「讲堂」THS不适合跑高速,DM II电量耗尽之后不省油,为什么?
按照之前文章里边的约定,这回的讲堂来讲讲混合动力汽车的混动结构。为什么都是混动,比亚迪的混动能够跑这么快但省油效果一般,而丰田的混动不擅长加速却很省油呢?
声明:本次讲堂主题的内容较多,将分多次连载。我写着写着才发现越写越多,所以关于这个比亚迪和丰田的问题这次讲不到了,请原谅我当了一个标题党。但我保证每次都是干货满满,比亚迪和丰田的问题也将在后边的文章提到,请大家稍安勿躁。
第一节,如何快速区分串联、并联、混联这三个名词大家应该都听说过,许多人对此也都有了解,但既然放在讲堂里说,就要说一些和别人不一样的。如何最快捷地区分这三者,另外你真的清楚市场上这么多混动车分别是串联的还是并联的吗?
串联即为增程式,最大的特征是车辆前进的动力全部由驱动电机提供,发动机在任何情况下都不能够直接驱动车轮,其作用是带动发电机发电。也就是说,串联式混合动力至少需要两台电动机,一台小一点的发电机,一台大的驱动电机。有些串联式混合动力车型的发电机在电池电量充足时也可作为辅助驱动电机使用,增加输出。
串联式混合动力系统,注意,必须有两台电机,一台做发电机一台做驱动电机
串联式的驾驶感受(除了会有发动机噪音)和电动车没有什么不同。另外,串联式混合动力车在使用时需要注意,长途行驶时,如果蓄电池电量耗尽,车辆的最大稳定功率输出(瞬时输出还是会挺大的,因为厂家会为电池设立保护机制,不会将电量完全用光)不再取决于驱动电机,而是取决于发电机了,毕竟能量守恒,发1kW的电,用也只能用1kW。
如今市场上的串联式混合动力车型几乎没有,雪佛兰沃蓝达已经停售,在售的传祺GA5 REV算一款,宝马i3增程版算另一款,但同样基于沃蓝达打造的别克Velite 5虽然号称自己是增程式(官方解释是其混动策略倾向于使用串联模式),但由于其发动机有能力驱动车轮,因此,应该归类于混联式混合动力。
并联式的特点是发动机和电动机均可以单独驱动车轮,也可以共同驱动。但是,并联式绝对不能够做到发动机给电池充电的同时,电机驱动车轮。并联式其实比串联式结构还要简单,因为只需要一台电机就够了(可以多,但实现并联式混合动力,最少只需要一台电机就行了)。
市场上大部分德系混动由于采用了P2方案,因此都是并联的。比如宝马5系混动、比如奥迪A3 e-tron。对了,宇宙神车比亚迪秦也是并联混动,它用的是P3方案。(P2、P3下文解释)
并联式混合动力系统,只需要一台电机,上图为P3结构,比亚迪秦用的那种
混联就是串联+并联,如果串联系统能够让发动机驱动车轮了,或者并联系统能够实现一边充电,一边纯电行驶了,那么这套系统就该被称作是混联了。混联最少需要两台电机。市场上混联车型有什么呢?除了之前提到的别克Velite 5,通用系还有君越全混动、CT6插电式混动等;福特的混动包括蒙迪欧混动、林肯MKZ混动;再有本田i-MMD、丰田THS也都是混联式混动。
这是一套P3结构的混联式混合动力系统
那么如何区分串并混就很清楚了,首先看电机数量,只有一台电机的必然是并联。当然,这只是一个简单的方法,毕竟有些车型会在前后轴,或者左右轮各布置一台电机,纯粹看电机数量不能够轻易区分(从实际的角度来说看电机数量就应该是可以辨别并联了,因为有两台电机完全可以实现更加优秀的混联,没必要再用并联,但说不准有厂家脑袋抽风呢),这时候,关键还是看他们的工作模式,找准发动机是否能够单独驱动车轮和能不能在发动机给电池充电的同时,纯电行驶这两个关键模式,就能够区分三种模式。
上边这些提到的串联、并联、混联都是强混合动力,是HEV。轻、强混动的具体并没有十分明确的定义,强混的必有特征是,电机一定能够独立驱动车辆(更严谨点,能够独立驱动车辆以一定的车速行驶,因为凯迪拉克XT5 90V轻混动的电机能够驱动车辆以极低的时速纯电行驶),而轻混,则不能,他们的电机作用是为在起步或加速时提供一定的动力,减少发动机负载,并实现动能回收,以此来降低油耗。
