Является ли технология с увеличенным радиусом действия отсталой?
На прошлой неделе представитель Huawei Юй Чэндун заявил в интервью, что «бессмысленно говорить, что транспортное средство с увеличенным запасом хода недостаточно развито. Режим увеличенного запаса хода — это наиболее подходящий режим транспортного средства на новой энергии на данный момент».
Это заявление снова вызвало бурную дискуссию между отраслью и потребителями о технологии дополненной гибридной технологии (далее именуемой дополненным процессом). И ряд руководителей автомобильных предприятий, таких как идеальный генеральный директор Ли Сян, генеральный директор Weima Шэнь Хуэй и генеральный директор WeiPai Ли Жуйфэн, высказали свои мнения.
Ли Жуйфэн, генеральный директор бренда Wei, напрямую пообщался с Юй Чэндуном на Weibo, заявив, что «железо по-прежнему должно быть жестким, и в отрасли существует консенсус, что гибридная технология добавления программ отсталая». Кроме того, генеральный директор бренда Wei немедленно купил M5 для тестирования, добавив еще один запах пороха в обсуждение.
На самом деле, до этой волны дискуссий о том, «является ли увеличение обратным», у Ideal и руководителей Volkswagen также была «горячая дискуссия» по этому вопросу. Фэн Сихань, генеральный директор Volkswagen China, прямо заявил, что «программа увеличения — худшее решение».
Рассматривая отечественный автомобильный рынок за последние годы, можно обнаружить, что новые автомобили обычно выбирают две формы питания: увеличенный запас хода или чистое электричество, и редко вовлекаются в подключаемый гибрид. Напротив, традиционные автомобильные компании, наоборот, их новые энергетические продукты либо чистое электричество, либо подключаемый гибрид, и вообще не «заботятся» о увеличенном запасе хода.
Однако с появлением на рынке все большего количества новых автомобилей с системой увеличенного запаса хода и таких популярных моделей, как Ideal One и Enjie M5, увеличенный запас хода постепенно становится известен потребителям и сегодня становится основной формой гибридных автомобилей на рынке.
Стремительный рост рынка автомобилей с увеличенным запасом хода неизбежно окажет влияние на продажи топливных и гибридных моделей традиционных автомобильных компаний, что является корнем спора между вышеупомянутыми традиционными автомобильными компаниями и производителями новых автомобилей.
Итак, является ли технология Extended Range отсталой? В чем разница с Plug-in? Почему новые автомобили выбирают Extended Range? На эти вопросы Чэ Дунси нашел некоторые ответы после глубокого изучения двух технических маршрутов.
1. Расширенный диапазон и микширование плагинов имеют один и тот же корень, а структура расширенного диапазона проще.
Прежде чем обсуждать гибриды с увеличенным запасом хода и подключаемые гибриды, давайте сначала познакомимся с этими двумя формами мощности.
Согласно национальному нормативному документу «Терминология электромобилей» (ГБ/Т 19596-2017), электромобили подразделяются на чисто электромобили (далее – чисто электромобили) и гибридные электромобили (далее – гибридные электромобили).
Гибридные автомобили можно разделить на последовательные, параллельные и гибридные в соответствии с силовой структурой. Среди них последовательный тип означает, что движущая сила автомобиля исходит только от двигателя; параллельный тип означает, что движущая сила автомобиля обеспечивается двигателем и двигателем одновременно или по отдельности; гибридный тип относится к двум режимам движения последовательно/параллельно одновременно.
Range Extender — это последовательный гибрид. Range Extender состоит из двигателя и генератора, заряжает аккумулятор, а аккумулятор приводит в движение колеса, или Range Extender напрямую подает питание на двигатель для приведения в движение транспортного средства.
Однако концепция интерполяции и смешивания относительно сложна. С точки зрения электромобиля гибрид также можно разделить на внешне заряжаемый гибрид и не заряжаемый гибрид в зависимости от внешней зарядной емкости.
Как следует из названия, пока есть порт для зарядки и возможность внешней зарядки, это гибрид с внешней зарядкой, который также можно назвать «гибридом с подключаемым модулем». Согласно этому стандарту классификации, расширенный диапазон является своего рода интерполяцией и микшированием.
Аналогично, не заряжаемый снаружи гибрид не имеет порта зарядки, поэтому его нельзя заряжать снаружи. Он может заряжать аккумулятор только через двигатель, рекуперацию кинетической энергии и другие методы.
