汽车驱动技术的轮回:电动汽车与混合动力汽车的兴衰与新生
2024-10-15 09:04:27发布 浏览45次 信息编号:172603
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我们常说时尚是一个循环,一些流行元素总是会兴起、衰落、再兴起。同样,一些技术的发展也伴随着启动、停止、上升的周期性特征。
在螺旋式创新中,一些技术随着时间的推移已经有了全新的发展。汽车驱动技术的发展也符合这一特点。
1881年,法国工程师发明了世界上第一辆配备铅酸电池的充电式电动汽车,早于1886年卡尔·本茨发明燃油汽车。但受限于当时的技术能力,电动汽车并没有发展起来有效地。相反,燃油汽车作为后来者,却在不断创新中屹立不倒。如今,随着各国将新能源汽车列为重点发展项目,电动汽车迎来了新的生机。
和纯电动汽车一样,混合动力汽车诞生得很早。 1896年,世界上第一辆混合动力汽车原型车“阿姆斯特朗辉腾”诞生。但混合动力技术难度较大,市场需求不大,技术上还存在很多不完善之处。因此,混合动力汽车的研究在20世纪40年代停止了。
然而,随着20世纪70年代油价飙升,“省油”成为汽车技术研发的新方向,由发动机和电动机驱动的混合动力车型走到了风口浪尖。
时间来到2022年,随着政策的支持和油价的上涨奇瑞混合动力汽车,新的混合动力车型、新的混合动力技术纷纷到来,混合动力市场又重新热闹起来。以科技为本的奇瑞汽车也不会错过这个秀“肌肉”的时刻,拿出了旗下第二代混合动力技术——鲲鹏DHT混合动力。
混合动力技术的评价标准都会落在“省油”这一点上,但以什么方式实现省油,各家公司在不同的时间点给出了不同的答案。那么,2022年,混合动力技术爆发的元年,奇瑞鲲鹏DHT混合动力是如何做到的呢?
要深入了解,我们首先需要对杂交的基本原理和杂交的技术路线做一个小准备。
我们都知道,燃油汽车的能量传输方式单一。发动机做功后产生热量,然后将热能转化为机械能来驱动车辆。在混合动力汽车中,由于电动机和电池的加入,能量传输方式从简单的热能-机械能转变为热能-电能-机械能。
根据常识我们都知道,随着汽车重量的增加,油耗也会增加。那么,为什么混合动力车型在原来的燃油发动机上加装了电池和电动机后变得更加省油呢?
这里我们介绍一些基本概念,热力学第一定律和热力学第二定律来解释。热力学第一定律就是众所周知的能量守恒定律:不同的能量可以相互转化,但总和保持不变。关于热力学第二定律,简单概括一下,能量可以分为高质量和低质量。热能属于低品质能源,电能和机械能属于优质能源。根据热力学第二定律,高质量的能量可以完全转化为低质量的能量。但低品质能源无法完全转化为优质能源。
在纯燃油汽车中,发动机工作时,热能到机械能的转换效率很低。目前效率最高的发动机热效率仅为43%左右,剩下的近60%无法转化为机械能。但在混合动力车型中,由于增加了电动机,电能到机械能的转换效率非常高。如果条件允许,甚至可以超过99%。此外,发动机的工作效率还与其工作条件密切相关。因此,如果发动机的工作效率保持在最佳工作范围内,最大程度地将热能转化为电能,然后将电能完全转化为机械能,通过减少能量损失,就可以达到节能的目的。燃料。
说完基本原理,我们再来看看目前混合动力的技术路线。目前,混合动力包括串联、并联和混合三种基本技术路线。
图片来自知乎回答者王元琪
串联技术路线,顾名思义,就是将发动机、电池、电动机串联起来。该系统中发动机根本不参与驱动工作,只起到发电的作用,电动机作为驱动器来推动车辆。这种方式的优点是发动机因为不受路况限制而能够始终保持在最佳工作范围,而电动机则保证车辆以最高的能效行驶,从而达到节省燃油的目的。但该路线的缺点是发动机无法直接驱动车辆,在高速或电池电量不足时能耗表现并不理想。
