每次咱們寫(xiě)到“增程式”有關(guān)的內(nèi)容,都有很多朋友在后臺(tái)留言問(wèn),增程式不是脫褲子放屁嗎?為什么新能源車(chē)要用油發(fā)電,這不是本末倒置嗎?
鑒于很多人對(duì)這個(gè)技術(shù)還不太理解,確實(shí)值得好咱們好聊聊。
什么是增程式純電動(dòng)?
增程式結(jié)構(gòu)其實(shí)也分很多種,但目之所及,市面大部分增程式純電車(chē)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(lèi)。
國(guó)內(nèi)采用增程式結(jié)構(gòu)的純電車(chē)型并不常見(jiàn),目前僅有理想ONE、金康SERES SF5、寶馬i3(還有一款別克VELITE 5,不過(guò)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(chē)型。
首先,增程式純電車(chē)的基本工作原理是:內(nèi)燃機(jī)燒油工作——帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電——發(fā)電機(jī)給電池充電——電池給電機(jī)供電——電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪or內(nèi)燃機(jī)燒油工作——直接帶動(dòng)電機(jī)——電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。
再說(shuō)詳細(xì)一點(diǎn):當(dāng)電池電量充足時(shí),車(chē)輛直接由電池供能驅(qū)動(dòng),當(dāng)電池電量低于一定閾值時(shí)(由BMS設(shè)定、一般為30%),增程器(由內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)組成)開(kāi)始工作,它直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)再帶動(dòng)車(chē)輪,此時(shí)如果有多余的電量也會(huì)留給電池充電。接著,當(dāng)電池充到一定的SOC值時(shí)(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(dú)供電。
大家的問(wèn)題應(yīng)該就來(lái)自這里:為什么不直接燒油驅(qū)動(dòng),反而先燒油-充電-再驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)發(fā)展百年,其實(shí)都在攻克一個(gè)問(wèn)題——『熱效率』。所謂熱效率,是指發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的熱當(dāng)量與單位時(shí)間所消耗燃料的含熱量之比,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是指發(fā)動(dòng)機(jī)“吃多少飯”和“出多少力”的關(guān)系。熱效率越高,說(shuō)明車(chē)輛能用越少的油就能發(fā)揮越大的作用。
2000年前后,在計(jì)算機(jī)技術(shù)的幫助下,發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始采用電噴技術(shù)實(shí)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(dòng)機(jī)(代號(hào)1NZ-FXE),熱效率高達(dá)36.8%,將同期所有廠商的發(fā)動(dòng)機(jī)都甩在身后。當(dāng)時(shí),搭載1NZ-FXE的第二代PRIUS,排量為1.5L卻能達(dá)到2.0L車(chē)型的動(dòng)力,而油耗只有1.0L車(chē)型的水平(4.7L/100km)。
十六年后,全球熱效率最高的發(fā)動(dòng)機(jī)還是豐田旗下的Dynamic Force Engine 2.5L發(fā)動(dòng)機(jī)(輕混結(jié)構(gòu))。然而,強(qiáng)如豐田,如今最高熱效率也不過(guò)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(shí)都是為提高熱效率應(yīng)運(yùn)而生。
重點(diǎn)是,這個(gè)無(wú)數(shù)車(chē)企費(fèi)盡心思都想提高哪怕0.1%的熱效率,也只是一個(gè)理論峰值。因?yàn)槿加蛙?chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和傳動(dòng)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^(guò)離合器、變速箱不斷匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,使其盡可能保證最經(jīng)濟(jì)工作區(qū)間的原因。
但是!增程結(jié)構(gòu)繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題。
增程式中的內(nèi)燃機(jī)只負(fù)責(zé)發(fā)電,不需要考慮驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的問(wèn)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(jī)供電,始終保證發(fā)動(dòng)機(jī)處于最經(jīng)濟(jì)工作區(qū)間,至于輸出功率和扭矩這些事情,都交給電動(dòng)機(jī)就好了。
縱使增程式結(jié)構(gòu)中的內(nèi)燃機(jī),熱效率并不及豐田、馬自達(dá)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī),但是它勝在穩(wěn)定,平均效率要比一般的內(nèi)燃機(jī)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(huì)帶有不小的電池組,可直接通過(guò)充電樁充電,日常當(dāng)作純電車(chē)使用。
它和插電混動(dòng)有什么區(qū)別?