再纠正一个误区,我们现在常说插电式混合动力和增程式混合动力,好像这两者是相对的概念。但其实,插电仅仅是个前缀,和这辆车是并联、混联、或者增程式(串联)这种概念无关,只要一辆车能够通过外接电源为动力电池(区别于寻常燃油车的12V蓄电池,动力电池是为驱动车辆的电动机提供电能的)充电,那它就可以称为一辆插电式混合动力车,完全可以存在一辆插电增程式混合动力车。上文提到的宝马i3以及传祺GA5增程版都可以插电。
更极端的说,插电甚至和强混、轻混无关,只是厂商不会脑残到给轻混配上插电,完全没有意义。还是举那个例子,凯迪拉克XT5 90V轻混动(怎么举出来的例子都是通用的,不走寻常路),这款车就不需要插电,虽然它除了传统12V蓄电池还有一套90V系统(最近火热的48V也是同样道理,但48V更大的意义是取消12V蓄电池,不展开),但不到1kWh的电池容量,为其专门配插电系统(确实是系统,车载充电机是一门大学问)充电5分钟?然后以5km/h的速度纯电行驶500m?这画面太美,我不敢想象。
第二节 P0、P1、P2、P3、P4、PS混动技术方案总览终于可以进入正题了,以上是大家都熟悉的混合动力分类方式,接下来说的分类方式可能许多人都没有听说过,这种分类不是以驱动模式进行划分,而是以驱动电机在动力总成中的位置来划分的。
PS:各动力和传动部件之间应根据需要添加离合器,图上未标识,也请勿纠结比例问题
以前纵置发动机布局为例,电机位置从前往后到依次为P0(发动机皮带轮端)、P1(发动机曲轴上)、P2(发动机后变速箱输入端,电动机输出需经过变速箱)、P3(变速箱输出端,电动机输出直接加载于主减速器,不经过变速箱)、P4(一般位于非发动机驱动轴上,前驱车就是后轴后驱车就是前轴,于是可以实现电动四驱,如比亚迪唐,沃尔沃S60Le、宝马i8等,但其实按照定义,只要电动机与前边传统动力总成部分没有直接机械连接,就可以称作P4结构)。其中P0、P1为轻混,P2开始则可以应用于强混。
某BSG混合动力大巴的混动系统组成
P0、P1方案功能比较相似,均为轻混方案。P0也被称为BSG方案,BSG(Belt Driven Starter Generator,皮带驱动起动发电一体电机),通过皮带与发动机相连接,位于整个动力系统的最前端。由于电动机是利用皮带进行外挂,对结构、空间要求很低,对发动机依赖程度大、因此从传统燃油车出发的改造也相当容易。因此早期的轻混动车型大多采用了P0方案。比如奇瑞A5 BSG混动版,以及荣威750 Hybrid,这车比后来的插电混动版的550 Hybrid可早不少,2011年4月量产上市。同时国内在几年前的大多数混动公交大巴也是采用了P0方案。
而P1方案则被称为ISG方案,ISG(Integrated Starter Generator,集成式起动发电一体电机)被集成在发动机飞轮端与发动机同轴,因此传动效率比BSG方案更高,但也因为集成式,空间小,功率做不了非常高。一般情况下不能够满足强混单独驱动车辆的要求。典型例子如国内早期量产混合动力车型代表:长安杰勋HEV,最早该车出现于2008年奥运会期间,2009年长安将其量产上市,但之后一年,销量为0,于是早早退市,没有引起什么波澜。由于P1方案适合用于轻混、技术难度相对较低,空间需求小,传动效率高,因此在48V轻混兴起之后将再放光芒。
某ISG混合动力大巴的混动系统组成
需要注意的是,P0、P1方案中的BSG、ISG和那些自动启停功能车型用到的BSG、ISG不同,P0、P1方案的电机功率更大,除了完成启停任务之外,还可以在急加速,爬坡时辅助驱动车辆,属于轻混范畴。典型例子就是XT5轻混动(又来了),因为采用了90V供电,电机功率更大,不仅可以参与辅助驱动,在启停时也能够将发动机转速提高至600rpm,而一般启停电机只能达到300rpm,而怠速在700rpm左右,这400rpm的转速差就要靠发动机自己点火。因此我们可以清楚的发现,一般自动启停都会伴随明显抖动,但混动车型发动机介入时却几乎感觉不到,就是因为电动机功率上的差别导致。
想了想,还是当3K党,2k党混章节数有点不太厚道,于是将第二节的内容稍微加了一些进来。因为接下去的部分已经写了一部分,大纲也有了,因此下期讲堂——顶尖车企BBA用的就是最好的混动吗?应该不会让大家等多久。
四款15万热卖SUV哪个强?今年新能源车有啥补贴?
