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混合動力汽車自充自用的省油原理

混合動力汽車「自充自用」的省油原理為轉(zhuǎn)化率差值內(nèi)容概述：混合動力技術(shù)平臺的三大類型，內(nèi)燃機與電動機的運行原理，各類平臺的節(jié)油與性能的標(biāo)準(zhǔn)。（內(nèi)容約3400字，閱讀需要15分鐘）

混合動力汽車的主流類型分為三類，即混合動力汽車(HEV)、增程式電驅(qū)動(REEV)和插電式混合動力(PHEV)。其中，插電式混合動力系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)特點的不同可分為幾個層次。理論上，PHEV與BSG發(fā)電機-起動機一體化是目前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高的混合動力平臺。本文將分為三個部分來分析各種平臺的特點。首先，我們需要了解為什么“混合動力”可以節(jié)省燃料。

轉(zhuǎn)化效率·差異

燃油車領(lǐng)域總有一個話題:發(fā)動機的熱效率是多少？【熱效率】是衡量一臺發(fā)動機是否高性能、低油耗的重要因素之一。它的概念是指假設(shè)燃燒產(chǎn)生的熱能是100%，有百分之幾的熱能可以轉(zhuǎn)化為機械能(動力)。

往復(fù)活塞式循環(huán)內(nèi)燃機幾乎是燃油車唯一的發(fā)動機選擇。它的工作原理很簡單，但結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。其原理是通過在氣缸內(nèi)燃燒燃料產(chǎn)生熱能，帶動活塞往復(fù)運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。

(曲軸可以理解為發(fā)動機的動力輸出軸。驅(qū)動飛輪意味著變矩器泵輪可以向變速箱輸出動力，直至車輪)

圖1:內(nèi)燃機運動狀態(tài)演示

圖2:內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)剖視圖

內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)真的很復(fù)雜。為了平穩(wěn)交替地工作，正時系統(tǒng)需要精確地控制每個氣缸的氣門，從而實現(xiàn)活塞、連桿、曲軸、軸瓦等結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定運行。同時，還需要利用曲軸輸出的動力，帶動發(fā)電機、壓縮機、水泵、增壓泵等系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，沒有這些，什么都不能運轉(zhuǎn)。

問題來了:首先，燃燒產(chǎn)生的所有熱能都會被復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)的運動(摩擦)所損失，其次，所有由曲軸驅(qū)動的系統(tǒng)也會損失大量的曲軸扭矩(扭矩功率)；再次冷卻循環(huán)系統(tǒng)也會消耗大量的熱能，但如果不冷卻，會因高溫而損傷身體，那么會浪費多少呢？

重要參數(shù)的比較:

活塞往復(fù)式·內(nèi)燃機熱效率約為35%（平均值）交流異步電機能量轉(zhuǎn)化率約為85%永磁同步電機能量轉(zhuǎn)化率約為95%

這組數(shù)據(jù)表明，這三種類型的發(fā)動機消耗100%的能量，可以有效地轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力的比例。因為內(nèi)燃機機體系統(tǒng)本身需要消耗(浪費)太多的熱能，這樣一來，平均只有35%的熱能可以得到有效利用，但是電機為什么這么高呢？

原理:電機不通過燃燒轉(zhuǎn)化機械能，而是通過電流輸入電機的電磁線圈產(chǎn)生電磁場，并根據(jù)“磁極互斥”原理驅(qū)動轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)。機器的結(jié)構(gòu)會很簡單，因為轉(zhuǎn)換過程中不會產(chǎn)生太多的熱能，能量轉(zhuǎn)換不需要熱能。同時，轉(zhuǎn)子和定子之間沒有物理接觸，轉(zhuǎn)子懸浮輸出動力時幾乎不需要考慮損耗，所以電機本身不會像內(nèi)燃機那樣產(chǎn)生巨大的浪費。

外界知識:交流異步電機是兩組線圈的相互作用，運行時定子和轉(zhuǎn)子不能同步運動。因此，即使有高效的轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)，這類機器在運行過程中也會因一定程度的損耗而幾乎被汽車行業(yè)淘汰。

永磁同步電機以“永磁體”為基礎(chǔ)，電磁線圈產(chǎn)生的刺激及其功能可以同步運行。這種結(jié)構(gòu)不會在很大程度上被浪費，而且可以高效地變成反向的“充電電機”，所以這種電機成為了主流選擇，但這和混合動力汽車的節(jié)油有什么關(guān)系呢？

