以增程为主的DM
「增程」顾名思义为增加行驶里程,对于电动汽车而言则是在行驶中均衡电耗;说白了就是在行驶中发电,且发电量至少要能均衡行驶的电耗,超过电耗则能够在行驶中充电。
然而这个模式带来了两个思考,分别为:
能量转化过程是否存在损耗,两次转化的两次损耗是否会增加能耗?相信对于热力学定律有些了解的读者都知道内燃机“不能守恒”,也就是燃烧产生的热能只有很小一部分能转化为机械能;剩余的大部分能量虽然不会凭空消失,但却会因冷却、运动、进排气等因素而转化为“无用功”。
这就是燃油汽车的内燃机往往只有30%-45%的热效率的原因,而且这还是峰值而非平均值;但是内燃机过大的损耗正是增程系统可以节油的原因,即使要用油发电再用电驱动、哪怕用电驱动还会有些损耗。
01热效率的平均标准概念
各大品牌的发动机公布的热效率数值都是“峰值”的概念,在作为发动机使用的过程中,平均值其实是非常低的;因为最佳热效率只能在很窄的转速区间段内维持,行驶中的主要转速范围内都要下降很多。
所以按照最佳效率计算出的耗油量与真实油耗总会有很大差异,汽车起起停停和加速超车,即便是正常巡航的转速都有可能不在最佳范围内。所以燃油汽车是费油的,但当作增程器使用就能够节油。
内燃机带动发电机运转时的转速并不会“大幅波动”,需要多高发电功率,转速只要按照功率需求的标准调整、之后则能稳定转速运转。电动汽车的电耗实际并不高,平均值在15kwh/100km左右——想要不损耗电池组容量的话,发电机只需要达到每小时发电15度即可,也就是实际功率达到15kw。
这并不是个很高的标准,假设某台内燃机的扭矩是230N·m(1500~4000rpm),在1500转时的功率就能够达到36kw,即使加上损耗也远超消耗标准了;所以一些中大型高性能车用的增程器也不过是1.5T的标准,甚至重卡也只用排量相当的柴油机——驾驶燃油汽车能不能做到全路段都以1500转运行呢?
至此应该了解增程技术是如何节油的了,说白了就是让内燃机稳定转速、并实现低转速的持续运转;发动机总会是转速越低能耗越低,不论是用油、用汽、还是用电,但这还是初级标准。
目前增程系统中能耗最低的DM-i骁云系列,其使用的阿特金森循环发动机本就有低耗油的特点,以低转速运行又能节油;重点是增程时的转速可以主要控制在最佳热效率的、窄窄的转速区间内,转化动力的损耗始终足够低则油耗当然会更低。
02电机有什么优势呢?
汽油和电是可以换算的,按照热值换算的标准大致为「1L=3kwh」。
也就是三度电等于一升油,很多中大型车正常驾驶的电耗是15L/100km左右,折算为油耗仅仅为5L/100km;A0-B级的电动或混动汽车,电耗可以低至10kwh 3.3L/100km上下,然而整备质量和性能相当的燃油汽车,油耗分别在10-20L/100km。用电驱动的“油耗”远低于燃油汽车,这是如何实现的呢?
其实答案很简单,在“能量值”相同的前提下, 将能量转化为机械能的过程中的损耗越低,则车辆的行驶里程就会越长——反之损耗越高行驶里程越短,同样行驶100公里,损耗很大的燃油汽车假设需要消耗10升汽油;电机的损耗能够低三倍的话,3.3升汽油-「10度电」就能行驶100公里,而电机真的能比内燃机的“热效率”高三倍。
电机分为异步交流电机和永磁同步电机,在乘用车型中几乎使用异步电机的选项了,因其效率还是低了一些;但即使是异步电机也能够超过80%,只是同步电机最高可以超过97%。消耗相同的能量的电机可以只损耗3%,而内燃机的最佳标准也会损耗60%左右,平均值的差距就更大了。
这才是增程式汽车能省油的核心因素,说白了就是“给内燃机减负”,低转速运行发电量就能满足车辆相对激烈的驾驶——打个效率差是省油的基础。实测DM-p带有发电电机的插电混动汽车,在低效率增程的前提下,混动行驶中可以用电机驱动、 每小时仍能补充电能7kwh左右;以增程位置的DM-i会更高,纯增程汽车也会足够低。
编辑:天和Auto-小编
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