AV蜗友 今天又是元气满满的周末
最近「蜗牛车志」有些增粉过快
大概是新年新气象
大家买车的目标很明确
加上2017年的全力冲刺
将会获得一笔不菲的年终奖
所以后台想买车的蜗友越积越多
问题多到蜗牛车志全体编辑
有三头六臂都回复不过来
所以可能有出现怠慢情况
希望大家不要急不要慌
「插播一则福利」
在深圳的爱车党千万要拉底
在深圳的爱车党千万要拉底
在深圳的爱车党千万要拉底
底部有粉丝大大大大回馈豪华大礼
那现在先不废话
直接进入今天的主题吧
走开,朕要装逼了
我就不模棱两可的回答了,直接简单粗暴的推荐:选择英朗。
福特福睿斯首先淘汰,严格说和另两个不是一个量级的,它俩的对手应该是福克斯。
PASS掉福特,再来一场大众别克的终极PK战!不过结局显而易见,后者性价比更高,而且动力和配置也更强一点。朗逸你就是上最高配的1.4T发动机也就是131匹马力,比英朗还是差一截,而且干式的双离合,体验也不太好。
当然我不推荐大众最大的原因是我实在讨厌大众的套娃战术,我最烦没个性的车,给你看一台大众车的前脸,我不信你能一眼认出它的朗逸?速腾?还是高尔夫?
走开,朕要装逼了
想要补贴?请记清以下关键词:「国产的」、「插入式混合动力」的车型才有补贴。
那么何为插入式混合动力呢?正好那天后台又有另一个蜗友问到,我就简单解释下吧!简称PHEV,用你能听懂的话说,就是可以插线充电的那种混合动力车。举下例子,比如卡罗拉双擎、雷凌双擎不能充电,没补贴;比亚迪唐、沃尔沃S60L E驱能充电,有补贴。能拿到多少补贴?我把政策直接贴给大家吧:
2017到2018年国家补贴政策,纯电动汽车补贴2万元,续航100-150公里。补贴3.5万元,续航150-250公里。补贴4.4万元,续航250公里以上。插电式混合动力车,补贴4.2万元。
走开,朕要装逼了
首先否掉雷诺科雷嘉。顺便说下,一直后台绵远不断总有人在问这款车,我的回答就三个字
理由也重复过很多次了。第一,法国车开着别扭,不讲人机工程,作为家用车,慎入;反正我所认识的所有开法国车的朋友,再换车没有一个会再买法国车。第二,东风雷诺这个品牌在国内做得不好,售后网络不完善,别给自己找麻烦。
回到另三款,第二个不推荐的是大众途观,你的预算只能买最低配,大众的车低配缩水太厉害了,要什么没什么。
剩两款车了,选谁就看你的情况了,论车型成熟、好开、省心肯定是逍客;但论配置高,车体大,则是荣威RX5。
简单说,你如果就是个小白,对车好不好开,操控性什么的没感觉,买RX5;如果你喜欢车,对车的性能和驾驶感受有一些要求,还是上逍客吧。
走开,朕要装逼了
emmm....捕捉新蜗友一枚!8万买车这个话题,萌哥早已做过一期口碑杠杠的「蜗牛选车」,给你个传送门吧!
周末在外面浪没wifi看不了链接里的视频的话,我就简单给你解答下吧!,本想推荐飞度,但你要三厢车;本想推荐吉利帝豪,但你要合资品牌;去看一看雪佛兰科沃兹和日产阳光吧。
走开,朕要装逼了
我好像回答过类似的问题,不过找不到了,再答一次吧。想必这个问题也是很多车主去做保养时经常会遇到的。
所以答案就是:没~有~必~要。第一,发动机只要没异常,不抖不绵,油耗没明显上升,说明它很健康,你就别折腾它了;第二,3.5万公里,还早着呢,你的发动机还在青春期,等到了10万公里再考虑清理的事。而且发动机其实也没什么好清理的,无非就是积碳呗,平时油品用好点,偶尔加一点品牌好的添加剂促进一下燃烧效果,就行了。
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日系强混VS.德系插混,谁更强?又该怎么抉择?
