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插件VS增程

增程技術落後嗎?

上週,華為余承東在接受采訪時表示,“說增程車不夠先進是扯淡,增程模式是目前最適合新能源汽車的模式。”

這一說法再次引發了業界和消費者對增程式混合技術(以下簡稱增程式)的熱議。而理想CEO李想、威馬CEO沉暉、微派CEO李瑞峰等多位車企老總也紛紛表態。

微品牌CEO李瑞峰在微博上直接與余承東對話,表示“打鐵還是要硬拼,加程序的混合技術落後是行業共識。”此外,蔚牌CEO立馬買了一台M5進行測試,讓討論又增添了一絲火藥味。

事實上,在這波關於“增幅是否落後”的討論之前,理想和大眾高管也曾就此問題進行過“熱議”。大眾汽車中國CEO馮思涵直言,“加價方案是最糟糕的方案”。

縱觀近年國內汽車市場,新車普遍選擇增程式或純電兩種動力形式,很少涉足插電式混合動力。反觀傳統車企,他們的新能源產品要么是純電,要么是插電式混合動力,根本不“在意”增程。

但隨著市場上越來越多的新車採用增程式系統,以及理想one、恩捷M5等爆款車型的出現,增程式逐漸被消費者所熟知,成為市場主流的混動形式。今天。

增程式的快速崛起勢必對傳統車企的燃油、混動車型銷量產生影響,這也是上述傳統車企與新造車之爭的根源。

那麼,增程技術是落後的嗎?和插件有什麼區別?為什麼新車都選擇增程?帶著這些疑問,車東錫在深入研究兩條技術路線後,找到了一些答案。

一、擴展音域與插件混音同根,擴展音域結構更簡單

在討論增程式和插電混動之前,我們先來介紹一下這兩種動力形式。

根據國家標准文件《電動汽車術語》(gb/t 19596-2017),電動汽車分為純電動汽車(以下簡稱純電動汽車)和混合動力汽車(以下簡稱混合動力汽車) ).

混合動力汽車按動力結構可分為串聯式、並聯式和混合式。其中,串聯式是指車輛的驅動力僅來自電機;並聯式是指車輛的驅動力由電動機和發動機同時或分別提供;混合動力型是指同時存在串/並聯兩種驅動方式。

增程器是串聯混合動力車。由發動機和發電機組成的增程器給電池充電,電池驅動車輪,或者增程器直接給電機供電驅動車輛。

然而,插值和混合的概念相對複雜。在電動汽車方面,混合動力車也可以根據外部充電容量分為可外充混合動力車和不可外充混合動力車。

顧名思義,只要有充電口,能外接充電的,就是外充混合動力車,也可以稱為“插電式混合動力車”。按照這個分類標準,擴展範圍是一種插值和混合。

同理,非外充混合動力車沒有充電口,所以不能外充。只能通過發動機、動能回收等方式給電池充電。

但目前市場上多以動力結構區分混動車型。此時插電式混合動力系統為並聯式或混動式混合動力系統。與增程式(串聯式)相比,插電式混合動力(混合動力)發動機不僅可以為電池和電機提供電能,還可以通過混合動力變速器(ECVT、DHT等)直接驅動車輛,形成聯合用電機驅動車輛。

長城檸檬混合動力系統、吉利雷神混合動力系統和比亞迪DM-I等插電式混合動力系統都是混合動力系統。

增程器中的發動機不能直接驅動車輛。它必須通過發電機發電,將電能儲存在電池中或直接提供給電機。電機作為整車驅動力的唯一出口,為整車提供動力。

因此,增程器系統的三大部分——增程器、電池和電機不涉及機械連接,而是全部電氣連接,因此整體結構相對簡單;插電式混合動力系統的結構更為複雜,需要通過變速箱等機械部件在不同的動態域之間進行耦合。

