每次咱們寫到“增程式”有關(guān)的內(nèi)容,都有很多朋友在后臺留言問,增程式不是脫褲子放屁嗎?為什么新能源車要用油發(fā)電,這不是本末倒置嗎?
鑒于很多人對這個技術(shù)還不太理解,確實值得好咱們好聊聊。
什么是增程式純電動?
增程式結(jié)構(gòu)其實也分很多種,但目之所及,市面大部分增程式純電車主要還是采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu),我們以下內(nèi)容也著重討論這一類。
國內(nèi)采用增程式結(jié)構(gòu)的純電車型并不常見,目前僅有理想ONE、金康SERES SF5、寶馬i3(還有一款別克VELITE 5,不過是它混聯(lián)式而不是串聯(lián)式)這幾款算是大家較為熟知的車型。
首先,增程式純電車的基本工作原理是:內(nèi)燃機燒油工作——帶動發(fā)電機發(fā)電——發(fā)電機給電池充電——電池給電機供電——電機驅(qū)動車輪or內(nèi)燃機燒油工作——直接帶動電機——電機驅(qū)動車輪。
再說詳細(xì)一點:當(dāng)電池電量充足時,車輛直接由電池供能驅(qū)動,當(dāng)電池電量低于一定閾值時(由BMS設(shè)定、一般為30%),增程器(由內(nèi)燃機和發(fā)電機組成)開始工作,它直接驅(qū)動電動機、電動機再帶動車輪,此時如果有多余的電量也會留給電池充電。接著,當(dāng)電池充到一定的SOC值時(由BMS設(shè)定,一般是80%),增程器就停止工作,繼續(xù)交給電池單獨供電。
大家的問題應(yīng)該就來自這里:為什么不直接燒油驅(qū)動,反而先燒油-充電-再驅(qū)動呢?
我們繼續(xù)看看背后的原理。
增程式是不是脫褲子放屁?
我們都知道,燃油發(fā)動機發(fā)展百年,其實都在攻克一個問題——『熱效率』。所謂熱效率,是指發(fā)動機有效功率的熱當(dāng)量與單位時間所消耗燃料的含熱量之比,簡單來說就是指發(fā)動機“吃多少飯”和“出多少力”的關(guān)系。熱效率越高,說明車輛能用越少的油就能發(fā)揮越大的作用。
2000年前后,在計算機技術(shù)的幫助下,發(fā)動機開始采用電噴技術(shù)實現(xiàn)精確控油,讓熱效率突破30%的大關(guān);2003年,豐田拿出一套震驚全球的發(fā)動機(代號1NZ-FXE),熱效率高達(dá)36.8%,將同期所有廠商的發(fā)動機都甩在身后。當(dāng)時,搭載1NZ-FXE的第二代PRIUS,排量為1.5L卻能達(dá)到2.0L車型的動力,而油耗只有1.0L車型的水平(4.7L/100km)。
十六年后,全球熱效率最高的發(fā)動機還是豐田旗下的Dynamic Force Engine 2.5L發(fā)動機(輕混結(jié)構(gòu))。然而,強如豐田,如今最高熱效率也不過是41%(馬自達(dá)的SKYACTIV-X尚未大規(guī)模量產(chǎn))。高壓縮比、直噴、高滾流比進(jìn)氣、HCCI壓燃、EGR、阿特金森(米勒)循環(huán),這些耳熟能詳?shù)募夹g(shù),其實都是為提高熱效率應(yīng)運而生。
重點是,這個無數(shù)車企費盡心思都想提高哪怕0.1%的熱效率,也只是一個理論峰值。因為燃油車的發(fā)動機燃燒和傳動結(jié)構(gòu)原理,熱效率并不能保持在最佳狀態(tài),這也是我們?yōu)槭裁葱枰ㄟ^離合器、變速箱不斷匹配發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,使其盡可能保證最經(jīng)濟工作區(qū)間的原因。
但是!增程結(jié)構(gòu)繞過了這個問題。
增程式中的內(nèi)燃機只負(fù)責(zé)發(fā)電,不需要考慮驅(qū)動車輛的問題,所以可以盡可能地不受路況影響,安安穩(wěn)穩(wěn)地給電池充電/給電機供電,始終保證發(fā)動機處于最經(jīng)濟工作區(qū)間,至于輸出功率和扭矩這些事情,都交給電動機就好了。
縱使增程式結(jié)構(gòu)中的內(nèi)燃機,熱效率并不及豐田、馬自達(dá)的燃油發(fā)動機,但是它勝在穩(wěn)定,平均效率要比一般的內(nèi)燃機更高。這就是為什么增程式仍被視為一種有效解決方案的原因。
何況,增程式往往也會帶有不小的電池組,可直接通過充電樁充電,日常當(dāng)作純電車使用。
它和插電混動有什么區(qū)別?
