最近,插電式混合動力車型再度成為業(yè)界關(guān)注的焦點。隨著《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》征求意見稿的發(fā)布,插電式混合動力車型被正式納入到燃油汽車的行列之中。一石激起千層浪,自這份征求意見稿發(fā)布之后,也就有了對于插電式混合動力技術(shù)的進一步的政策解讀,當然了,唱衰的聲音也就隨之而來了。
對于未來新能源車政策的走向,目前還沒有定論,車轍君并不打算跟進。而且,這也只是一份指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)投資的征求意見稿,還不涉及到已經(jīng)執(zhí)行到市場層面上的補貼、車企油耗測算的具體層面,多聊也是無益的。考慮到目前市場上的插電式混合動力系統(tǒng)品類眾多,所以在接下來的文字里,車轍君就著重來聊一聊插電式混合動力系統(tǒng)到底是個什么鬼。
顧名思義,插電式混合動力系統(tǒng)我們可以理解為在混合動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套充電設(shè)施而形成的動力系統(tǒng)。從大的屬性劃歸來看,插電式混合動力系統(tǒng)是屬于混合動力系統(tǒng)架構(gòu)下的一個變形。從本質(zhì)上來看,插電式混合動力車型確實就應(yīng)該是劃歸到燃油車的陣營下的。
而在目前絕大多數(shù)的新能源車產(chǎn)業(yè)扶持政策里,純電動模式下續(xù)航里程超過50公里的插電式混合動力車型都是被列為與純電動車型幾乎一視同仁的待遇的。比如說,在計算企業(yè)平均油耗的時候,純電動模式下續(xù)航里程超過50公里的插電式混合動力車型的油耗就按照0L計算,并且銷量還有一個加權(quán)——這實際上是在越來越嚴苛的排放大限面前給汽車企業(yè)網(wǎng)開一面。
由于插電式混合動力車型在使用習(xí)慣上并沒有改變汽車社會的運行方式,只是在此基礎(chǔ)上做了一個可以充電的加分,所以,這一類車型在短短數(shù)年間迅速得到了各大汽車企業(yè)和限購地區(qū)消費者的認可。而目前國內(nèi)市場上的插電式混合動力系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu),又都是大同小異的。
任何一套混合動力系統(tǒng),它的關(guān)鍵技術(shù)都在于動力的耦合,即將電動機和內(nèi)燃機的動力耦合輸出到驅(qū)動輪上。而按照電動機和內(nèi)燃機之間的相對關(guān)系,業(yè)界將混合動力技術(shù)分為P0到P4四種架構(gòu),外加一種動力全耦合式的PS架構(gòu)。
比如說,電動機位于發(fā)動機之前的動力架構(gòu)稱之為P0架構(gòu),這也是目前最為火熱的48V電氣系統(tǒng)。其主要部件為一套BSG啟動式發(fā)電機,這套系統(tǒng)的工作原理我們大概可以簡單的理解為手動擋車型掛著檔不踩離合器點火的效果。通過啟動式發(fā)電機來帶動車輛起步,短接掉發(fā)動機起步時的高油耗區(qū)間。
而P1架構(gòu)則是電動機位于發(fā)動機之后,液力變矩器或者離合器之前。P2架構(gòu)則是在離合器或者液力變矩器之后,變速箱之前。P3架構(gòu)則是在變速箱之后,主減速器之前。而P4架構(gòu)則是直接作用在主驅(qū)動橋之后,通過電動機單獨的驅(qū)動一個車橋的架構(gòu),這一架構(gòu)的特點在于可以實現(xiàn)電動四驅(qū),并且最大程度上弱化了電動機和內(nèi)燃機之間的耦合關(guān)系。
比如說,高爾夫GTE,奧迪Q7 e-tron,名爵6 PHEV,采用的就是這樣一套以P2架構(gòu)為主的插電式混合動力系統(tǒng)。
而得益于P4架構(gòu)的附加屬性——四驅(qū)系統(tǒng)的作用,絕大部分的SUV車型都采用的是P4架構(gòu),比如說比亞迪唐、宋的插電式混合動力版車型,以及寶馬、福特的系列插電式混合動力車型,都是這一架構(gòu)下的產(chǎn)物。