三類系統(tǒng)「節(jié)油原理」

考慮一個問題:為什么在城市道路上通勤的汽車油耗高于公路巡航駕駛？

這個問題的答案可以解釋為什么混合動力汽車可以省油！城市道路油耗高主要是因為頻繁的啟停停和加速，這兩種狀態(tài)是汽車最大的行駛阻力，因為此時沒有滑行慣性力的幫助。車輛的加速完全依靠內(nèi)燃機的高功率輸出，增加功率的唯一方法就是“提速”。

任何發(fā)動機在更高的速度下都會消耗更多的能量。速度的概念是一分鐘內(nèi)做功的次數(shù)。每次工作都會消耗燃料或電能。高頻率的做功(頻繁拉起和旋轉(zhuǎn))必然會消耗油。但在高速公路上巡航時，只需將車速穩(wěn)定在平均2500rpm左右，低于城市道路的車速，平均可能達(dá)到3500rpm，油耗自然更低。

要點:HEV混合動力汽車主要基于日系車的ECVT平臺，其中本田的ECVT是模擬“增程電動車”。工作原理是內(nèi)燃機的串聯(lián)發(fā)電電機主要用于行駛時發(fā)電，產(chǎn)生的電流輸入動力電池組充電，汽車由ECVT的驅(qū)動電機驅(qū)動。

增程發(fā)電可讓內(nèi)燃機以相對恒定的中低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，狀態(tài)等于高速巡航。低效率的內(nèi)燃機以中低轉(zhuǎn)速發(fā)出的電能雖然不多，但足以滿足高效率電機的功耗。

我明白了。說白了，本田的HEV就是為了“穩(wěn)定和降低內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速”來節(jié)省燃油，通過使用高效電機來充分有效地利用轉(zhuǎn)換后的能量。因此，即使內(nèi)燃機的效率很差，在轉(zhuǎn)換電能的過程中仍然存在損耗，對電機的要求也不高。至于豐田的ECVT，則是基于普通的油電混合動力，其節(jié)油原理是在動力消耗最大的車輛起步和加速階段使用電動機作為主要驅(qū)動力，從而降低內(nèi)燃機的消耗。

注:省油是田亮ECVT系統(tǒng)的先決條件，即駕駛風(fēng)格要相當(dāng)保守。原因是ECVT是兩臺電機集成的橫向變速箱，會嚴(yán)重限制電機功率。而且兩個電機中有一個是發(fā)電機電機，去掉它的動力后驅(qū)動電機的性能會很弱。

高速或高速運行的低功率電機很容易達(dá)到“恒功率”轉(zhuǎn)矩快速下降的范圍，此時功耗會更高。但是內(nèi)燃機的主導(dǎo)動力比較弱，比如自然吸氣米勒循環(huán)或者阿特金森循環(huán)。這兩臺機器的低速爆發(fā)力很弱，峰值扭矩其實很弱。所以，要感受到相對合理的性能，唯一的辦法就是同時提高電機和內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速，結(jié)果必然是“雙能耗”，這也是ECVT系統(tǒng)的缺點——節(jié)油時不應(yīng)該考慮駕駛樂趣。

「REEV&PHEV」技術(shù)特點解析

本田的“REEV ECVT”實際上是一款簡單的增程式電動車。說白了就是電池組容量更小，不增加插電式充電模塊，降低制造成本。相反，如果你給這款車加上大容量的電池組和充電系統(tǒng)，那么這款車將會是一款混合動力汽車，可以通過給電網(wǎng)充電實現(xiàn)純電驅(qū)動，日常通勤不用加油。只有偶爾的長途通勤需要長時間駕駛。這樣會更節(jié)能嗎？

標(biāo)準(zhǔn)答案:插電式增程式車一定要更節(jié)能，因為在汽車上使用燃料發(fā)電，還是會有更大的損失和排放。最起碼電網(wǎng)充電中超過30%的電能來自清潔能源，所有電動車加起來也只能消耗十分之幾。因此，以夜間充電為主的REEV汽車，將通過峰谷電耗的調(diào)控，加快節(jié)油減排的進(jìn)程。

不過這個話題似乎有些不接地氣，那就說說接地氣吧！晚上給專用充電樁充電的費用只有0.3元/1千瓦時，一次3毛錢。電動汽車的平均能耗在15kw wh/100km左右，也就是說晚上充電的時候，你只需要花一百公里[4.5元]，平均每公里成本不到5分錢...