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并联技术路线,通过增加耦合装置奇瑞混合动力汽车,将发动机和电动机并联。两者可以使用电动机来驱动车辆,也可以使用发动机来驱动车辆,或者两者可以一起驱动车辆。这样,在一些高速工况下,发动机处于最佳工作范围,可以实现油耗和动力的平衡;低速工况下,仅使用电动机,节省油耗;在急加速或上坡路况时,电动机可以与发动机一起驱动车辆,减轻发动机的“压力”。然而,这种方法也有缺点。例如,在电动机驱动过程中,发动机无法给电池充电。而且,当电池电量较低时,发动机不仅需要驱动车辆,还需要给电池充电,导致功率下降。油耗增加。
图片来自知乎回答者王元琪
混动技术路线目前是自主品牌普遍采用的。在混合动力技术路线中,由于电机和耦合装置数量的增加,能量流动可以兼顾串联和并联的优点。同时,电机输出功率、发动机输出功率和发动机转速均可控制,使发动机和电动机在各种路况和不同行驶状态下都能最大限度地发挥优势。
奇瑞鲲鹏DHT混动(以下简称“鲲鹏混动”)采用的是混合动力技术路线。不过,与其他自主品牌的DHT混合动力技术相比,鲲鹏混合动力有几个独特的亮点。例如,在大多数混合动力技术中,只有一个变速箱,少数公司使用两个齿轮。奇瑞在鲲鹏混合动力变速箱上增加了三个物理齿轮。我们知道,变速箱是用来改变驱动力的关键部件。变速箱档位的增加可以让车辆在低速、中速、高速等不同路况下分配不同的驱动力,从而减轻动力负荷,达到省力省油的目的。
鲲鹏混合动力系统采用1.5T发动机+双电机组合。通过三速变速箱,最大输入扭矩可达510N.m。 1.5T发动机+双电机组成的“3发动机”均可独立驱动车辆。借助3速变速箱,鲲鹏混动拥有单/双电机驱动、增程、并联、发动机直驱等9种驱动模式,可实现11个组合档位。
具体地,在单电机纯电动模式下,发动机和电机1均不工作。动力电池为电机2供电,电机2驱动电机驱动车轮。适用于城市交通拥堵或低速起步、巡航的行驶工况。
双电机纯电动模式下,发动机仍不工作,动力电池向电机1和电机2供电,两个驱动电机驱动车辆,适合红灯后或后起步加速交通堵塞。
串联模式下,发动机开始工作,驱动电机1发电并对动力电池充电,动力电池向电机2供电,电机2驱动车辆。此模式通常发生在城市巡航时电池电量低的情况下。
发动机直驱模式下,动力电池、电机1、电机2不工作。此时,发动机正在工作,直接驱动车轮。这种模式通常出现在高速、长途行驶的情况下。
并联模式下,动力电池向电机1和电机2供电,发动机也同时工作,与电机1/电机2并联驱动车轮。这种模式通常出现在全速上坡、全速上坡、全速上坡、全速上坡、全速上坡、全速上坡等情况。气体加速、高速急加速。向下。
停车充电模式下,发动机工作,带动发电机1工作,为动力电池充电。该模式会在等待红绿灯、停车等人或堵车时怠速时出现。
行驶充电模式下,发动机工作,带动电机1工作,为动力电池充电。同时,发动机直接驱动车轮。这种模式通常发生在低负载条件下低速行驶时。
此外,鲲鹏混合动力还包括单电机和双电机制动能量回收两种模式,通过制动过程产生反向扭矩为动力电池充电。
通过多种模式、多种物理档位的不同组合,鲲鹏混合动力可在起步、拥堵、中高速超车、停车怠速、制动等大多数工况下实现节能与性能的平衡,从而实现更好的性能。驾驶体验。
今年3月底,首款搭载奇瑞鲲鹏混合动力系统的瑞虎8 Plus鲲鹏e+两驱车型上市。纯电续航里程100km,低功耗油耗5.0L,0-100km/h加速7S,最高仅需18万元。万元的售价给混动市场带来了新的活力。更多选择成就更好性能,更多操控成就更好体验。相信未来奇瑞也会借助鲲鹏混动系统给用户带来更多惊喜。
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