一般來說,混合動力系統中的機械傳動部件大多具有技術壁壘高、申請週期長、專利池多等特點。很明顯,“追求速度”的新車沒有時間從檔位入手。

但對於傳統燃油車企業來說,機械傳動是其強項之一,擁有深厚的技術積累和量產經驗。當電動化大潮來臨之際,傳統車企想要放棄幾十年甚至百年的技術積累,重新出發顯然是不可能的。

畢竟,很難大掉頭。

因此,更簡單的增程式結構成為新車的最佳選擇,而插電式混合動力不僅可以充分發揮機械傳動的餘熱,降低能耗,也成為新能源汽車轉型的首選。傳統整車企業。

二、增程從一百年前開始,電機電池曾經是拖瓶

在弄清了插電式混合動力和增程式的區別,以及為什麼新車普遍選擇增程式之後,傳統車企選擇了插電式混動。

那麼對於加長版來說,結構簡單就意味著落後嗎?

首先,從時間上來說,增程確實是一項落後的技術。

增程式的歷史可以追溯到19世紀末,當時保時捷的創始人費迪南德·保時捷打造了世界上第一輛系列混合動力汽車lohner Porsche。

Lohner Porsche 是一款電動汽車。前橋上有兩個輪轂電機驅動車輛。但由於續航里程較短,費迪南德·保時捷安裝了兩台發電機來提高車輛的續航里程,從而形成了串聯混合動力系統,成為增程的鼻祖。

既然增程技術已經存在了120多年,為什麼沒有快速發展呢?

首先,在增程系統中,電機是車輪上唯一的動力來源,增程器可以理解為一個大型的太陽能充電寶。前者輸入化石燃料輸出電能,後者輸入太陽能輸出電能。

因此,增程器的本質作用是轉換能量類型,首先將化石燃料中的化學能轉化為電能,再通過電機將電能轉化為動能。

根據基礎物理學知識,能量轉換過程中必然會發生一定的消耗。在整個增程式系統中,至少涉及兩次能量轉換(化學能電能動能),因此增程式的能量效率相對較低。

在燃油車蓬勃發展的時代,傳統車企集中精力研發燃油效率更高的發動機和傳動效率更高的變速箱。屆時,哪家公司能將發動機的熱效率提高1%,甚至接近諾貝爾獎。

因此,增程式這種不能提升反而降低能效的動力結構,被很多車企拋在了後面,被忽視了。

其次,除了能效低下,電機和電池也是限制增程式發展的兩大原因。

在增程式系統中,電機是車輛動力的唯一來源,但在20~30年前,車輛驅動電機技術還不成熟,成本高,體積較大,動力不足單獨駕駛車輛。

當時電池的情況和電機差不多。無論是能量密度還是單體容量都無法與當前的電池技術相提並論。想要容量大就需要更大的體積,這會帶來更昂貴的成本和更重的車重。

想像一下,30年前,如果按照理想車的三個電指標組裝一輛增程車,成本會直接起飛。

但增程完全由電機驅動,電機具有無扭矩滯後、安靜等優點。因此,增程式在乘用車領域普及之前,更多應用於坦克、巨型礦車、潛艇等對成本和體積不敏感,對動力、靜音要求較高的車船。 、瞬時轉矩等

綜上所述,魏派和大眾CEO說增程是一項落後的技術,不無道理。在燃油車蓬勃發展的時代,成本更高、效率更低的增程式確實是一項落後的技術。大眾和長城(威牌)也是在燃油時代成長起來的兩個傳統品牌。

