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科普:发动机热效率突破,脱裤子放屁的增程式最终会取代插混?

网上一直有人质疑增程技术落后,然而就是凭借着这所谓落后的技术,理想汽车几年来创造了80万辆销量,而华为开始进入新能源车领域以后,把增程技术推向了高潮。销量榜单上前几名基本上都是新势力车企,当然,有人会说,你似乎忘记了比亚迪,诚然,目前国内新能源车领域无人能和遥遥领先的比亚迪相比,但是,除了比亚迪以外,其它国产插混车的销量就差太多了。

也许是看到了增程车的热销,近几年,国内的传统车企如奇瑞吉利东风长安等也纷纷推出了增程车型,当然这些车企采用了两条腿走路的方式,保留了插混车型,还推出了增程车型。而消费者对增程车型的认可也进一步证明了它的市场价值。

插混和增程驾驶模式的区别

插混更像一名全能选手,增程则有点像偏科的学生,无论是插混还是增程,都是在1999年美国Paice公司申请的一项专利基础上研发的,这个专利号为US6209672,于2019年过期,这也就是为何国内车企扎堆在2020年推出了自己的插混车型。

插混和增程车型在低速时采用的都是串联模式,用发动机带动发电机发电,供给驱动电机,而插混车型在高速时,还拥有并联和直驱模式,发动机直接通过插混变速箱用机械方式驱动汽车,这样做的优点是传递效率高,理论上最高可以达到97%,另外一个优点是可以实现并联驱动,有高速急加速需求时,发动机、电机可以同时发力,因此,插混在高速再加速的动力方面有优势。

而增程车型则取消了高速直驱模式,它自始至终都是用串联模式,发动机只用来带动发电机发电,油电转化效率目前大约在91%左右,因此,理论上高速行驶时,增程的油耗要比插混略高一些。

插混车型的核心——插混变速箱

传统车企在网上吐槽增程没有技术的点就是这个所谓的“插混变速箱”,从结构上来看,插混变速箱并没有那么复杂,实际上借用了早期的AMT技术。

以比亚迪DMI为例,结构上就是利用电控多片离合器实现高速直驱模式切换。下图中是一个比亚迪官方发布的DMI变速箱结构图,图中发电机与发动机都集成在一个箱体里,发动机和发动机通过齿轮连接,且处于常啮合状态,也就是说发动机只要转动,发电机就发电状态。发动机输出端连接一个湿式离合器,日常处于分离状态,当高速匀速行驶时,湿式离合器结合,直接驱动车辆,中低速日常行驶主要是用电机,电机输出到主减速齿轮以后,直接带动差速器输出。

而国内其它车企为了规避比亚迪的专利,在这个基础上,将单档升级为两档或者多档,其目的是为了扩大了直驱范围,增加了高速再加速能力,但是由于结构上更为复杂,成本也更高。比如长城的两挡DHT,如下图,发动机连接一根同轴输出轴,分别连接1挡、2挡、P1电机。其中,发动机和P1电机始终通过同轴连接,也就是说发动机只要运转就处于发电状态。通过湿式离合器控制1挡和2挡的接通,在直驱模式下,发动机动力通过1挡或2挡传递给输出轴,再通过差速器输出给车轮。而P3电机则通过输出轴连接差速器,实现并联驱动。

而奇瑞的鲲鹏和吉利雷神混动通过多级行星齿轮组实现了3挡驱动,甚至东风风神通过行星齿轮组实现了4挡DHT,多达26种工作模式。限于篇幅,就不一一介绍了,如果各位有兴趣,我可以专门写一篇插混挡位解析。写到这里,笔者不禁要问,在汽车全面电气化的时代,真的有必要强化机械驱动模式吗?比亚迪第五代DMI推出以后,仍然是单档。请各位思考,欢迎评论区留言。

增程相当于0挡位的插混

对于增程来说就是做减法,简单的说,比亚迪的DMI结构,去掉发动机驱动的离合器齿轮就是一个增程车型。理想汽车CEO理想也公开说过,理想ONE曾经设计有一个用于直驱的齿轮,但是由于在发动机直驱时震感传递较明显,而如果解决这个震感传递需要下很大的功夫,而实际上的节油效果并不明显,本田公司曾经做过一个调查,发动机直驱模式和整个驱动模式相比,仅有5.6%,那么为了这个5.6%,理想汽车的做法是做减法,这样可以精简结构,降低故障率,当然,这里面也有降低成本的考量。

