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1 # 天和Auto
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2 # 水墨車事
首先要明白一個問題:發動機驅動發電機發電,電動機驅動車輪,能量經過幾次轉換?能量每一次轉換都是有損失的。發動機熱效率不變,那麼驅動發電機發電時能量損失多少取決於發電機效率,不考慮電池充放電損耗還要考慮電動機效率,毫無疑問,無論是發電機還是電動機效率永遠不能大於1,也就是說1份能量經過發電機轉換後只剩下0.8-0.9,經過電機轉換後還要衰減10%。
以實際應用舉例子,例如本田Accord混動汽車。中低速行駛時都是採用發動機發電驅動電動機的模式。這就是所說的串聯混動。而高速行駛則採用發動機直連車輪模式。為什麼Accord高速行駛時不在使用電機+充電寶的驅動模式呢?這就是因為車速提升後,發動機不需經過變速箱或者只需要一個固定齒比減速齒輪就可以驅動車輪。能量不需要二次轉化,固定齒比的減速齒輪能量損耗遠遠低與變速箱。直接用發動機驅動車輪行駛,是最直接也是最高效的做法,發動機利用率是最高的。這就是發動機直接驅動車輪效率高於發動機驅動發電機,發電機驅動電動機,電動機再去驅動車輪。
如果說發動機直連車輪效率最高,那麼為什麼還要透過發電機發電來驅動電動機呢?這也是一個發動機利用率的問題,首先發動機高轉速、低扭矩是不能直接驅動車輛的,需要用變速箱來降速增加扭矩後才可以驅動車輛平穩起步、加速、變速。雖然變速箱的應用可以合理的提高發動機利用率,但是一些其效率仍然有限。例如車輛低速行駛的時候,發動機有一部分能量是白白浪費掉的。而諸如低速行駛、市區內等紅燈時相當一部分能量變成熱量白白的散發掉了!這也是為什麼汽車等速行駛百公里油耗可以做到4-6升,而進入市區油耗增加到7-10升的原因。
而市區工況行駛時,串聯混動是最有效的解決方案。這類發動機都採用阿特金森迴圈技術,雖然扭矩小但是熱效率高,扭矩小可以透過電機來解決。熱效率高才是節能的秘籍。工作方法如下:發動機在高效率區間運轉,驅動電動機發電,電能儲存在電池內。電池充滿電後發動機停機。而車輛中低速行駛完全靠電機驅動。這時候效率非常高,因為電動機可控制性更好,完全可以實現幹多少活給多少飯的目標,而不是像發動機一樣,無論幹多少活飯量必須足夠。而原地不動時電動機也是不需要耗電的。真正做到了隨用隨取,不浪費能源!儘管能量經過兩次轉換,但是有效的提高了發動機低速行駛的利用率,節約的能量還是比浪費的多一些。所以這類混動汽車在市區內油耗4-5升即可,而同級別燃油車純市區油耗要7-10升或者更多。
所以中低速採用增程模式比較節能合理,高速發動機直驅車輪更節能。兩者配合節能效果更突出,單獨串聯節能效果並不顯著,多數用於小型汽車上。例如寶馬i3增程版,開啟增程器後9L燃油可以提高130公里的續航。要知道i3可是A0級別車輛,對比油電混動中級車百公里4-5升的油耗,I3油耗絕對不佔據優勢,只是解決了里程焦慮症而已!所以純串聯混動系統驅動車輛是不合理的,也不是最節能的!
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3 # 全球汽車報告
增程式電動車一般都帶有充電口,開始主要使用電池,在電池電量充足情況下,增程器是不給電池充電的;即使在電池沒有電時,增程器發出的電也是先直接驅動電機的,不需要經過電池,因為如果先衝進電池裡再去驅動電機的話,能量損耗太大了。不過當增程器發出的電除了驅動汽車外還有富餘的時候,這時才會給電池充電,畢竟就算電池損耗大,也比直接扔了好。
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4 # 車伕MJW
增程式電動車設計還是比較合理的,節能效果很好,車輛主要是靠電池來提供能源,發動機只是在電池電量不足時起動,當發動機起後發動機會保持在最佳最高效的轉速區域,並且發動機起動的時間不多,所以節能的效果還是很好的。
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5 # 飛楊電械
帶增程器的電動車行駛過程中由小功率發電機在最佳工況下發電,發電機與電池並聯驅動電動機,同時給電池充電,實現車輛持續行駛。目前電池續航的難關還沒有突破,這個還是有作用的
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6 # 閆軍479
首先不存在合不合理的問題,汽車是各種技術整合起來的東西,實現功能符合要求即為合理。