這就是ECVT增程系統(tǒng)幾乎毫無意義的原因。隨著動力電池類型的多樣化，高成本的NCM(鎳鈷錳)將不再是未來的主流。制造成本更低、安全性和體積能量密度更高的LFP磷酸鐵鋰電池決定了插電式增程車將是未來主要快銷車(普通代步車)的理想選擇。曾經(jīng)價格不菲的寶馬I系列、別克沃蘭達(dá)、李ONE等將逐漸降低產(chǎn)品定位，增程式車將成為替代普通燃油滑板車的“潛力股”。

【PHEV·并聯(lián)式插電混動】將會是主攻性能汽車的選項。

REEV增程系統(tǒng)可以降低產(chǎn)品定位，因為制造成本會很低:不需要傳統(tǒng)變速箱，內(nèi)燃機不需要高標(biāo)準(zhǔn)多缸中大排量選項，動力電池成本有所下降。這種車不應(yīng)該便宜一點嗎？至于ECVT平臺上的混合動力汽車，應(yīng)該沒那么科學(xué)。畢竟這些車輛的性能會比較弱。

然而，PHEV可以達(dá)到“1+1 > 2”的性能標(biāo)準(zhǔn)，因為該系統(tǒng)的兩個發(fā)動機都可以驅(qū)動。電機的轉(zhuǎn)換效率幾乎是內(nèi)燃機的三倍，那么兩臺機器同時輸出動力時，配備多少臺內(nèi)燃機呢？

要點:并聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)的性能會一直很強?？梢詤⒖急葋喌贤醭盗谢靹榆?，整備質(zhì)量2.4噸的SUV可以打破4.3秒跑車的標(biāo)準(zhǔn)。很明顯，這是中高端車的標(biāo)準(zhǔn)，所以這類車的價格定位會更高，但不單純是因為性能高。

并聯(lián)系統(tǒng)=(內(nèi)燃機+變速箱)+(電動機+動力電池+電動系統(tǒng))，說白了就是集燃油車和電動車于一體。制造成本會相當(dāng)高，R&D的投資也相當(dāng)夸張，這樣的車價格很難很低。不過，參考秦和宋Pro等車，起步不到14萬的價格，其實很有誠意。

畢竟這些車都加入了BSG電機系統(tǒng)，25kw的額定功率可以滿足中低速增程行駛，也就是說集成了“ECVT+Reev/高性能模式切換”。

總結(jié):PHEV系統(tǒng)是目前綜合實力最強的混動系統(tǒng)，在兩種車型都預(yù)留插電式充電模塊的前提下，REEV將是主流踏板車的節(jié)能選擇。否則會成為ECVT的低標(biāo)準(zhǔn)選項，技術(shù)排名大致相同，如此而已。

火爆的奔馳GLB這款車怎么樣

說實話三十多萬買奔馳GLB真的性價比還蠻低的，我一直覺得奔馳這個車的賣點其實有點尷尬，當(dāng)然了每個人買車的目的和喜好是不一樣的，但是既然你提問了，那我就說說我的看法。

首先，從SUV的角度來看，SUV的溢價能力其實要高于轎車，因為它的功能性很強。這個功能應(yīng)該是SUV在空和底盤方面的優(yōu)勢。奔馳GLB的這個優(yōu)勢并不明顯。雖然提供了7座版本，但與同價位普通合資品牌中型SUV相比，其第三排更加雞肋，意味著在緊急情況下不會超載。另外動力方面，只有大功率163馬力版本，這款車使用的奔馳1.3T發(fā)動機其實完全可以滿足家庭的需求，油耗也不錯，換擋平順，值得肯定。不過我覺得這個發(fā)動機噪音有點大，用在城市里代替走路。因為油門比較靈敏，主觀上我不認(rèn)為動力不足，但高速時的動力儲備和再加速能力相對一般。在乘坐方面，首先值得肯定的是，這款車的懸掛和減震還是很舒適的，沒有那種硬邦邦的感覺。奔馳對這款車的底盤和懸架的調(diào)整感還是很高的。車身的支撐懸架和減震都很到位，對路面一些顛簸的過濾也很好。不過第二排的座椅舒適度一般，我個人覺得還是有點硬。其實這款車不能用性價比高來評價。這輛車本身的價格不是性價比。個人覺得這款車的駕駛品質(zhì)不錯，配置也比較合理。作為城市家庭的代步車，還是有一定實用性的。不過，如果你覺得這款車的價格你可以接受，還是可以考慮的。