时间:2023-07-24 12:16:14来源:
为了解决能源安全,国家一直在大力布局纯电汽车,但是受限于充电桩布置、电池充放电技术、能量电池密度等诸多因素,电动汽车还有很多无法克服的缺点,想要短期内完全替代燃油车是不可能的。在开着电动车以后,续航里程不够、充电时间长,冬季电池衰减等诸多问题纷至沓来,开纯电车的里程焦虑问题越来越严重。实际上即使在北上广深的大都市,虽然充电桩布设的比较完善了,但是随着电动车保有量的增加,充电仍然是一个大难题。
于是,人们又把目光聚焦回混动车型上。丰田THS、本田I-mmd、比亚迪DMI、长城DHT、奇瑞鲲鹏、吉利GHS、长安IDD、岚图FREE、理想ONE,甚至IT巨头华为也推出了混动方案,这么多混动平台名称高大上,令人眼花缭乱,作为消费者到底该怎么选呢?下面给大家分析一下。
现在的市场上的混动车型大体上可以分为四类:机械油电混合系统——丰田THS II电驱油电混合系统——本田i-MMD/比亚迪DM-i/带档位的电驱油电混合系统——长城DHT/奇瑞鲲鹏/吉利GHS/长安IDD电驱增程混合系统——理想ONE/岚图FREE/华为DriveONE机械油电混合系统——丰田THS世界上有两种混动,一种是丰田混动,另一种是其他混动,这句话并不过分,丰田研发混动系统20多年,结构已经相当成熟,省油原理也比较简单,这套混动系统发动机带动个发电机发电存储在电池内,在汽车起步、低速行驶、急加速工况,用电池带动电机替代发动机驱动汽车,而在比较省油的中高速行驶时,通过发动机直驱模式,以降低油耗。
THS系统由一台阿特金森发动机、两个电机(发电机)组成。系统的核心被称为E-CVT,需要特别强调的是E-CVT和传统的CVT变速箱没有任何关系,主要为了凸现在行星齿轮的分配下,发动机、MG1电机、MG2电机可以平顺转化。
为了堵塞其它车企仿制之路,丰田几乎注册了这套混动系统的所有的专利。ECVT实际上是一套行星齿轮组,其中,发动机和行星架连接,太阳轮和MG1电机连接,齿圈和MG2电机连接。MG1为低速电机,可以发电也可以驱动,MG2为高速电机,除了负责驱动汽车以外,还起到调节发动机工况的作用,通过电机的协调,使发动机尽可能维持在高效区间运转,进而降低发动机的油耗。
THS系统共有以下几种工况:1、发动机启动:电池放电,发电机MG1带动发动机2、发动机热机和充电:发动机通过E-CVT带动发电机MG1发电,充电给电池。3、汽车电动机起步、低速缓行、倒车:电池为电机供电驱动驱动汽车,发动机不工作4、发动机和电动机并联加速起步:急加速或者大脚油门起步,发动机和电动机同时驱动汽车。5、汽车正常行驶,发动机和电动机串联工作:发动机的动力维持汽车行驶动力需求外还带动发电机发电,电能驱动电机,余下的为电池充电6、汽车高速行驶大负荷需求:发动机驱动电动机发电,同时输出动力驱动汽车,蓄电池供电给电动机,全部用于驱动汽车。优缺点:1、性能均衡,通过机械耦合,全面考虑了汽车行驶的各种工况。无论是低速、还是中高速,都可以获得不错的性能表现。2、油耗表现出色,特别是中高速的油耗和性能表现都能兼顾。3、由于电池容量比较小,发动机介入比较频繁,而且介入很突兀,噪音比较大。当然这与丰田的抠门隔音有很大关系。4、发动机、电动机通过E-CVT机械耦合,特殊工况影响油耗表现。电驱油电混合系统——本田i-MMD/比亚迪DM-i丰田布局多年,专利壁垒已经非常成熟,几乎封死了所有机械混动的方案,因此,本田和比亚迪采取了另外一条电驱方案。技术原理基本上算是一样的,都是以电机为主,发动机为辅,在中低速行驶时,利用发电机发电或电池放电带动电机驱动汽车,在高速行驶时,通过离合器接通发动机和差速器,必要的时候电机和发动机协同输出动力以提升动力表现。
纯电驱动工况:低速、起步、小负荷输出,发动机不运转,发电机不工作,离合器断开,仅由动力电池向牵引电机提供电力。混合驱动工况:发动机运转带动发电机发电,供电给电机驱动汽车前进。在中小负荷输出时,多余的电量还会回充到电池,而在大负荷输急加速出时,由于需求功率太大,发动机供电不够,此时电池反向供电,与发动机协同供应给电机,输出最大功率。发动机驱动工况:此时发动机直接通过减速器驱动车轮,不过这个工况范围比较窄,只有在高速巡航低负荷运转时才可以实现,而在高速超车等大负荷输出时,电机就会介入。说到这里,各位可能会问,为什么本田和比亚迪的结构原理这么相似?谁抄袭谁?
