#老司机聊汽车知识#
对于插电混动技术曾经存在很大的争议,原因是同期自主品牌主攻这种技术,而合资品牌则主攻油电混合;由于很多所谓的“老司机”分析问题完全不基于技术层面,而是基于“外国汽车品牌技术肯定强”、“自主研发的技术肯定弱”的无知,所以就出现了一味地的否定(唱衰)插电混动技术的问题。
快讯:
法拉利推出3.0T-V6 PHEV混动跑车,命名为S171;这是该品牌第二辆插电混动(PHEV)跑车,初衷是实现内燃机排量减小,但保持性能的强悍。相信没有汽车爱好者会否定法拉利在跑车阵营中的品牌地位,技术水平也没有什么好吐槽;那么这样的品牌都在做插电混动,反之那些研究油电混合且品牌海外定位均为低端的车系,又能代表什么呢?下面就来研究一下“内燃机+电机”能碰撞出什么火花吧。
01内燃机动力曲线
撇开S171这种超高端的跑车不谈,普通插电混动汽车多使用直列四缸发动机,高性能选项以奥托循环为主;知名度较高的合资品牌有奥迪、宝马、沃尔沃、凯迪拉克等,这些品牌的高端车也用普通的2.0T。自主品牌中则是以比亚迪为核心,WEY、长安、领克等品牌跟进,不过后两个品牌分别用四缸和三缸1.5T发动机,水平着实要差一些。
有趣的是这些车选择的发动机都是涡轮增压机,动力曲线的特点就很简单了,参考下图。
这是一个典型的2.0T涡轮增压发动机的动力曲线,扭矩的“水平直线”的区间均为「最大扭矩」,也就是能维持峰值输出而不下降;自然吸气发动机则不同,这种发动机的最大扭矩基本无法维持峰值输出,平均在4000转这一个转速节点达到峰值,≤3999rpm、≥4001rpm的扭矩都要下降。
扭矩×转速÷9549×1.36=马力,扭矩下降则马力下滑;所以涡轮增压机的中等转速区间的马力有很大优势,不过有没有发现低转速起步区间和高转速区间也比较低呢?——涡轮增压发动机之所以能实现持续输出最大扭矩,依靠的是在发动机的这一转速区间内,增压器的涡轮达到并稳定最高转速,也就是实现最强的压缩空气的能力。然而涡轮转速的提升依靠的是内燃机转速的同步提升,一般在怠速开始加速的800-1500转之间,涡轮转速只是线性增长,此时无法输出最大扭矩。
在高转速区间中,随着做功速度的加快,也就是做功时间的缩短;通过进气门吸入的空气量会减少,喷油量的计算是按照空气量(空燃比)来计算,进气量减少自然喷油量会降低。此时不论是自然吸气还是涡轮增压机的扭矩都会下滑,因为扭矩依靠的是燃烧燃油产生的热能而转化。
综上所述,涡轮增压发动机比自然吸气发动机实现了提升,提升了中等转速范围内的爆发力;不过仍旧有起步爆发力较差和高转速区间的动力衰减的突出问题,这就需要电机来补偿了。
02恒扭矩和恒功率
1:恒扭矩的概念是「起步爆发最大扭矩」。
内燃机动力的提升依靠拉升转速提高进气量,但转速过高进气量还会下降;电机的动力来自电流形成的电磁场,电流来自动力电池组,电控系统控制电池组可以在起步或高速的任何一瞬间输出最高标准的电流!
电流的标准决定了电磁场的标准,那么起步瞬间就是最大电流输出,通过电机转化出的扭矩就是峰值;简而言之就是电机只要电门给得足够大,起步第一转就是最大扭矩。这就解决了内燃机低转速区间爆发力差的缺点,可以说内燃机用电涡轮、机械涡轮加上废气增压系统也无法实现这个水平,所以只要加上电机则起步感受会有质的提升。
2:恒功率的概念是「高转速区间扭矩下滑」。
毫无疑问这是个缺点,然而即便有和内燃机一样的缺点,但电机在混动模式中、对于高车速区间的加速爆发力仍然有很大程度的提升;因为家用代步汽车(涵盖高性能车)的内燃机转速平均低于7000rpm,这是极限转速的概念,实际达到6500转左右就有可能“断油保护”(失去动力)。
然而电机由于没有磨损、噪音、高温等诸多问题,转速可以非常高;很多高性能插电混动汽车的永磁同步电机可以达到1.5万转,达到两万转的高速电机也是有的。同样会在高转速区间出现扭矩的下降,内燃机在限速标准内拉升转速就会出现动力的明显衰减,但是电机还可以持续有效发力,动力是不是仍旧有明显的提升呢?
结语:
内燃机+内燃机=1+1=2电机+电机=10+10=20内燃机+电机>2相信至此不再有什么争议了。
至于只有插电混动能实现这个高性能的标准,原因其实也非常简单——高性能电机的耗电量比较大,需要的是大容量的动力电池组,同时需要高功率与高效率的发电机配合内燃机;油电混合汽车使用的是低功率发电机和驱动电机,动力电池组容量低至平均不足1kwh(度),很显然这样的标准无法实现高性能,但是制造成本确实很低,只是这些量产车的实际价格并不低,所以在插电混动面前、油电混合显得非常无力,它只是个入门级代步混动汽车的标准罢了。
编辑:天和Auto-小编
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