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生活在大城市,领绿卡,烧油,是理想状态还是现实。
“绿卡可以烧油”是新能源中的插电式混合动力[1]。自带燃料发电[2],直接告别纯电动车充电桩困难和续航焦虑两大烦恼[3]。
值得一提的是,插电式混合动力中的增程式电动车成为了最近的“明星”。随着Ideal、Celeste、蓝兔等汽车公司今年陆续发布新车型,延伸计划逐渐进入大众视野,凭借其独特优势赢得了足够的话题点数[4]。
什么是增程电动车?事实上,这很容易理解:
“老头乐”进行了创造性的改装,车身捆绑了燃油发电机,用来给电池充电,从而增加了续航里程。
原理和上图类似。在电动车的基础上,在车体上安装了发电机,在电池没电时随时随地补充能量[5]。在我们的日常生活中,无论是上门槛,还是利用身体的感觉,我们都和电动车没什么区别。
如果没有电,就再走一趟,用燃料发电
在现有的增程电动车中,发电机是嵌入式的,为电池提供能量,不直接供电[5]。
在结构上,增程电动车需要布置油箱、发动机、发电机、动力电池和电动机[5],燃油发动机和发电机共同构成“增程器”。
它是如何实现“边充电边开车”的?
一般情况下,我们可以把增程电动车当成纯电动车,通过外接电源为电池储存能量,满足行驶需求[6]。
增程式电动车的技术设置。
一旦出现缺电,比如电池只有30%时,“增程器”开始工作,通过燃油发电,通过整流交换器将能量分成两部分,一部分输送给驱动电机驱动车辆,另一部分将为动力电池储存能量[6]。这里可以对比一下手机的“边玩边充电”模式。充电器可以支持手机,不耽误电池充电。
当电池电量充足时,发动机再次停止工作,动力电池驱动电机提供整车驱动[6]。
在一些极端情况下,当车辆需要更多电流转换成动力时,如快速加速或爬坡,会更换增程器和电池,直接驱动电机提供动能来保证动力。
由于其“自备发电机”,实现快速充电和长电池寿命的压力将不再落在电池上。所以容量较小的电池也能满足日常需求,选车时不用担心电池容量。
经过这一套操作,增程器的设置就像备胎一样。
燃油发电也可以相对节省燃料
如前所述,“增程”过程需要燃料来发电。
既然还是要烧油,那么延长程序会不会省油?
如前所述,当功率足够时,增程器不参与工作[6]。所以,如果不跑长途,每天频繁充电的话,每个月的油费几乎可以算为0。
理想ONE(参数图片)增程器的工作模式。
当增程器开始工作时,因为工作流程是增程器给电池组供电,电池组作用在驱动电机上产生动力,中间会有能耗,看起来不省油。但由于不同工况下发动机利用效率不同,节油率也会不同[7]。
比如在城市条件下,拥堵的道路走走停停,就会出现增程电动车的优势。比较机智
低速下难以实现高效动力输出的汽油机,电动机在中低速下能够让动力输出曲线尽可能接近经济的范围,即便是有所损耗,总体上依然可以确保更低的能耗[8]。而在车辆处于中高速行驶时,恰好反了过来,电动机节能优势不再存在,此时内燃机通过变速箱直接驱动车轮的效率是最高的[8],再加上发电机——动力电池组——电动机的过程中,就会经历两次能量消耗,这种情况下是通常来说油耗更高。
工信部官方网站,新能源汽车推广应用推荐车型目录(2019年第五批)理想ONE资料。
再来看看综合油耗,据工信部数据显示,增程式代表车型理想ONE百公里油耗8.8L,对比同级别燃油车的均值10L左右[9],相对省油。
综合来看,还是要看具体的使用场景,经常堵车、郊游的人比较适合增程式,经常跑高速的还是乖乖买燃油或者其他混动车型。
物理解决续航问题,更适应中国本土环境
也许有人会说,同样都是插电式混动,增程式是不是多此一举。
插电式混动和增程式电动车的动力示意图。
插电式混动可以通过内燃机来直接驱动车辆行驶,我们不妨说它本质上是一辆燃油车。而增程式电动车则是完全通过电动机驱使车轮,本质上还是一个电动车。
从使用场景来说,增程式电动车更适合用车选择。
首先,它具有电动车的特性,安静、提速快等特点[10],并且在部分地区能上新能源牌照[1]。
其次它拥有燃油车的便利性,只要有加油站就可以一直跑下去,在不方便充电的地方不会被迫拖车,不惧基础设施不足的问题[3]。
相比其他混合动力模式,增程式电动车可以不用变速箱,不仅结构上更简单成本更低,还能大大弥补中国品牌在内燃机和变速箱方面的劣势[10],避开技术瓶颈突破,物理上解决用车需求。
这套神级想法操作简单的宝藏方案,将来会更适应中国本土环境。
【参考文献】
[1]人民网(2021.2.11).2023年起插电式混动不再送“绿牌”.
[2]第一电动车网(2020.3.30).混合动力:一张图带你区分不同的混动技术.
[3]新华网(2019.4.12).“一桩”难寻还是利用率太低?电动汽车充电难困局怎么破.
[4]E电园(2021.2.16).为什么增程式电动车越来越多?.
[5]郭凯.增程式电动汽车研究分析[J].汽车实用技术,2020,45(19):5-6+9.
[6]芮辰晅.增程式电动车的结构原理及实际工况分析[J].内燃机与配件,2020(07):64-65.
[7]冯坚,韩志玉,高晓杰,吴振阔,孙永正.基于动态规划算法和路况的增程式电动车能耗分析[J].同济大学学报(自然科学版),2019,47(S1):115-119.
[8]翁才恩.增程式电动汽车动力系统匹配及其影响因素研究[J].成都工业学院学报,2019,22(02):14-18.
[9]小熊油耗(2020.3.11).2019"中国SUV油耗排行榜.
[10]电车资源(2018.9.20).深度解读:中国选择电动车的战略思考.