時間到了現在。雖然從原理上說,現在的增程式技術與100多年前的增程式技術沒有質的變化,但仍然是增程式發電機發電,電動汽車,仍然可以稱為“落後技術”。

然而,時隔一個世紀,增程技術終於來了。隨著電機和電池技術的飛速發展,原本的兩大拖把成為其最重要的競爭力,抹殺了燃油時代增程的劣勢,開始蠶食燃油市場。

三、城市工況和增程高速工況下的選擇性插混

對於消費者來說,他們並不關心增程是不是技術落後,而是關心哪個更省油,哪個駕駛起來更舒適。

如上所述,增程器是串聯結構。增程器不能直接驅動車輛,所有動力都來自電機。

因此,這使得配備增程式系統的車輛具有與純電車相似的駕駛體驗和駕駛特性。耗電量方面,增程式也和純電差不多——市區路況低電,高速路況高電。

具體來說,由於增程器只是給電池充電或者給電機供電,所以大部分時間增程器可以保持在相對經濟的轉速範圍內。即使在純電優先模式下(首先消耗電池的電量),增程器甚至無法啟動,也不會產生油耗。然而,燃油車的發動機並不能一直在固定的轉速範圍內運轉。如果需要超車加速就需要提高車速,遇到堵車就會長時間怠速。

因此,在正常行駛工況下,城市低速道路上增程式的能耗(油耗)普遍低於搭載同排量發動機的燃油車。

但與純電一樣,高速工況下的能耗要高於低速工況;相反,燃油車在高速路況下的能耗要比城市路況下低。

這意味著在高速工況下,電機的能耗更高,電池電量消耗更快,增程器需要長時間“滿載”工作。而且,由於電池組的存在,同尺寸的增程式車的車重普遍大於燃油車。

燃油車受益於變速箱的存在。在高速情況下,車輛可以升到更高的檔位,使發動機處於經濟轉速,能耗相對較低。

因此,一般來說,在高速工況下,增程式的能耗與同排量發動機的燃油車相差無幾,甚至更高。

說完增程和燃油的能耗特點,有沒有一種混動技術可以結合增程車低速能耗和燃油車低速能耗的優點,能夠有更經濟的能耗在更寬的速度範圍內?

答案是肯定的,就是把它混起來。

總之,插電式混合動力系統更方便。與增程相比,前者可以在高速工況下直接用發動機驅動車輛;與燃油相比,插混還可以像增程一樣。發動機為電動機提供動力並驅動車輛。

此外,插電式混合動力系統還有混合動力變速器(ECVT、DHT),可以讓電機和發動機各自的動力實現“一體化”,以應對急加速或大功率需求。

但俗話說,只有放棄,才能得到。

由於機械傳動機構的存在,插混的結構比較複雜,體積也相對較大。因此,在同級別的插電混動和增程車型之間,增程車型的電池容量要大於插電混動車型,這也能帶來更長的純電續航里程。如果用車場景只是市區通勤,增程甚至可以不用加油也能充電。

比如2021款理想one的電池容量為40.5kwh,NEDC純電續航里程為188km。接近其尺寸的奔馳gle 350e(插電混動版)和寶馬X5 xdrive45e(插電混動版)電池容量僅為31.2kwh和24kwh,NEDC純電續航里程僅為103km和85公里。

目前比亞迪的DM-I車型之所以如此火爆,很大程度上是因為前款車型的電池容量比老款DM車型更大,甚至超過了同級別的增程車型。城市通勤可以實現只用電不用油,用車成本也會相應降低。

綜上所述,對於新建車輛而言,結構更為複雜的插電式混合動力(混合動力)不僅需要較長的前期研發週期,而且需要對整個插電式混合動力系統進行大量的可靠性測試,這時間顯然不快。

隨著電池和電機技術的飛速發展,結構更簡單的增程已經成為新車的“捷徑”,直接繞過造車難度最大的動力部分。

但對於傳統車企的新能源轉型,他們顯然並不想放棄自己投入多年精力(人力和財力)研發的動力、傳動等系統,然後從刮。

以插電式混合動力為代表的混合動力技術,不僅能夠充分發揮發動機、變速箱等燃油車部件的餘熱,還能大幅降低油耗,成為國內外傳統車企的共同選擇。國外。

因此,無論是插電式混合動力還是增程式,其實都是在當前電池技術瓶頸期的周轉方案。等到未來電池續航里程和能量補給效率的問題徹底解決,油耗就會徹底清零。增程式、插電式混合動力等混合動力技術可能會成為少數特種裝備的動力模式。


發佈時間:Jul-19-2022