說到這里,可能又有新的問題出現(xiàn)了:那我有插電混動不就行了,為什么還要增程式?
是的,它們都要燒油、都可以充電,但看似相似、其實大有區(qū)別。
首先是駕駛體驗,插電混動車的動力輸出主要有三個模式,純電驅(qū)動,混動以及發(fā)動機驅(qū)動,前兩種還好說,關(guān)鍵在于最后一個。
當(dāng)電池沒電、只能靠發(fā)動機驅(qū)動時,問題就都出來了——行駛頓挫明顯、動力反饋遲鈍、油耗從6L飆到12L等等,原先價值25萬的車,瞬間可落回10萬元的質(zhì)感。原因就不多說了,國產(chǎn)發(fā)動機和變速箱的水平大家都心知肚明。
另一邊,增程式純電車一直都是使用電機驅(qū)動,內(nèi)燃機只負(fù)責(zé)默默發(fā)電,所以在駕駛體驗的一致性上,增程式更有優(yōu)勢。
其次,增程式對充電樁的依賴更小。很多人認(rèn)為買插電混動車,就是因為沒有純電續(xù)航焦慮,可以當(dāng)作燃油車開。然而,有一點可能有點顛覆大家的認(rèn)知——想要完全發(fā)揮插電混動車的行駛質(zhì)感、經(jīng)濟性等產(chǎn)品優(yōu)勢,還是需要保證足夠的電量,原因就是上面說到車輛饋電后的表現(xiàn)。
為了能讓插混車發(fā)揮插混車的特點,最好保證車輛一直有電。然而,大部分插混車只有60-100KM的續(xù)航,基本每兩天就要充電(且只能慢充),而增程式在不用充電的情況下也能發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)勢,徹底擺脫“里程焦慮”。
當(dāng)然,因為發(fā)動機不參與驅(qū)動,增程式結(jié)構(gòu)也存在一些缺點,譬如說高速相對費油。因為增程式結(jié)構(gòu)終究還是靠電機驅(qū)動,所以也要面對電動車存在的問題——速度越快、風(fēng)阻越大、電耗越高,電耗越大對增程器或電池的需求也越高,自然就更費油。
增程式存在的意義
在探索新能源的道路上,日本一向走得很激進(jìn),我們都知道豐田有THS II、本田有i-MMD、馬自達(dá)有SKYACTIV,每一個拿出來,在能耗控制上都可以吊打在座的各位。
但是在日本本土,銷量最高的新能源車型并不是兩田,而是日產(chǎn)的NOTE,它采用的e-POWER增程式結(jié)構(gòu)正是節(jié)能省油的極致代表。日本JC08給出的測試數(shù)據(jù)顯示,采用e-POWER動力的日產(chǎn)NOTE油耗僅為37.2km/L(折算回來就是2.68L/100km)。
而且,NOTE的結(jié)構(gòu)簡單、成本也不高。1.2L的日產(chǎn)NOTE折合人民幣僅需8.6萬元,8.6萬國內(nèi)能買什么?估計只有選擇1.3L自吸、手動擋(CVT還要加錢)、軸距短一截的飛度了。
所以,到這里,不是增程式結(jié)構(gòu)有沒有意義的問題了。只要技術(shù)足夠優(yōu)秀,意義自然就有了。
在12月初剛發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見稿)中,第三章第一節(jié)『深化三縱三橫布局』也提到:要以純電動、插電混動(含增程式)、燃料電池三條縱向發(fā)展路線,布局整車技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈??梢?,在國家政策中,對于增程式結(jié)構(gòu)也是認(rèn)可的,除了北京地區(qū),其它限牌城市也可登上新能源目錄,直接上綠牌。
走向另一條節(jié)能之路
其實,目前新能源車的發(fā)展就兩個大方向,一個是直接改變能源形式(純電車、插混車、氫燃料電池車),另一個是盡其所能地榨干每一滴油的價值(以THS-II、i-MMD為代表的Hybrid),而增程式電動車的出現(xiàn),更像是后者。
它不能杜絕道路排放,不能集中管制污染源,無助于改善能源結(jié)構(gòu),但是它盡可能地讓燃油效率實現(xiàn)了最大化,每輛車都用最少的油跑最長的距離,這樣整條道路上的能源效率就提高了,實現(xiàn)了另一個角度的環(huán)保。
面對那些認(rèn)定“增程式就是脫褲子放屁”的吃瓜群眾,試圖解釋增程式的工作原理,其實是一件事倍功半的事情,豐田為了推廣那套THS-II混動結(jié)構(gòu)都花了十幾年,想要消費者接受新技術(shù)和新產(chǎn)品
聯(lián)系客服