续航超1000km,靠烧油发电!增程式是脱裤子放屁?

时间:2019-12-21 08:44:23 来源:互联网 热度: 作者: 佚名 字体:

每次咱们写到“增程式”有关的内容,都有很多朋友在后台留言问,增程式不是脱裤子放屁吗?为什么新能源车要用油发电,这不是本末倒置吗?


鉴于很多人对这个技术还不太理解,确实值得好咱们好聊聊。


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什么是增程式纯电动?


增程式结构其实也分很多种,但目之所及,市面大部分增程式纯电车主要还是采用串联式结构,我们以下内容也着重讨论这一类。


国内采用增程式结构的纯电车型并不常见,目前仅有理想ONE、金康SERES SF5、宝马i3(还有一款别克VELITE 5,不过是它混联式而不是串联式)这几款算是大家较为熟知的车型。


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●金康SERES SF5


首先,增程式纯电车的基本工作原理是:内燃机烧油工作——带动发电机发电——发电机给电池充电——电池给电机供电——电机驱动车轮or内燃机烧油工作——直接带动电机——电机驱动车轮。


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再说详细一点:当电池电量充足时,车辆直接由电池供能驱动,当电池电量低于一定阈值时(由BMS设定、一般为30%),增程器(由内燃机和发电机组成)开始工作,它直接驱动电动机、电动机再带动车轮,此时如果有多余的电量也会留给电池充电。接着,当电池充到一定的SOC值时(由BMS设定,一般是80%),增程器就停止工作,继续交给电池单独供电。


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大家的问题应该就来自这里:为什么不直接烧油驱动,反而先烧油-充电-再驱动呢?


我们继续看看背后的原理。


增程式是不是脱裤子放屁?


我们都知道,燃油发动机发展百年,其实都在攻克一个问题——『热效率』。所谓热效率,是指发动机有效功率的热当量与单位时间所消耗燃料的含热量之比,简单来说就是指发动机“吃多少饭”和“出多少力”的关系。热效率越高,说明车辆能用越少的油就能发挥越大的作用。


2000年前后,在计算机技术的帮助下,发动机开始采用电喷技术实现精确控油,让热效率突破30%的大关;2003年,丰田拿出一套震惊全球的发动机(代号1NZ-FXE),热效率高达36.8%,将同期所有厂商的发动机都甩在身后。当时,搭载1NZ-FXE的第二代PRIUS,排量为1.5L却能达到2.0L车型的动力,而油耗只有1.0L车型的水平(4.7L/100km)。


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十六年后,全球热效率最高的发动机还是丰田旗下的Dynamic Force Engine 2.5L发动机(轻混结构)。然而,强如丰田,如今最高热效率也不过是41%(马自达的SKYACTIV-X尚未大规模量产)。高压缩比、直喷、高滚流比进气、HCCI压燃、EGR、阿特金森(米勒)循环,这些耳熟能详的技术,其实都是为提高热效率应运而生。


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重点是,这个无数车企费尽心思都想提高哪怕0.1%的热效率,也只是一个理论峰值。因为燃油车的发动机燃烧和传动结构原理,热效率并不能保持在最佳状态,这也是我们为什么需要通过离合器、变速箱不断匹配发动机的转速,使其尽可能保证最经济工作区间的原因。


但是!增程结构绕过了这个问题。


增程式中的内燃机只负责发电,不需要考虑驱动车辆的问题,所以可以尽可能地不受路况影响,安安稳稳地给电池充电/给电机供电,始终保证发动机处于最经济工作区间,至于输出功率和扭矩这些事情,都交给电动机就好了。


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纵使增程式结构中的内燃机,热效率并不及丰田、马自达的燃油发动机,但是它胜在稳定,平均效率要比一般的内燃机更高。这就是为什么增程式仍被视为一种有效解决方案的原因。


何况,增程式往往也会带有不小的电池组,可直接通过充电桩充电,日常当作纯电车使用。


它和插电混动有什么区别?


说到这里,可能又有新的问题出现了:那我有插电混动不就行了,为什么还要增程式?


是的,它们都要烧油、都可以充电,但看似相似、其实大有区别。


首先是驾驶体验,插电混动车的动力输出主要有三个模式,纯电驱动,混动以及发动机驱动,前两种还好说,关键在于最后一个。


当电池没电、只能靠发动机驱动时,问题就都出来了——行驶顿挫明显、动力反馈迟钝、油耗从6L飙到12L等等,原先价值25万的车,瞬间可落回10万元的质感。原因就不多说了,国产发动机和变速箱的水平大家都心知肚明。


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另一边,增程式纯电车一直都是使用电机驱动,内燃机只负责默默发电,所以在驾驶体验的一致性上,增程式更有优势。


其次,增程式对充电桩的依赖更小。很多人认为买插电混动车,就是因为没有纯电续航焦虑,可以当作燃油车开。然而,有一点可能有点颠覆大家的认知——想要完全发挥插电混动车的行驶质感、经济性等产品优势,还是需要保证足够的电量,原因就是上面说到车辆馈电后的表现。


为了能让插混车发挥插混车的特点,最好保证车辆一直有电。然而,大部分插混车只有60-100KM的续航,基本每两天就要充电(且只能慢充),而增程式在不用充电的情况下也能发挥产品优势,彻底摆脱“里程焦虑”。


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当然,因为发动机不参与驱动,增程式结构也存在一些缺点,譬如说高速相对费油。因为增程式结构终究还是靠电机驱动,所以也要面对电动车存在的问题——速度越快、风阻越大、电耗越高,电耗越大对增程器或电池的需求也越高,自然就更费油。


增程式存在的意义


在探索新能源的道路上,日本一向走得很激进,我们都知道丰田有THS II、本田有i-MMD、马自达有SKYACTIV,每一个拿出来,在能耗控制上都可以吊打在座的各位。


但是在日本本土,销量最高的新能源车型并不是两田,而是日产的NOTE,它采用的e-POWER增程式结构正是节能省油的极致代表。日本JC08给出的测试数据显示,采用e-POWER动力的日产NOTE油耗仅为37.2km/L(折算回来就是2.68L/100km)。


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而且,NOTE的结构简单、成本也不高。1.2L的日产NOTE折合人民币仅需8.6万元,8.6万国内能买什么?估计只有选择1.3L自吸、手动挡(CVT还要加钱)、轴距短一截的飞度了。


所以,到这里,不是增程式结构有没有意义的问题了。只要技术足够优秀,意义自然就有了。


在12月初刚发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中,第三章第一节『深化三纵三横布局』也提到:要以纯电动、插电混动(含增程式)、燃料电池三条纵向发展路线,布局整车技术产业链。可见,在国家政策中,对于增程式结构也是认可的,除了北京地区,其它限牌城市也可登上新能源目录,直接上绿牌。


走向另一条节能之路


其实,目前新能源车的发展就两个大方向,一个是直接改变能源形式(纯电车、插混车、氢燃料电池车),另一个是尽其所能地榨干每一滴油的价值(以THS-II、i-MMD为代表的Hybrid),而增程式电动车的出现,更像是后者。


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它不能杜绝道路排放,不能集中管制污染源,无助于改善能源结构,但是它尽可能地让燃油效率实现了最大化,每辆车都用最少的油跑最长的距离,这样整条道路上的能源效率就提高了,实现了另一个角度的环保。


面对那些认定“增程式就是脱裤子放屁”的吃瓜群众,试图解释增程式的工作原理,其实是一件事倍功半的事情,丰田为了推广那套THS-II混动结构都花了十几年,想要消费者接受新技术和新产品