增程式電車是出現最早的一種油電驅動形式。這種方式無疑是技術風險最低的,也就是最簡單的方式。從工程的角度來說,最簡單的往往是是最有效的。但是理論不代表實際,增程電車面臨這樣幾個問題,第一,單級變速器加電機無法兼顧所有工況,強調扭矩的話無法兼顧速度,強調速度無法兼顧扭矩。表現在現實中就是,電車一般都是60km/h續航最長,採用折中齒比,高速費電,爬坡無力。第二,電池的最大充電效率有限,持續大功率充電放電對電池損傷大,這也導致了燃油增程充電器要在一個電池能接受的功率下達到最高燃油利用效率,這也是為什麼增程電池的內燃機排量都很小的原因。這樣的話,一旦遇到電池電量低,同時又是高速或者持續爬坡或者經常超車的工況,如果還是按照理想狀態充電,一定入不敷出。如果提高充電功率,那麼油耗會升高,同時電池也很煎熬,不適合丘陵地區的用車工況。基於這兩個問題,工程師才放棄了簡潔明瞭的增程車,轉而開發混動汽車。這樣用電機兼顧了中低速工況,用燃油機加變速器兼顧了高速工況,用電機加燃油機共同驅動兼顧了加速和爬坡的工況。當然技術難度大大增加了,但是以現有的資源來看,優秀的混合動力汽車兼顧了效能與油耗,從而驗證了自己的合理性。
那麼增程式就一定不行嗎?那不一定,首先,如果電池能承受大功率充電了,功率大到極端工況下能和輸出平起平坐,這樣的話內燃機選配上能更加自由,可以考慮可閉缸的米勒迴圈發動機,必要時增加排量增加輸出,同時保證效率。第二,如果電機能夠兼顧多種工況的話,那麼增程式電動車的優勢就更大了,從現有的技術看為了增加電機的適應性,有新增變速器的,也有增大功率的。我相信未來會有更加優秀的電機出現。
所以,增程式不是不合理,而是現有的技術條件不能將其合理,未來隨著電池電機不斷髮展,增程式也會有自己的春天。其實燃料電池車就是增程式,只不過用燃料電池替換了內燃機增程器。
基於以上分析,再討論以下能否節能的問題,首先,電機效率高過內燃機,同樣跑100公里,中型轎車的電耗大概在15度左右(秦Proev的網友實測數值)(為什麼用電車比呢,其實增程車就是電機驅動的,重量也幾本相當,故電車的能耗同樣具有參考性,如果用現有技術條件下的增程車油電轉化效率的話,還是別算了,畢竟我們討論的是這個架構在理想狀態下的消耗,目前不能代表增程式的理想狀態,限制條件之前也說了),而同級別燃油車普遍在7升(工信部油耗估算)左右。按照目前流行的說法,一升油轉化三度電,其實到不了,按照內燃機30%(再次強調,目前的增程式的油電轉化效率普遍低於這個數值,主要限制在電池,如果電池能承受,內燃機30%的效率很容易實現,可參考汽油或柴油發電機的發電油耗)的效率算,一升汽油也就2.8度電。轉化為電耗比較的話,那麼7升油的燃油車消耗19.6度電,和燃油車比還是有優勢的,和混動車比,以5.5升算,15.4度,還是有微弱優勢。而開過車的朋友都知道,這裡的燃油車和混動車的能耗過於理想了,而且日系混動的阿特金森迴圈普遍熱效率高於30%。因此,如果增程式能把油電轉化效率提高到35%,那麼節能的能力絕對不容小視。
所以,電驅加增程,隨著技術進步在節能方面還是有一定效果的。
回覆列表
增程式電動汽車設計很合理,適用的車型從微型汽車到火車都沒有問題,最後一代的混合動力汽車或新能源汽車會以這種模式為主。
混動汽車不論MHEV、HEV或者PHEV都在努力實現增程式,區別僅是某些車型受限於成本以及品牌價值還可以以節能車作為賣點消耗一段時間,PHEV已經在走向相容增程式的技術發展方向。
增程式簡單的理解就是電動汽車+發電機發電,混動模式從發動機輔助動力輸出到純粹作為發電機的動力源,理論上只要兩者組合的發電效率足夠電耗就是最理想的模式。
因為發動機恆定轉速執行油耗一定會更低,汽車高油耗主要體現在擁堵路段的起步停車,這點可以解決那麼增程發電的油耗只會是作為動力元發動機的1/5~1/3,節油是顯而易見的。
所以增程式混動適合所有車型,小到A0級的代步車大到重型客貨車,尤其是曾經的高排放柴油動力貨車最適合這種模式,電機恆扭矩發力牽引力極高,發動機只用來發電運輸成本能降低很多。
至於動力無需擔心,前文提到的火車以及高鐵動車都是用電機驅動,只是電力獲取的方式從柴油機發電轉變為直接透過電網獲取電能。(下圖為火車使用的驅動電機)
增程式汽車目前唯一的障礙是沒有找到一種更高效的發動機來提高發電效率,使用阿特金森迴圈發動機只是過渡,對於使用大功率電機的效能車而言這種發動機是不夠理想的。
目前有企業在研發超大沖程單缸電混發動機,這種發動機不存在震動和噪音,而且省去了BSG電機的成本,發電效率是內燃機+電機的3~5倍而油耗量僅是普通發動機的1/3左右;形態和尺寸已經顛覆了對傳統發動機的理解,輕量化小型化帶來了靈活佈局的可能性。
這種發動機一旦量產電動汽車的形態會再次變革,續航焦慮也會成為過去式,屆時電耗加油耗的綜合能耗能輕鬆控制到1L/100km以下,製造上省出的巨大成本可以用來提升永磁同步電機的功率,效能和節能兼備的最終形態會是這種超級增程汽車,供參考。