無論是P2架構(gòu)還是P4架構(gòu),歐洲汽車企業(yè)主導(dǎo)的混合動力技術(shù)我們可以簡單的理解為堆積木式的動力輸出,其主要的原理都是將發(fā)電機和電動機的動力輸出獨立開來,并且單獨的對驅(qū)動輪進行驅(qū)動。對于動力耦合的需求是較低的,這也就在很大程度上弱化了混合動力系統(tǒng)的開發(fā)難度。這又以將電動機和內(nèi)燃機完全區(qū)分開來的P4架構(gòu)最為典型,因為在這套架構(gòu)中,基本上已經(jīng)不存在內(nèi)燃機和電動機之間的耦合需求了。所以,P4架構(gòu)又是混合動力系統(tǒng)中最為簡單的一種。
不過,凡事有利就有弊。目前現(xiàn)行的幾種P0到P4的插電式混合動力雖然結(jié)構(gòu)簡單便于迅速開發(fā),但是因為堆積木的動力特性,使得能源轉(zhuǎn)換的效率被降低。這一點其實很好理解,但凡涉及到能量轉(zhuǎn)化,就會有轉(zhuǎn)化損失。如果單純的在可以充電的工況下進行討論,那么現(xiàn)行的幾種插電式混合動力系統(tǒng)的確沒有太大的問題,只要發(fā)動機不工作,油耗隨時可以保持為0的狀態(tài)。在實驗室臺架進行油耗測試時,按照現(xiàn)在NEDC的測試規(guī)程,小排量渦輪增壓發(fā)動機50公里跑2L左右的油耗也并不是難事。
因為要帶動發(fā)電機充電,發(fā)動機負荷會大幅度的增加。另外,那一整套的電動動力系統(tǒng)帶來的車重增加在這個時候也會變成尾大不掉的累贅。這也就使得其油耗表現(xiàn)會迅速的惡化,這也就是為什么在實際使用過程中,插電式混合動力車型并不見得會比普通版車型省油的主要原因所在。更何況,以目前國內(nèi)新能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的情況來看,應(yīng)該沒有太多插電式混合動力車型的車主會擁有單獨的充電樁。
好了,聊到這里,就該來聊一聊PS架構(gòu)了。
其實,這事可能會有點跑題,因為,PS架構(gòu)下目前并沒有出現(xiàn)太多的插電式混合動力車型,如果有的話,那也就只有那輛插電混動版的普銳斯。如果車轍君沒有猜錯的化,上汽通用別克即將投產(chǎn)的插電式混合動力車型VELITE 6應(yīng)該也是一套PS架構(gòu)的產(chǎn)品。
實事求是的講,PS架構(gòu)是在目前來看最為合理并且最為高效的一套混合動力架構(gòu),這套架構(gòu)的特點在于將內(nèi)燃機和電動機的動力輸出進行了全面的耦合,然后統(tǒng)一輸出到驅(qū)動橋上的。這是目前日系汽車企業(yè)主要關(guān)注的混合動力技術(shù)發(fā)展路線,最為典型的代表自然就是豐田的THS混合動力系統(tǒng)。
我們可以這么來理解PS架構(gòu),它就像是揉面團,將面粉和水按照比例的不同混合成所需要的面團。這其中涉及到的主要部件是一套行星齒輪機構(gòu),通過行星齒輪的輸出特性,將動力進行耦合,然后進行輸出。說的更簡單一點,就是用一個差速器來完成原本應(yīng)該是屬于變速箱的功能。
由于電動機和內(nèi)燃機之間存在著明顯的動力耦合關(guān)系,所以,當二者存在著動力轉(zhuǎn)換關(guān)系的時候,能量的轉(zhuǎn)換損失就會被降低到最小的范圍之內(nèi)。與此同時,通過這種純機械式的耦合關(guān)系,也可以最大程度上實現(xiàn)內(nèi)燃機和電動機之間的最佳工況切換。反過來看,車輛自身的機械運動也可以更加高效的對電池組實現(xiàn)反向的充電,并且不會過多的影響到車輛的駕乘質(zhì)感。也就是我們所說的制動能量回收。這也就是為什么豐田旗下的混合動力車型在實際使用過程中的油耗和理論油耗相差不大的主要原因。
好了,聊到這里,也就可以理解為什么插電式混合動力車型目前正在遭遇的質(zhì)疑了,其實,如果重新調(diào)整一下技術(shù)路線的話,那倒也不是什么大的問題。
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