爱卡研究院——配置功能分析之混合动力
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面对节能与环保这项全球为之瞩目的大课题,最终的合理解决方案或许应该是以纯电的形式来全面铺开。然而现阶段的情况是,电动车技术的发展还远未达到成熟的地步,比如过重的整备质量、相应的充电配套设施的不完善以及高昂的售价等等,这些都导致了电动车目前很难被消费者接纳的主要原因。相比之下,油电混合动力技术却能够很好的契合眼下的环保局势,至少在人们眼中,混合动力车型与传统汽柴油车型最为接近,而且也不用为苦苦寻找充电设施而自寻烦恼。
如今的汽车厂商已经逐步将混合动力车型纳入到了新上市阵容的配置目录中,比如已于今年早些时候上市的凯美瑞-尊瑞,以及将要在明年正式换代的雷克萨斯全新IS等等,这种动作或许可以表明混合动力车的推进之势在未来一段时间将会步入黄金发展周期。当然我们也可以这样解读:混合动力车的大幕拉开之势难道不就是多年以前涡轮增压时代强势来袭的“翻版”吗?
然而市面上的这些混动车是为了混动而混动?还是出于更实际的使用诉求来混动,这就值得我们来研究解读,但在此之前我们先了解什么是混合动力。
1、什么是混合动力?
通常所说的混合动力一般是指油电混合动力系统,即内燃机(汽油/柴油)和电力(驱动)系统以及电池组的结合。而混合动力系统以动力传输及转换的方式又可分为串联式、并联式及混联式三种设计结构。
串联式结构由发动机、发电机和电动机三部分组成。发动机驱动车辆并为发电机发电,电能通过控制器输送到电池组或电动机。低载荷时,可由电动机负责驱动,高载荷状态是以发动机为主要驱动源,并带动发电机发电驱动电动机。
并联式结构,发动机与电动机可单独负责驱动,在特定需求下还可同时驱动车辆。
混联式结构的构造具备串联和并联的特点,结构相对更为复杂。根据主动力提供方的不同,混联式结构可分为发动机为主动力方和电动机为主动力方两种规格。
2、混合动力的意义是什么?
混合动力车型的燃油经济性相比传统汽/柴油车型要更加优异,而且不会丧失必要的行驶操控性能。当车辆处于起步、加速的过程中,电动机会适时介入以辅助发动机进行车辆驱动,因此可有效节约燃油消耗量。另一方面,电动机可在瞬间就能输出强大的扭矩,以确保车辆具备充足的动力性能,并最终达到性能与节能的有效均衡。
当传统内燃机并非寿终正寝之时,起码石油目前还是最容易取得并保存的能源,人们只是希望汽车能对环境更为友善,能进一步提升石油的使用转化效率。混动的发展并非一朝一夕,发展至今,从微混、轻混、中混、重混一路升级变化,无论是工程师还是混动汽车的消费者,都更加明确的了解了混动发展的实际意义所在。
3、现阶段的混合动力车型等级划分
微混:顾名思义,就是“入门级”混合动力概念。所谓入门,其实这里指的大都是并非搭载电池组、电动机的概念,简而言之就是具备自动启停(AUTOSTOP)功能的车型均可列入“入门级”混合动力车系,代表车型大众高尔夫蓝驱、宝马新1系/3系、奥迪A1等。
轻混:带有电池组和电动机的电力(驱动)系统,但不能实现纯电力驱动方式。代表车型:本田CR-Z、别克君越eAssist。
中混:最为关键的核心即是能以纯电模式行驶。在国内的代表车型有讴歌ILX Hybrid、雷克萨斯CT200h/LS600hL、丰田普锐斯以及奥迪Q5 Hybrid等。
注意:讴歌ILX Hybrid只有在16-72公里/小时匀速行驶状态下才可实现电力驱动。
重混:特指插电式混合动力概念。代表车型:雪佛兰-沃蓝达。“重混”的主要意义在于,发动机并非直接参与到驱动车辆的过程当中,而是为电池组充电,此类车型主要是以电动机作为主要驱动机构。
