每当我们写有关“增资节目”的内容时,很多朋友都在后台留言,蒸汽不是脱裤子放屁吗?为什么新能源汽车要用油发电,这是本末倒置吗?

很多人对这项技术还不太了解,所以确实值得好好谈谈。

追加程序纯电是什么?

虽然赠送程序结构也分很多种,但市面上大多数赠送程序纯电车主要采用连接结构,以下内容也侧重于这一类别。

国内采用赠送程序结构的纯电车品种并不常见。目前只有理想的ONE、SERES SF5、宝马i3(还有别克VELITE 5,但不是连接式的,而是混合式的)这些型号是众所周知的车型。

SERES SF5

一、增程纯电车的基本工作原理是内燃机燃烧油操作——驱动发电机发电——发电机给电池充电——电池充电——电动机驱动轮或内燃机燃烧油操作——直接驱动电动机——电动机驱动轮。

更详细地说,如果电池充足,车辆将由电池直接驱动,如果电池功率低于一定阈值(BMS设定,通常为30%),增声器(由内燃机和发电机组成)将开始工作。直接驱动马达、马达、车轮。然后,当电池以一定的SOC值(BMS设置,通常为80%)充电时,增效器将停止工作,电池将单独供电。

大家的问题就在这里。为什么不直接烧油,而是先油-充电-再驱动?

我们继续看背后的原理吧。

额外的节目不是脱裤子放屁吗?

我们都知道,燃料发动机发展了100年,但实际上正在攻克——“热效率”这个问题。热效率是指发动机有效功率的热当量与单位时间消耗的燃料的热量比率,简单地说,是指发动机“吃饭多少”和“出力多少”的关系。热效率越高,意味着车辆可以使用的油越少,发挥的作用就越大。

2000年前后,在计算机技术的帮助下,发动机为了准确地控制油,开始使用电动喷雾技术,热效率突破30%。2003年,丰田拿出了震惊全世界的发动机(代号1NZ-FXE),热效率达到36.8%,使同期所有制造商的发动机落后。当时搭载1NZ-FXE的第二代PRIUS,位移为1.5L,但能获得2.0L车型的动力,油耗只有1.0L车型的水平(4.7L/100公里)。

16年以来,全球能效最高的发动机是丰田的Dynamic Force Engine 2.5L发动机(轻型混合结构)。但是像丰田一样,目前最高热效率也只有41%(马自达的SKYACTIV-X尚未大规模生产)。高压缩比、直接喷涂、高辊比进气、HCCI轧制、EGR、阿特金森(米勒)周期,这些熟悉的技术都是为了提高热效率而产生的。

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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。

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。

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”。

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)。

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。

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,还是要拿出足够的产品实力,让大家看到你的优点,市场自然就会接受并发展起来了。

作者 | 皆电 凉介

—The End—

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