实际上,比亚迪和本田的专利之所以相似,是以为他们的专利都是从美国的paice公司简化修改而来。这家公司是由前苏联工程师Alex Severinsky(移民美国)创建的,在1999年申请了一台阿特金斯发动机、两个电机的电驱混动方案专利。
本质上,电驱方案兼顾了电机的低速大扭矩、高速能量消耗大的优点,不过客观来说电驱方案也有不足。
优缺点分析:
中低速时电机都会参与驱动,动力响应快,和丰田相比,理论上油耗表现更好高速巡航小负荷工况油耗表现好,但是长时间中大负荷行驶超过发动机的最佳运转工况,就需要电机辅助驱动,当电池没电时,油耗会激增。锂电池有充放电循环次数限制,I-MMD和DM-I频繁依赖电池充放电,长时间使用寿命理论上比不上丰田的“浅充浅放”。带“多档位”的电驱油电混合平台——长城DHT/奇瑞鲲鹏/吉利GHS/长安IDD严格来说,国内的这些自2019年以后出来的这些混动和本田及比亚迪的基本原理都是一样的,都是中低速以电驱为主、高速发动机直接驱动,为什么要单独分出来一个类型呢,这是因为这些系统有了一个“创新”,那就是在本田和比亚迪“单离合器”的基础上,把单离合器变成了多档离合器,实际上就是增加了一套变速箱,这样理论上扩大了发动机的直驱区间范围,从而降低了发动机带动电机发电再驱动电机的能量损失。当然,增加机械档位理论上也会降低发动机的动力传递效率,这里面的损益就看厂家调教的功力了。此外变速箱档位数的增加也会增加复杂度,对可靠性也是一个考验。
最后说一下为啥国内的这些混动从2019年以后才开始冒出来,是因为专利的问题。美国专利是1999年开始申请,到2019年过期。当然这些厂家在专利过期以前就已经进行深入研究了,之所以现在才像雨后春笋似的拿出来,主要是因为专利保护过期了。
电驱增程混合平台——理想ONE/岚图FREE/华为DriveONE理论上来说,这类混合平台可以认为是比亚迪、本田这类电驱油电混动的简化版,把发动机直驱部分简化掉,同时增加电池的电量,增加纯电续航里程,发动机只负责发电,汽车所有工况都是EV模式,本质上就是一个可以自己发电、可以接外接电源的插电增程车,既没有里程焦虑,同时又可以享受电车的驾驶感受。特别是这市区中低速行驶,有电用电,没电发电,综合油耗比较低。
这也是一种取舍,因为对于理想ONE或者华为来说,电机、车机互联、能源管理、虚拟座舱等是自己的优势,增程器、电池都有专门的供应商,但是并没有发动机、变速箱的研发经验,毕竟如果发动机直驱需要研发阿特金森或者米勒循环发动机,也需要变速箱和电机深入混合,这些都是比较吃积累、吃技术的。IT企业跨界进入汽车领域,必然要发挥自己的长处,扬长避短。
当然,客观上来看,这种方案也有缺点,那就是长途高速油耗会相对偏大,因为毕竟会增加油电转化,理论上只有90%的转化率。不过,总体上来说,也是现阶段比较适合的方案。
优缺点:
可油、可电,电车的驾驶感受中低速油耗表现好,长途高速油耗略高结构简单,维护方便未来的趋势从发展角度来看,以后的混动系统的区别会越来越小,同质化也越来越严重。要么油、要么电、要么混,只不过实现途径有差异,丰田早期的混动方案一支独大,但是随着技术的发展,有了更多的替代产品。比如早期的丰田、本田THS只有一个比较小的电池,但是,现在也推出了增大电池的插混版本,也有了纯电续航。而比亚迪最新的DM-I纯电续航里程也超过到200km。可以预见的是,竞争最有利的是消费者。
是否现在应该入手混动车?我的看法是如果在不着急用车的情况下,让子弹再飞一会儿,目前合资车的混动技术虽然很成熟,但价格比较高,性价比差。国产的混动技术虽然百花齐放,但是并没有经过长时间的验证,很多缺点不可能过早的暴露出来,厂家需要一定的时间去不断的完善, 假以时日,我相信比亚迪长城、吉利、长安、奇瑞这些混动技术都十分成熟的时候,才是购买混动车更好的时机。
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