在近一年多来的现阶段,无疑“中混”概念才是当前厂商推广混合动力技术的主流时段,而目前国内市场中的中混等级混合动力车也可分为两大类,其一是“天生”的混合动力车,其二是在中高档豪华车(在原有汽油版基础上再细分起来的)。
“天生”的混动车型,就比如陆续进入国内混动车型市场的雷克萨斯CT200h和本田INSIGHT等。有意思的是,这些新进引入的日系混动车型基本都是运动型两厢车的范畴。虽然在更高级别的日系中高档车型矩阵中,也不乏存在着零散的混动车型,然而这些中高档混动车的受青睐程度显然远没有前者那么高。由此看来,在它们身上所体现出来的鲜明特质是绝对受欢迎的重点。
在国内的德系混动车型矩阵中,它们更多的是与日系“天生”的性质大都形成了极为鲜明的反差,因为我们见到更多的是像奥迪Q5 hybrid、宝马5系、7系Active Hybrid混合动力版本等中高档此类车款,眼下就拿近期刚刚试驾过的奥迪Q5 hybrid和宝马新7系Active Hybrid进行说明。
面对日系普遍采用的“一板一眼”式的混合动力系统结构,德系当前似乎更流行“紧凑”的设计方向,而奥迪Q5 hybrid和宝马新7系Active Hybrid也都将这种设计纳入其中——电动机直接整合于发动机与变速箱之间,这也令驾驶感受更接近于传统汽车。同时,这在一定程度上也优化了发动机舱内部的布局,对于分布在主桥上的承载力也同样更为均衡。
Tips:关于当前更加先进的“永磁同步电机”的技术构造和与传统电机相比具有的优势,如下解释供参考:
与传统的电励磁同步电机相比,永磁同步电机具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点。永磁同步电动机以永磁体提供励磁,使电动机的结构更为简单,并降低了加工和装配成本,并且抹去了比较容易出现问题的集电环和电刷这样的“累赘”构造,最终提高了自身运作的可靠性。此外,因自身无需励磁电流,因此也就没有了励磁损耗,提高了功率输出效能。
混合动力系统的散热效能同样也是设计研发的重中之重,为混动系统(特别是针对电池组)散热的性能指标是作为系统长时间运作的可靠性评判依据,而各品牌也都拥有着属于自己的一套散热体系,如下图所示:(奥迪Q5 hybrid quattro)
锂离子电池组根据不同的工作需求,有两种不同的风冷方式。在低温载荷下,通过风扇吸入车内空气进行降温;而温度一旦超过限度,锂离子电池组将激活单独的制冷回路。值得一提的是,该制冷回路是与车辆的空调系统相连接的,而为了确保必要的冷却效果(尽量不妨碍到车内空调的制冷过程),这套冷却系统还另外使用了单独的冷凝器。
4、混合动力的未来发展方向
首先,混合动力技术从最初的只是单纯加载ECO经济驾驶模式(非现实意义下的混合动力概念)的方式已经逐步发展到了如今实打实正统的油电混合系统概念,正如本文中说到的微混、轻混、中混以及重混系统。在这个混动技术升级演变的过程中,其科学技术含金量也是不断完善的。虽说目前在混动车型领域中,厂商已经向世人交出了一份所谓“重混”(比如:雪佛兰沃蓝达、铃木雨燕插电式混合动力等)车型的概念答卷,但是广大消费者在可接受的意识形态上仍尚且需要时间去接受这样一个“比较新鲜”的物种。
其次,与目前进化到顶点的重混技术车型相比,显然轻混和中混技术车型在眼下是绝对值得人们去关注并具备实际购置需求的,不仅由于这类车型仍然具备传统汽/柴油的传统动力构造,更重要的是它们绝不会因为电量储备不足而致使你去匆忙寻找充电设施,当然这里也涵盖纯电动车型吧。
混动技术,是新能源确定或诞生前的最实际的过渡方案,因为它既能兼顾现有能源的使用,又可以电能的方式加以辅助,不单可实现石油资源的更高效利用,也可以顺带通过将产品放在市场中不断升级改进,让用户也渐进性的了解和接受将来的新能源车。
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