這幾年,中國汽車品牌的插混技術有大進步,比起以豐田為代表的“傳統混動”,能耗低而性能強。多年來,插混車一直是銷量很少的邊緣化角色,現在有了新技術加持,迅速成為炙手可熱的主力車型。
2020年,插混車型在中國車市銷量占比僅為1.1%,每賣出100輛新車,只有一輛是插混;2021年比亞迪DM-i車型上市后,帶動插混車銷量連續幾年爆發式增長,現在市占率已突破22%,5輛新車中就有1輛是插混。
▲從2021年開始,插混車型銷量開始高速增長(據乘聯會)
▍ “電驅插混”壓制“傳統混動”
自豐田初代普銳斯(參數丨圖片)1997年上市后,油電混動技術經過20多年的演進,嘗試了多種技術路線。
▲豐田普銳斯是首款獲得市場成功的量產混合動力汽車
到2021年比亞迪DM-i發布,混動技術突然迎來一次歷史性爆發。
比亞迪DM-i的構型,簡單來說就是:雙電機串并聯+大電池供能+大電機驅動,可以簡稱“電驅插混”。
“電驅插混”吃透了發動機、電機、電池三者之間的能量轉換機理 ,在“油”與“電”之間找到了絕妙的平衡 ,車子主要由大功率電機驅動,發動機主司發電。
相比傳統混動,新型“電驅插混”的主要優點有三個:
一是效率高 。電驅插混車型比同級混動車要重一、二百公斤(動力電池大),但即便“虧電”狀態下,節油能力也不亞于普通混動,甚至可以更出色。如果外充電,使用成本秒殺傳統混動。
▲“電驅插混”本質上是電動汽車
???
二是動力強 。電驅插混的動力主要由電機輸出,響應快、力道足,加速能力比傳統混動有顯著提升。
三是更智能 。電驅插混本質上是電動汽車,天生有個做智能化的好底子。
比亞迪DM-i獲得的巨大成功,吸引了不少品牌跟進,奇瑞、吉利、長城、榮威等都推出類似的技術和插混車型。在“電驅插混”領域,正在掀起一場效率競賽,有3個指標不時被各廠商高調推出:
發動機熱效率、“虧電油耗”、綜合續航 。
進入“電驅混動”時代以后,這三個指標不斷被刷出新高度。帶頭大哥比亞迪第 五代DM的發動機最高熱效率已破46%,虧電油耗進入“2時代”,綜合續航超2000公里。
上月初剛上市的榮威D 7 DMH,采用了和比亞迪相似的插混技術,據稱實測續航里程突破2208公里,虧電油耗也在百公里兩升多,專用發動機最高熱效率超過 43%,下一代發動機開發目標是熱效率超過 47%。
吉利新發布的雷神EM-i超級電混,和比亞迪DM也是一個路數,熱效率、虧電油耗、續航等數據也大差不差。
▲榮威D7 DMH的續航超2000公里
在燃油車時代,甚至在傳統混動時代,這些數據都屬于不可思議。
▍ 驚人的熱效、油耗、續航
先看發動機的熱效率。
這個指標,簡單來說就是:汽油燃燒產生的熱能,有多大比例轉化成了機械能。
汽油車發動機的最高熱效率,目前 主流水平是在36%到38%之間 ,極少數能到40%。
豐田、本田混動發動機的熱效高一些,在41%左右。
“電驅插混”的這個指標陡然提升,比亞迪五代DM的專用發動機熱效高達46.06%,吉利EM-i專用發動機更是達到46.5%。
發動機熱效率從30%提升到40%,用了近30年時間,而且40%幾乎是燃油車發動機的極限。
▲汽油在發動機中燃燒產生的能量有大量被浪費了??????
???????????
為什么“電驅插混”能突然來個大躍進?
