,除了高性能這個“陽春白雪”之外,就是不外接充電時也可以開的這個“下里

      巴人”了,

  不外接充電時的插電混動,做得好的標志,就是是否節(jié)能,即饋電油耗是否能做到比同級別同重量同排量的燃油

      車更省油,這一點上,目前做得好的是:

  比亞迪的混動系統(tǒng)(F3DM的初代DM系統(tǒng)、秦的雙擎雙模前驅(qū)、唐的三擎雙模四驅(qū)、2017或2018年上市的明的

       六擎雙模全輪輪轂電機獨立驅(qū)動),

  本田的三個混動系統(tǒng)(i-DCD、i-MMD、SH-AWD),

  豐田的THS II以及最新的四代Prius上的“平行軸”系統(tǒng),

  除了這幾家之外的廠家的插電混動,都存在不夠節(jié)能的問題,主要原因是混動系統(tǒng)不是專業(yè)的設(shè)計,而是在原有

      的AT上增加一個或兩個電機的臨時方案(大部分廠家的量產(chǎn)插電混動車型都是這樣的),

  還有就是大眾在DSG和發(fā)動機之間增加一個電機的方案(和AT集成電機原理類似),這種方案只能算臨時解決了

      插電混動的有無,即不能實現(xiàn)高性能,又不能實現(xiàn)真正的節(jié)能。


  三、插電混動本身(這里單指節(jié)能環(huán)保和用車便捷):純電行駛速度、純電續(xù)航里程、100km電耗、100km饋電

       油耗

  插電混動本身的最大價值,是解決純電動目前面臨的幾個主要問題:

  1.電池能量密度不足導(dǎo)致的電量、重量、能耗、續(xù)航之間的取舍平衡問題,純電動電池能量密度不夠就會出現(xiàn)電

      量大了就重--重了能耗就高--能耗太高了續(xù)航增加反而不明顯而且不夠環(huán)保、

  2.充電速度不夠快導(dǎo)致的用車習慣問題,充電慢導(dǎo)致等待時間長,習慣了傳統(tǒng)燃油車的車主不一定能習慣純電動

       車;

  3.充電條件不夠好導(dǎo)致的里程焦慮問題,充電不方便導(dǎo)致隨時可能趴窩,這是目前純電動的根本問題;

  而插電混動,使用比純電動小很多的電池可以實現(xiàn)日常短途純電,同時使用發(fā)動機和化石燃料(能量密度相當

      高,加注快速而且到處都可以加)作為第二動力來源實現(xiàn)長途混動,

  沒有里程焦慮、不怕充電速度慢,而且整車重量不會太重、能耗不會太高,


  4. 唐的整備質(zhì)量是2220kg,我實測的饋電油耗在時速50到80之間時是6.5到6.8升/100km,純電時的電耗在時速

      50到80之間時是16.3到17度/100km,同重量燃油車的中低速油耗在10升以上,

  按照1升油=2.5度電的換算關(guān)系,只用電不用油和電量不變相當于只用油的兩種情況的能耗是等效的,說明唐的純

      電和混動在節(jié)能方面都做得很好,這足以說明唐的插電混動是節(jié)能的,

        5.   唐的中低速(時速低于90)油耗在6.3(有其他車主說他開到過6.3升)到6.8升,夏哥實測高速油耗是6.8升

      (時速90)、8.2升(時速100)、9.3升(時速110)、9.7升(時速120)升,

  6. 不可插電混動Lexus RX450h整備質(zhì)量2165kg,工信部100km綜合油耗6.7升,實測綜合油耗8升多,不外接

         充電時的唐和Lexus RX450h的油耗水平是不分伯仲的。

  7. 唐車主一般不會天天跑高速跑長途,所以日常短途純電實現(xiàn)0油耗0排放,比不可插電混動環(huán)保得多,同時也比

       車重更重的一些純電動更環(huán)保因為能耗更低,

  8. 隨著電池能量密度的提高、整車減重技術(shù)的提高、混動技術(shù)的提高,未來的插電混動的車重會降低、能耗也會

         降低、能量損失會進一步減小,會更加節(jié)能。


  9. 唐的純電行駛速度至少可以達到150km/h,電池電量18.4度,純電續(xù)航里程根據(jù)不同車主的駕駛習慣和技巧,

        短的也有60到70公里,長的可達100到110公里,平均在80公里到90公里之間,可以滿足絕大多數(shù)對自己和乘客

       生命安全有責任心的駕駛者的日常短途純電行駛需求,擁堵路段純電、市區(qū)市郊純電、省道國道純電、高速短途

       純電,純電活動半徑為30到55公里。

  10. 而豐田插電版普銳斯的純電行駛最高時速42英里/小時(67.592km/h),電池電量4.4度,純電續(xù)航里程11英

        里(17.703km),想上高速就不能純電了,否則會因為時速過低被罰、而且不安全,純電活動半徑只有到9到13

        公里(由于時速較低,我們姑且算它純電最多可以開26公里,最少可以開18公里),基本上就是從鎮(zhèn)的這頭到鎮(zhèn)

