增程电动车通过电池驱动电机,你觉得这种设计合理吗?是否节能?

网友解答: 首先不存在合不合理的问题,汽车是各种技术集成起来的东西,实现功能符合要求即为合理。增程式电车是出现最早的一种油电驱动形式。这种方式无疑是技术风险最低的,也就是最简单的方式。从

网友解答:

首先不存在合不合理的问题,汽车是各种技术集成起来的东西,实现功能符合要求即为合理。

增程式电车是出现最早的一种油电驱动形式。这种方式无疑是技术风险最低的,也就是最简单的方式。从工程的角度来说,最简单的往往是是最有效的。但是理论不代表实际,增程电车面临这样几个问题,第一,单级变速器加电机无法兼顾所有工况,强调扭矩的话无法兼顾速度,强调速度无法兼顾扭矩。表现在现实中就是,电车一般都是60km/h续航最长,采用折中齿比,高速费电,爬坡无力。第二,电池的最大充电效率有限,持续大功率充电放电对电池损伤大,这也导致了燃油增程充电器要在一个电池能接受的功率下达到最高燃油利用效率,这也是为什么增程电池的内燃机排量都很小的原因。这样的话,一旦遇到电池电量低,同时又是高速或者持续爬坡或者经常超车的工况,如果还是按照理想状态充电,一定入不敷出。如果提高充电功率,那么油耗会升高,同时电池也很煎熬,不适合丘陵地区的用车工况。基于这两个问题,工程师才放弃了简洁明了的增程车,转而开发混动汽车。这样用电机兼顾了中低速工况,用燃油机加变速器兼顾了高速工况,用电机加燃油机共同驱动兼顾了加速和爬坡的工况。当然技术难度大大增加了,但是以现有的资源来看,优秀的混合动力汽车兼顾了性能与油耗,从而验证了自己的合理性。

那么增程式就一定不行吗?那不一定,首先,如果电池能承受大功率充电了,功率大到极端工况下能和输出平起平坐,这样的话内燃机选配上能更加自由,可以考虑可闭缸的米勒循环发动机,必要时增加排量增加输出,同时保证效率。第二,如果电机能够兼顾多种工况的话,那么增程式电动车的优势就更大了,从现有的技术看为了增加电机的适应性,有添加变速器的,也有增大功率的。我相信未来会有更加优秀的电机出现。

所以,增程式不是不合理,而是现有的技术条件不能将其合理,未来随着电池电机不断发展,增程式也会有自己的春天。其实燃料电池车就是增程式,只不过用燃料电池替换了内燃机增程器。

基于以上分析,再讨论以下能否节能的问题,首先,电机效率高过内燃机,同样跑100公里,中型轿车的电耗大概在15度左右(秦Proev的网友实测数值)(为什么用电车比呢,其实增程车就是电机驱动的,重量也几本相当,故电车的能耗同样具有参考性,如果用现有技术条件下的增程车油电转化效率的话,还是别算了,毕竟我们讨论的是这个架构在理想状态下的消耗,目前不能代表增程式的理想状态,限制条件之前也说了),而同级别燃油车普遍在7升(工信部油耗估算)左右。按照目前流行的说法,一升油转化三度电,其实到不了,按照内燃机30%(再次强调,目前的增程式的油电转化效率普遍低于这个数值,主要限制在电池,如果电池能承受,内燃机30%的效率很容易实现,可参考汽油或柴油发电机的发电油耗)的效率算,一升汽油也就2.8度电。转化为电耗比较的话,那么7升油的燃油车消耗19.6度电,和燃油车比还是有优势的,和混动车比,以5.5升算,15.4度,还是有微弱优势。而开过车的朋友都知道,这里的燃油车和混动车的能耗过于理想了,而且日系混动的阿特金森循环普遍热效率高于30%。因此,如果增程式能把油电转化效率提高到35%,那么节能的能力绝对不容小视。

所以,电驱加增程,随着技术进步在节能方面还是有一定效果的。

网友解答:

首先要明白一个问题:发动机驱动发电机发电,电动机驱动车轮,能量经过几次转换?能量每一次转换都是有损失的。发动机热效率不变,那么驱动发电机发电时能量损失多少取决于发电机效率,不考虑电池充放电损耗还要考虑电动机效率,毫无疑问,无论是发电机还是电动机效率永远不能大于1,也就是说1份能量经过发电机转换后只剩下0.8-0.9,经过电机转换后还要衰减10%。

以实际应用举例子,例如本田雅阁混动汽车。中低速行驶时都是采用发动机发电驱动电动机的模式。这就是所说的串联混动。而高速行驶则采用发动机直连车轮模式。为什么雅阁高速行驶时不在使用电机+充电宝的驱动模式呢?这就是因为车速提升后,发动机不需经过变速箱或者只需要一个固定齿比减速齿轮就可以驱动车轮。能量不需要二次转化,固定齿比的减速齿轮能量损耗远远低与变速箱。直接用发动机驱动车轮行驶,是最直接也是最高效的做法,发动机利用率是最高的。这就是发动机直接驱动车轮效率高于发动机驱动发电机,发电机驱动电动机,电动机再去驱动车轮。

如果说发动机直连车轮效率最高,那么为什么还要通过发电机发电来驱动电动机呢?这也是一个发动机利用率的问题,首先发动机高转速、低扭矩是不能直接驱动车辆的,需要用变速箱来降速增加扭矩后才可以驱动车辆平稳起步、加速、变速。虽然变速箱的应用可以合理的提高发动机利用率,但是一些其效率仍然有限。例如车辆低速行驶的时候,发动机有一部分能量是白白浪费掉的。而诸如低速行驶、市区内等红灯时相当一部分能量变成热量白白的散发掉了!这也是为什么汽车等速行驶百公里油耗可以做到4-6升,而进入市区油耗增加到7-10升的原因。

而市区工况行驶时,串联混动是最有效的解决方案。这类发动机都采用阿特金森循环技术,虽然扭矩小但是热效率高,扭矩小可以通过电机来解决。热效率高才是节能的秘籍。工作方法如下:发动机在高效率区间运转,驱动电动机发电,电能储存在电池内。电池充满电后发动机停机。而车辆中低速行驶完全靠电机驱动。这时候效率非常高,因为电动机可控制性更好,完全可以实现干多少活给多少饭的目标,而不是像发动机一样,无论干多少活饭量必须足够。而原地不动时电动机也是不需要耗电的。真正做到了随用随取,不浪费能源!尽管能量经过两次转换,但是有效的提高了发动机低速行驶的利用率,节约的能量还是比浪费的多一些。所以这类混动汽车在市区内油耗4-5升即可,而同级别燃油车纯市区油耗要7-10升或者更多。

所以中低速采用增程模式比较节能合理,高速发动机直驱车轮更节能。两者配合节能效果更突出,单独串联节能效果并不显著,多数用于小型汽车上。例如宝马i3增程版,开启增程器后9L燃油可以提高130公里的续航。要知道i3可是A0级别车辆,对比油电混动中级车百公里4-5升的油耗,I3油耗绝对不占据优势,只是解决了里程焦虑症而已!所以纯串联混动系统驱动车辆是不合理的,也不是最节能的!

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