主要原因是,發動機“轉崗”了 。
油車發動機直接驅動汽車,電驅插混的發動機主要用來發電。
現在,熱效率奇高的發動機,都是混動專用發動機。
要想提升發動機熱效率,最重要的手段之一是提高壓縮比;而高壓縮比面臨的最大障礙是爆震。油車發動機要獨自應對所有驅動工況,而低速高負載、高速高負載等工況下特別容易出現爆震,這就捆住了油車推高壓縮比的手腳。
在電驅插混車上,發動機相當悠閑,工作主要是發電,轉速和負載變化很小;就算介入直驅,也很少離開舒適區,必要時還有電機來幫忙。這就避開了容易出現爆震的苦逼工況,壓縮比可以大幅拉高,熱效率也就跟著放飛了。
油車發動機的壓縮比多數在13比1以內(渦輪增壓發動機更低),比亞迪DM-i的混動專用發動機直接飆到15.5比1,最新第五代DM又提高到16比1。
再看油耗 。
在油車時代,百公里油耗6升、7升算是特別省油的車;有了混動技術,百公里油耗降到了4升、5升;現在的電驅插混又有驚艷表現,對插混來說特別吃虧的“虧電油耗”,居然也能降到3升以內。
▲插混的油耗紛紛進入百公里3升以內
??
油耗大降,一是因為專用發動機熱效率明顯高;二是因為電驅插混系統中,發動機大量時間是熄火狀態,工作時長大幅縮短;三是因為發動機主要是發電,工作輕松效率高。 ????????????????
最后看續航。
油車加滿一箱油通常能跑五六百公里;普通混動車一箱油能跑八九百公里;現在有些新款電驅插混車續航直飆2000公里,翻了不止一倍。這一方面是因為插混車型多了一兩百公里的純電續航,更重要的還是效率非常高,“虧電”也很省油。
▍ 極限在哪兒?
2021年比亞迪DM-i技術發布,搭載這一技術的秦PLUS虧電油耗降到百公里4升以內(NEDC標準)。插混車自重大,油耗到這個水平已經很驚人了,沒想到今年“2字頭”的油耗數據一個接一個冒出來, 這就帶來一個很有意思的問題:
插混虧電油耗還能降多少?
比起上代DM-i,比亞迪五代DM主要提升了三點:
1、發動機最高熱效從43.04%提升到46.06%;
2、EHS電驅系統效率從87.6%提升到92%;
3、熱管理系統把前艙、電池、座艙做成三合一,在低、高溫環境下可節能8%到10%。
兩代DM技術,基本構型沒變,降油耗主要靠細節上做優化。細節摳到五代DM這個程度,還有多少潛力可挖?
先看發動機。
奧托循環發動機的最高熱效率理論上能到60%左右,但這是“理想狀態”,目前來看,實用發動機有可能做到的目標是50%。但要想做到50%,發動機必須進一步專用化,放棄直驅工況,僅在小范圍轉速和負載的簡單工況下“定點運轉”。
現在混動專用發動機的熱效已經很高,奇瑞、長安等廠商都做到了44%以上,比亞迪和吉利突破了46%。如果保持現在的“雙電機串并聯”構型不變,熱效進一步提升非常艱難。
電機和電控的效率已經非常高 (主流電機最高效率多在97%以上),而電驅插混大多用單檔直驅,機械結構非常簡單,從能量轉換傳輸環節挖潛,余量也不多。
▲電驅系統的效率已經很高,挖潛空間不大
實際上,大概算個賬也可以明白,“虧電油耗”離極限不遠了。
一升汽油中蘊含的熱量大約相當于9.1度電;假如發動機最高熱效率達到50%,平均工況效率45%,加上發電損耗,一升油能轉化成約4度電;假如電驅效率很高而車子又不重(比如A級以下轎車),每百公里大概耗電10度。
一升油發4度電,百公里耗10度電,如此算下來,百公里2.5升左右是目前能看到的虧電油耗極限。
也就是說,電驅插混現在做到虧電油耗百公里3升以內已經很厲害了。接下來肯定會接著優化,比如進一步提升系統集成度,改進算法優化控制邏輯等等,但在節油方面,不大可能再有驚人之舉。
話又說回來,和傳統混動車比拼“虧電油耗”,對電驅插混車顯然不公平。一方面是電驅插混自重大,更重要的是,這種車本質上是電車,充電使用是常態,哪兒會總“虧電”?
“虧電油耗”原本是插混的軟肋,但技術的神奇之處在于,中國汽車品牌硬生生“軟肋變鎧甲”, 就算“虧電”,油耗表現也很驚人。
這就是所謂“技術壓制”。電驅插混車的能耗低、性能高、智能強,日常使用成本和電車差不多,現在的賣價又不比油車、普通混動高,不火爆才怪。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.