高速行驶插混有优势,不过优势不大

在网上经常能看到,很多插混车型号称其在高速行驶时,油耗非常低,但是细心的车友会看到,高速行驶时油和电是同时消耗的,而如果插混车主开启了智能保电或者强制保电,其油耗并不低。

虽然理论上直驱模式传递效率更高达到97%,但是,从由于插混发动机在直驱模式下,车轮和发动机实际上是耦合在一起的,而汽车行驶过程中的的阻力是不断变化的,这些变化的阻力会通过半轴、差速器反向传递回发动机,而发动机为了适应这些阻力变化,必须要不断调整喷油脉宽,输出相等的功率满足行驶需求,也就是说,由于发动机的喷油脉宽始终变化,导致发动机的输出功率并不恒定发动机无法始终以最佳燃烧效率运转。特别是高速速度起伏路况,发动机的油耗表现会比较差,此消彼长,插混的高速油耗并不低。

而增程车型的油电转化效率虽然只有91%,由于去掉了发动机直驱结构,一方面减轻了重量,另一方面,发动机和车轮完全解耦,汽车阻力并不会影响发动机的工况,发动机始终工作在最佳燃烧效率工况,有急加速需求时,电控系统可以控制电池放电,增加电机功率。也就是说增程车的发动机始终平稳运转,因此实际上增程车型的油耗也并不高。


日常使用差别不大,都是更多使用纯电

在城区日常使用工况,实际上插混和增程区别并不大,中低速都是串联行驶,更多用户的需求都用纯电行驶,此时,增程相对较大的电池优点就体现出来,更大的电池,更长的续航,减少充电次数,而插混车型由于在设计过程中更多强调的是油电混合驱动,因此电池一般容量较小,纯电续航里程较少,这可能也是目前增程车型销量火爆的原因之一吧。

插混那么先进,为什么那么多消费者认可增程?

  • 外观内饰设计优秀

不可否热,增程车型的外观内饰设计更加优秀,更讨喜,一个漂亮的车,在消费者眼里就赢了一半。

  • 人性化设计更优秀,车机系统和智能驾驶有优势

从细节来看,新势力车企在设计汽车时,更注意消费者的体验,更注意软件优化,车机系统更流畅,语音识别更准确,这些消费者看得见的卖点,的确容易打动消费者。而在智能驾驶领域,虽然目前并不完全成熟,但是在一些高速领航路况或者一半的城区行驶路况,的确可以极大的减少事故,降低驾驶疲劳。

  • 冰箱彩电大沙发是刚需

这些虽然没有多少科技含量,但是却极大的满足了消费者的日常需求,在传统车企眼里,车就是车,但是这个新势力车企的眼里,车就是第二个家,既然称为家,这些自然必不可少。所以,目前很多传统车企开始学习了。

  • 更简单的结构,更适合日常使用场景

增程车型相对于插混来说,结构更简单,重量更轻,成本相对要少一些,而消费者大都不懂车,日常纯电,偶尔长途用油,解决里程焦虑,油耗略高也并不在意。所以更多的人选择了所谓没有技术含量的增程。

发动机热效率提升以后,插混和增程区别不大,但是插混后劲儿乏力

近日,奇瑞推出的星纪元ET,采用了增程技术,搭载了44.5%热效率的发动机,1升油发3.65度电。网友实测,一箱油2141.4公里。而近日比亚迪推出的号称第五代插混技术的秦L,搭载了46.06%热效率的发动机,网友实测一箱油行驶2400公里。实际上到了这个程度,单纯的测哪一个油耗更低并没有什么意义,消费者更关心的不是哪个续航更好,毕竟这个油耗费用差别对于车主来说都是毛毛雨了,消费者更多关心的应该是一辆车的安全性、行驶品质、人性化设计、故障率等因素。所以说实际上当发动机热效率提升以后,插混和增程区别会越来越小。

而增程本身就有成本的优势,这些省去的成本可以用于丰富其它配置,比如冰箱彩电大沙发这些虽然没有技术含量,但是却极大的提升了用车体验。

此外,从发展角度看,增程车型实际上就是一个电车,平顺性更好,而电车在智能辅助驾驶方面由于其动力响应方面有先天优势,而插混车型在直驱模式下,控制逻辑更为复杂,相对来说难度更大。因此,从长远看增程车无疑更符合消费者需求。

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