說(shuō)到這里,可能又有新的問(wèn)題出現(xiàn)了:那我有插電混動(dòng)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(shí)大有區(qū)別。
首先是駕駛體驗(yàn),插電混動(dòng)車(chē)的動(dòng)力輸出主要有三個(gè)模式,純電驅(qū)動(dòng),混動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),前兩種還好說(shuō),關(guān)鍵在于最后一個(gè)。
當(dāng)電池沒(méi)電、只能靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),問(wèn)題就都出來(lái)了——行駛頓挫明顯、動(dòng)力反饋遲鈍、油耗從6L飆到12L等等,原先價(jià)值25萬(wàn)的車(chē),瞬間可落回10萬(wàn)元的質(zhì)感。原因就不多說(shuō)了,國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的水平大家都心知肚明。
另一邊,增程式純電車(chē)一直都是使用電機(jī)驅(qū)動(dòng),內(nèi)燃機(jī)只負(fù)責(zé)默默發(fā)電,所以在駕駛體驗(yàn)的一致性上,增程式更有優(yōu)勢(shì)。
其次,增程式對(duì)充電樁的依賴(lài)更小。很多人認(rèn)為買(mǎi)插電混動(dòng)車(chē),就是因?yàn)闆](méi)有純電續(xù)航焦慮,可以當(dāng)作燃油車(chē)開(kāi)。然而,有一點(diǎn)可能有點(diǎn)顛覆大家的認(rèn)知——想要完全發(fā)揮插電混動(dòng)車(chē)的行駛質(zhì)感、經(jīng)濟(jì)性等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),還是需要保證足夠的電量,原因就是上面說(shuō)到車(chē)輛饋電后的表現(xiàn)。
為了能讓插混車(chē)發(fā)揮插混車(chē)的特點(diǎn),最好保證車(chē)輛一直有電。然而,大部分插混車(chē)只有60-100KM的續(xù)航,基本每?jī)商炀鸵潆姡ㄇ抑荒苈洌龀淌皆诓挥贸潆姷那闆r下也能發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),徹底擺脫“里程焦慮”。
當(dāng)然,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不參與驅(qū)動(dòng),增程式結(jié)構(gòu)也存在一些缺點(diǎn),譬如說(shuō)高速相對(duì)費(fèi)油。因?yàn)樵龀淌浇Y(jié)構(gòu)終究還是靠電機(jī)驅(qū)動(dòng),所以也要面對(duì)電動(dòng)車(chē)存在的問(wèn)題——速度越快、風(fēng)阻越大、電耗越高,電耗越大對(duì)增程器或電池的需求也越高,自然就更費(fèi)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(gè)拿出來(lái),在能耗控制上都可以吊打在座的各位。
但是在日本本土,銷(xiāo)量最高的新能源車(chē)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(cè)試數(shù)據(jù)顯示,采用e-POWER動(dòng)力的日產(chǎn)NOTE油耗僅為37.2km/L(折算回來(lái)就是2.68L/100km)。
而且,NOTE的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本也不高。1.2L的日產(chǎn)NOTE折合人民幣僅需8.6萬(wàn)元,8.6萬(wàn)國(guó)內(nèi)能買(mǎi)什么?估計(jì)只有選擇1.3L自吸、手動(dòng)擋(CVT還要加錢(qián))、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(méi)有意義的問(wèn)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(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見(jiàn)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(dòng)、插電混動(dòng)(含增程式)、燃料電池三條縱向發(fā)展路線,布局整車(chē)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。可見(jiàn),在國(guó)家政策中,對(duì)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(shí),目前新能源車(chē)的發(fā)展就兩個(gè)大方向,一個(gè)是直接改變能源形式(純電車(chē)、插混車(chē)、氫燃料電池車(chē)),另一個(gè)是盡其所能地榨干每一滴油的價(jià)值(以THS-II、i-MMD為代表的Hybrid),而增程式電動(dòng)車(chē)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(wú)助于改善能源結(jié)構(gòu),但是它盡可能地讓燃油效率實(shí)現(xiàn)了最大化,每輛車(chē)都用最少的油跑最長(zhǎng)的距離,這樣整條道路上的能源效率就提高了,實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)角度的環(huán)保。
面對(duì)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(shí)是一件事倍功半的事情,豐田為了推廣那套THS-II混動(dòng)結(jié)構(gòu)都花了十幾年,想要消費(fèi)者接受新技術(shù)和新產(chǎn)品
聯(lián)系客服