讲堂问答栏目第三期,重点问答:?丰田混动加涡轮增压?——这是亏本买卖啊
?1500转和2000转,谁更省油?——答案真的这么简单吗?
?德系插混与日系强混,孰优孰劣?——如果真的能够实现全面碾压,那市场早就做出了决定
@Nick Yang特别想问个问题,丰田混动系统如果换做是涡轮增压加混合动力系统,会不会真的变成运动加舒适的最强搭档!动力非常强,但是油耗又很可观不是更好么?
? Route64:
对于这个问题,首先应该要明确丰田为什么要开发这样一套混动系统,是为了动力强吗?并不是,它的目的是节油。
因此丰田选择了阿特金森循环的自然吸气发动机,这种发动机的热效率高,但是相对的,动力偏小,扭矩功率都不大,NVH性能也较弱。
THS的行星齿轮组变速系统的动力耦合方式同样有倾向性,更偏向节能而非性能。它能够充分利用电动机来调节发动机输出,保证高效运转,但两者的功率却不能够简单叠加。
以丰田凯美瑞双擎为例,其电机部分可输出88kW,发动机则有131kW,可系统总功率只有160kW。
而沃尔沃S60 T8这样使用P4架构的混动系统,发动机功率223kW,电动机功率65kW,总功率就有288kW,可以完全叠加。
再比如比亚迪唐,P3+P4架构,前电机110kW,后电机150kW,发动机141kW,都可以叠加,总功率达到431kW。
但是沃尔沃和比亚迪的混动系统就不能够达到丰田THS混动的节油效果。
可以看到,混动的不同结构/实现方式本身便有着倾向性,丰田THS就是倾向节能的,它就不会选择涡轮增压发动机。如果你说我就硬怼一台涡轮增压发动机上去,可不可以?
那自然是可以的,但涡轮发动机热效率不及现在的阿特金森发动机,油耗变高不说,就连动力也未必能够如你所设想的那样提高。
THS的行星齿轮组连接的两台电机和发动机总共三个动力源需要互相匹配才能正常工作,发动机大了,匹配的电机也需要相应提高,但这种提高在THS的耦合之下偏偏又1+1<2。
花了1万块,只得到了5000块的动力提升,还损失燃油经济性,这种亏本买卖反正丰田肯定不干。
@Vewell老师好,汽车固定速度匀速行驶,是不是挡位越高,发动机转速越低越省油?如100km/h匀速行驶,6挡2000转,或者7挡1500转,哪个省油?
? Route64:
在你的题干中,汽车固定速度匀速行驶,意味着车辆所需要的功率/能量是一个固定值,此时油耗只和车辆动力传动系统的效率有关,效率越高越省油。
而效率又可以分为两部分,发动机的效率和传动系统的效率。
发动机的效率可以根据发动机万有特性曲线图得出。比如上图中的A,B两点,输出都是20kW,但A点2800rpm转下的油耗比B点更低。每款发动机都有自己的万有特性。2000转和1500转,同功率情况下谁的效率更高也是因车而异。
但对于现代汽车100km/h巡航,这两个转速都属于常用范畴,单纯发动机的效率并不会有太大的差异。
除了发动机效率,还需要考虑传动系统的效率,转速高的,机械损失、摩擦损耗自然会更高一些,但也仅仅是略高一些。能有7个挡位的车大概率是自动挡,就挂着D挡让车辆自行决定挡位便可。
@Ben关于混动,我感觉夏老师的态度是丰田普通混动要比德系推崇的插电混动更好。所以我一直有个疑问,难道插电混动在电池低电量时候不能像普通混动那样工作吗?这样的话,就能实现电量充足时可以纯电行驶,电量不足时可以像普通混动那样行驶。这样岂不是插电混动应该节油能力和行驶性能更好一点才对?一直犹豫未来换车选择怎样的动力形式更好。用车场景就是城市为主,同时不希望受束缚。纯电在里程焦虑消失、充电体验没达到油车水平前不考虑。
? Route64:
这个问题和@于江的有些类似,都是关注插混车在电池亏电情况下的行驶。插混车长期不充电直接当油车开是没有问题的,不会对车辆造成损害,但是有些车型有可能油耗偏高,甚至比燃油版车型更高。
往期讲堂曾经详细分析过不同混动结构的优缺点,P1、P2、P3、P4与PS是完全不同的混动。当前德系常用的插电混动一般是P2结构为主,比如大众迈腾GTE,宝马530Le等。
他们将电机放置在发动机与变速箱之间,电机输出可以经过变速箱变速,从而获得了很好的纯电行驶能力,良好的动力性以一般的节油效果。
红圈就是P2电机的位置
比亚迪用的P3模式将电机放在了变速箱后端,从而绕过了变速箱耐受扭矩的限制,可以采用更强的电机,并且电机直接将动力输出至传动轴,响应更加灵敏,是极为注重动力性的一种混动结构,但缺点就是节油效果不明显。
比亚迪混动被人诟病为:“电动车+燃油车,而非混动车“便是因为这个P3混动。
而丰田采用的PS模式则通过行星齿轮组将两台电机和一台发动机共三个动力源混合起来,不存在传统的多挡位变速箱结构,节油效果出众,动力响应速度快,但绝对动力一般,纯电行驶效率较低。
不同混动结构的性能优劣:
插电混动的核心功能在于其能够在电量充足时满足正常行驶时均有纯电驱动,使短途通勤实现0排放。因此插电混动对纯电行驶的能力,包括效率和最高车速有着要求。
由于其结构限制,丰田模式PS结构的混动系统,在纯电行驶时两台电机会左右互搏,驱动电机的动力无法全部输出到轮胎上,这就造成了丰田混动纯电行驶时的效率不高,功率输出也不够,这意味着加速不快、最高车速不高、电耗不低。
丰田插混的卡罗拉双擎e+,10.5度电纯电续航55km,百公里电耗19.1kWh;
领克03,9.4度电纯电续航51km,百公里电耗18.4kWh;
名爵6插混版9.1度电纯电续航51km,百公里电耗17.8kWh;
比亚迪秦ProDM9.03度电纯电续航53km,14.38度电版本纯电续航82km,百公里电耗分别是17.0和17.5kWh。
可以看到,卡罗拉双擎e+纯电驱动的效率并不算很高。即使是更高一级的帕萨特混动(国5版本)12.1度电纯电续航63km,百公里电耗也不过19.2kWh。
当然,这不是什么大问题,只是想说明,术业有专攻,德系混动和日系混动由于结构不同,一个更加适用于利用充电补充的电能进行纯电行驶,一个则擅长少电量情况下的节油效果。
如果有充电条件,大部分使用是短途通勤,那么推荐纯电行驶能力更好的德系插混,毕竟那台内燃机的作用主要是打消长途的顾虑。
如果家中没有充电条件,更推荐选择日系强混,不能充电的插混车真比不过日系强混省油。那块大电池也是累赘,徒增功耗与价格。
唯有两种情况,1.没有充电条件而且想要一块绿牌;2.虽然有充电条件,但日常通勤路程较长,超过了插电车型的纯电里程,才推荐目前采用PS结构的插电混动车型如丰田卡罗拉/雷凌双擎e+,在没电的时候的确可以当作一辆普通的丰田混动车来开。
如果想要更多选择,市场上还有福特蒙迪欧插混、Jeep指挥官插混,大捷龙插混同样采用了PS结构的混动系统,同样可以兼顾亏电情况下的节油。轿车、SUV、MPV均有备选。
其实比起丰田PS模式更加适合做成插电混动的是本田的i-MMD锐?混动,它通过离合器来控制动力输出。
若电池电量充足,全程可由电机驱动行驶。若电池电量较低,低速时为增程模式,发动机驱动发电机供电给驱动电机驱动车辆,而高速时则由发动机直接驱动车轮,目前锐?混动的节油效果有目共睹。
纯电驱动和亏电情况都得到很好的兼顾,而且车辆的动力系统无需大改,增大电池,更新驱动软件就行,只是很可惜,本田似乎没有将i-MMD开发成插混的意思。
本期讲堂问答就此结束,你问我答,欢迎大家在下方留言与我沟通。