        的那頭的距離,純電出個鎮(zhèn)回來都要用油,如果是大一點的村,這車純電連村都出不了,更別說開出縣區(qū)市了,

        這續(xù)航、這時速,我估計豐田設(shè)計的時候考慮的競品應(yīng)該是老年純電低速代步車。


  <八>談?wù)劵靹拥默F(xiàn)狀和趨勢

  其他廠家的混動技術(shù)和比亞迪相差太遠了,比亞迪只需要做好混動科普和營銷公關(guān),讓世人都知道比亞迪領(lǐng)先在

       哪里,其他廠家的混動根本就沒得玩。

  世人都不知道比亞迪領(lǐng)先了太多,主要是因為對混動本身認識片面,被豐田洗腦太嚴重。

  單論混動系統(tǒng)本身,目前有可能在5年之內(nèi)追上比亞迪的,只有本田、豐田,

  如果加上三電,兩田估計10年之后才能達到比亞迪目前的技術(shù)和成本水平。


  兩田以后估計不會完全照抄比亞迪的技術(shù)路線的,他們不傻,既然照抄根本沒任何優(yōu)勢,就轉(zhuǎn)技術(shù)路線,不直接

      硬拼,搞差異化競爭。

  歐洲那群AT前中后加電機的趕鴨子上架的插電混動,某種程度上就是為了避免這幾年的插電混動真空期的尷尬,

      為了搞插電混動而臨時搞的方案,大眾的DSG前加電機的方案也是類似的

  AT本身不適合做出真正好的插電混動,豐田單級行星齒輪會被更復(fù)雜但原理更好的復(fù)合行星機構(gòu)取代,最終各大

       廠家都會研發(fā)出類似于比亞迪的雙離合混動系統(tǒng)的,目前本田和豐田已經(jīng)開始借鑒比亞迪了。


  不過這中間的真空期,各大廠家拼的不僅是技術(shù),更是營銷,誰能把世人對混動的認知引導(dǎo)到各自的優(yōu)勢方面,

       同時把對手的技術(shù)劣勢完全展示出來,誰就能在銷量上取得優(yōu)勢,因為銷量不代表技術(shù),技術(shù)好不一定銷量好,

       營銷就是經(jīng)營消費者的頭腦。

  之前豐田在這方面就做得足夠好,所以銷量自然就好,不過豐田混動的銷量主要在日本和歐美,不在中國。


  豐田第四代Prius的“平行軸”,已經(jīng)開始借鑒比亞迪的混動系統(tǒng)了。

  比亞迪秦唐的混動系統(tǒng),最大的優(yōu)勢是能完全耦合動力,發(fā)動機和電動機能同時輸出最大功率。

  有人會說:其他大廠那么多年的造車技術(shù),拆幾輛秦唐仿制就可以了啊。

  這樣回答:你就算仿制出來了,也控制不好,而且雙離合變速器沒那么好整,一點都不比AT簡單,其他廠家連雙

      離合變速器都沒整清楚。

  目前來看這類不上輪轂電機的高性能混動,只有雙離合變速器能做到發(fā)動機電動機完全加力。


  以后的高性能插電混動,就兩條路線:

  一、唐2代的路線:

  唐2代,和目前的唐1代是一個路線,前軸發(fā)動機+發(fā)電電動一體機+雙離合變速器的混動系統(tǒng)+后橋中心電機的路

      線

  唐2代最終版本估計就是雙模電機,雙模電機能解決電機高轉(zhuǎn)速遇到的問題,不過估計唐2代2017款來不及用到。

  二、明的路線:

  明,是前軸發(fā)動機+發(fā)電電動一體機+四輪輪轂電機的路線,和唐2代不同。

  有人會說:以后都普及純電動了,插電混動的存在價值在哪里?

  這樣回答:只要化石燃料能拿來用在汽車上,插電混動就有價值,

  只要電池能量密度和充電速度的問題不徹底解決,插電混動就永不過時。

  發(fā)動機不會過時,只會越來越好,雙循環(huán)雙噴射閉缸增壓V型......

  電動機當然會越來越好,雙模電機、輪轂電機,就是未來的主流。


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