上一期我們談到,「混動技術(shù)」不只為汽車帶來節(jié)能減排的效果,同時也能其更加運動。不過介于目前全球的政策所限,短時間混動汽車必然朝著能源轉(zhuǎn)型的方向發(fā)展,所以,我們暫時將『運動』按下不表,首先走『省油』這條技術(shù)線。
兩大省油的關(guān)鍵
既然我們的目標是『省油』,那么,我認為基本的解決思路很簡單:
1、多用電,少用油;
2、榨干每一滴油的價值。
是不是十分的簡單?但是為了做到看似簡單的2點,各大主機廠可沒少花功夫,并開創(chuàng)了各種玩法,比如以豐田THS為首的『雙電機動力分流系統(tǒng)』以及以大眾為首的『單電機雙離合派』等。所以,如何解決這兩個問題將貫穿我們整個系列。
上期提到的電機,如何安排更合理
首先,為了達到『多用電,少用油』的目的,實現(xiàn)途徑會有很多,比如:
將混動的份額向著純電傾斜;
增加「電池」的容量;
增強「電機」的作用等。
顯然奧托循環(huán)并不適合混動車型
而為了達到『榨干每一滴油的價值』這一目標,實現(xiàn)途徑會有也有不少,比如:
提升「發(fā)動機」(內(nèi)燃機)的工作效率;
減少混動組件之間的內(nèi)耗;
對每個混動組件進行不斷的優(yōu)化等。
接下來本篇僅從宏觀的角度展開分析一下以上提到的一些實現(xiàn)途徑。
多用電,少用油
按油電混合度劃分(以上數(shù)據(jù)僅供參考)
我們先從『將混動的份額向著純電傾斜』談起,從上面的表格中可以看出,不同的油電混合架構(gòu)所能實現(xiàn)的功能不同,依靠電實現(xiàn)的功能越多,燃油消耗就會越低,比如搭載「強混」系統(tǒng)的車型版本相比純?nèi)加桶?,油耗降?5~35%(數(shù)據(jù)僅供參考)。
「自動啟停」實現(xiàn)架構(gòu)
以被大部分人視為『雞肋』的「自動啟?!构δ転槔?,雖然升級了一下普通汽車搭載的「鉛酸蓄電池」(更換隔板材質(zhì),比如AGM使用『超細玻璃纖維隔板』)為「起(啟)動機」,但卻達到了省油的目的。
溯源P0電機的作用便是自動啟停
比如德國BOSCH的實驗的結(jié)論是:平均節(jié)油率為8%~15%左右,越擁堵、排量越大效果越明顯。而中國汽車技術(shù)研究中心也做過類似的測試,結(jié)論更是夸張:節(jié)油率甚至達到7%~27%。看到這里,相信你慢慢開始理解『為什么啟動電機的功率越做越大』的原因了。
顯然鉛酸蓄電池?zé)o法滿足混動汽車
隨著『混動的份額向著純電傾斜』的發(fā)展,「電機」的功率越來越大,故此,『增加「電池」的容量』就成為了下個要解決的問題,從「儲能密度」較低的「鉛酸電池」到日企引以為傲的「鎳氫電池」到為了滿足長距離純電行駛的「鋰離子電池」,「電池」模組越來越大,功率更高,容量更大。關(guān)于混動汽車的「電池」,我們會在后文中陸續(xù)詳解。
途觀L PHEV動力系統(tǒng)
接著便是『增強「電機」的作用』,要么增加「電機」數(shù)量,要么就是提高單個「電機」的質(zhì)量,此前我們也提到了以大眾為首的『單電機離合器派』,即是將混動系統(tǒng)中的「驅(qū)動電機」集成在了「雙離合變速箱」中,配合上「高壓電池」模組,增強了「電機」在整個混動系統(tǒng)的作用。至于為什么大眾會成為『單電機離合器派』,又是一個long story。
榨干每一滴油的價值
與燃油汽車一樣,『榨干每一滴油的價值』一直是發(fā)動機工程師所追求的『人生目標』,同時也是體現(xiàn)人生價值的關(guān)鍵。故此,『提升「發(fā)動機」(內(nèi)燃機)的工作效率』這一點,不在本篇文章中展開,在后面的文章中,我們會詳細討論「阿特金森內(nèi)燃機」的章節(jié)展開。這里只提一句:混動汽車的發(fā)動機,總體朝著高效率的方向發(fā)展,而不是高性能。
E-CVT基本機構(gòu),行星齒輪+電機(手繪)
而『減少混動組件之間的內(nèi)耗』則是一個系統(tǒng)性的工程,比如使用『E-CVT』進行變速與使用『雙離合』進行變速,兩種不同的「變速器」架構(gòu),考慮組件降耗的邏輯就大相徑庭,還是要到后續(xù)的文章中具體問題具體分析。
飛輪動能回收系統(tǒng)
看似與第二點雷同的第三點『對每個混動組件進行不斷的優(yōu)化』,指的是對動力總成之外的部件優(yōu)化,比如「電池」的優(yōu)化只是表象,更重要的是對整個「電能系統(tǒng)」的優(yōu)化,包括提升整個「動能回收」系統(tǒng)等。
混動系統(tǒng)的優(yōu)化是一項整體的優(yōu)化工程
當(dāng)然啦,以上提到的這些點并非實現(xiàn)省油的全部解決途徑,混動技術(shù)不可能靠一篇文章就能完全看懂,常言道『人心不足蛇吞象』,我們還是要將知識掰開了,揉碎了,一篇篇看,所以,記得關(guān)注本系列哦!
混動的基礎(chǔ)知識
本文的最后,我為大家匯總了一些最基礎(chǔ)的混動技術(shù)的詞匯,在后文中會經(jīng)常出現(xiàn),所以,希望大家動動手指,將圖表保存下來,首先便是「混動汽車的分類」的名詞:
混動汽車的分類
在以上三種分類中,第三種分類『按照外接充電能力劃分』比較好理解,一句話:能不能插電。而『按動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分』則需要通過另一張表來解釋:
按動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分
這是一種根據(jù)「發(fā)動機」與「電機」連接形式去劃分。上表格只是描述了一個大概,三種模式單拿「串聯(lián)」就會延伸出好幾條技術(shù)樹,比如我們此前解釋過的保時捷「Lohner-Porsche Semper Vivus」,即是將「發(fā)動機」-「發(fā)電機」-「輪轂(驅(qū)動)電機」動力總成『串』在一起。發(fā)展至今現(xiàn)其中一條技術(shù)樹發(fā)展成了「增程式」汽車,比如寶馬i3,奧迪A1 e-tron,以及國產(chǎn)的理想ONE和嵐圖FREE增程版等。
混聯(lián)技術(shù)衍生出新的技術(shù)樹
「混聯(lián)」就更為復(fù)雜一些,比如通用雪佛蘭的Voltec1,看似是一套「串聯(lián)」的「增程式」解決方案,然則,卻『暗地里』偷偷地進行了功率的分流,也就是讓「發(fā)動機」參與到動力輸出上,而不是像常規(guī)的「串聯(lián)」結(jié)構(gòu),只能通過「電機」輸出動力,此后的章節(jié)會詳解。
常見混動汽車安裝電機的位置(手繪)
不同位置電機的簡介
最后,就是上篇提到的在混動系統(tǒng)中,不同位置的「電機」,當(dāng)你簡單地了解這些專業(yè)名詞的大概意思后,我們就可以真正開始聊混動汽車了。如果你覺得我們的圖表做的還不錯,對你學(xué)習(xí)和理解混動技術(shù)有那么一點點的幫助,請一定記得關(guān)注我哦,答應(yīng)我,這次一定。
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