Однако в настоящее время гибридный тип в основном отличается структурой мощности на рынке. В настоящее время подключаемая гибридная система является параллельной или гибридной гибридной системой. По сравнению с двигателем с расширенным диапазоном (последовательным типом) подключаемый гибридный (гибридный) двигатель может не только обеспечивать электроэнергией аккумуляторы и двигатели, но и приводить в движение транспортные средства напрямую через гибридную трансмиссию (ECVT, DHT и т. д.) и формировать совместную силу с двигателем для приведения в движение транспортных средств.
Подключаемые гибридные системы, такие как Great Wall Lemon Hybrid System, Geely Raytheon Hybrid System и BYD DM-I, являются гибридными системами.
Двигатель в расширителе диапазона не может напрямую управлять транспортным средством. Он должен вырабатывать электроэнергию через генератор, хранить электроэнергию в аккумуляторе или напрямую подавать ее в двигатель. Двигатель, как единственный выход движущей силы всего транспортного средства, обеспечивает питание транспортного средства.
Таким образом, три основные части системы увеличения запаса хода — расширитель запаса хода, аккумулятор и двигатель — не имеют механического соединения, но все они соединены электрически, поэтому общая структура относительно проста; структура подключаемой гибридной системы более сложная, что требует связи между различными динамическими областями посредством механических компонентов, таких как коробка передач.
В целом, большинство механических компонентов трансмиссии в гибридной системе имеют характеристики высоких технических барьеров, длительного цикла применения и патентного пула. Очевидно, что "стремящиеся к скорости" новые автомобили не успевают стартовать с передач.
Однако для традиционных предприятий по производству транспортных средств на топливе механическая трансмиссия является одной из сильных сторон, и у них есть глубокие технические накопления и опыт массового производства. Когда наступает волна электрификации, очевидно, что традиционные автомобильные компании не смогут отказаться от десятилетий или даже столетий накопления технологий и начать все заново.
В конце концов, трудно сделать резкий разворот.
Таким образом, более простая конструкция с увеличенным запасом хода стала лучшим выбором для новых транспортных средств, а подключаемый гибрид, который может не только в полной мере использовать отходящее тепло механической трансмиссии, но и снизить потребление энергии, стал первым выбором для трансформации традиционных предприятий по производству транспортных средств.
2. Расширенный диапазон начался сто лет назад, а аккумулятор двигателя когда-то был бутылкой для перетаскивания.
После разъяснения разницы между подключаемым гибридом и увеличенным запасом хода, а также того, почему новые автомобили обычно выбирают с увеличенным запасом хода, традиционные автопроизводители выбирают подключаемый гибрид.
Итак, для расширенного диапазона простая структура означает отсталость?
Прежде всего, с точки зрения времени, технология увеличенной дальности действительно является отсталой технологией.
История автомобилей с увеличенным запасом хода берет свое начало в конце XIX века, когда основатель компании Porsche Фердинанд Порше построил первый в мире серийный гибридный автомобиль Lohner Porsche.
Lohner Porsche — это электромобиль. На передней оси автомобиля установлены два мотор-колеса. Однако из-за небольшого запаса хода Фердинанд Порше установил два генератора, чтобы улучшить запас хода автомобиля, что сформировало последовательную гибридную систему и стало родоначальником увеличения запаса хода.
Если технология расширенного диапазона существует уже более 120 лет, почему она не развивается быстрыми темпами?
Прежде всего, в системе расширенного диапазона двигатель является единственным источником энергии на колесе, а устройство расширенного диапазона можно рассматривать как большое сокровище солнечной зарядки. Первое вводит ископаемое топливо и выдает электроэнергию, в то время как последнее вводит солнечную энергию и выдает электроэнергию.
Таким образом, основной функцией расширителя запаса хода является преобразование типа энергии: сначала химическая энергия ископаемого топлива преобразуется в электрическую энергию, а затем электрическая энергия преобразуется в кинетическую энергию посредством двигателя.
Согласно базовым физическим знаниям, определенное потребление обязательно происходит в процессе преобразования энергии. Во всей системе с расширенным диапазоном задействованы по крайней мере два преобразования энергии (химическая энергия электрическая энергия кинетическая энергия), поэтому энергетическая эффективность расширенного диапазона относительно ниже.
В эпоху бурного развития транспортных средств на топливе традиционные автомобильные компании концентрируются на разработке двигателей с более высокой топливной экономичностью и коробок передач с более высокой эффективностью трансмиссии. Какая компания в то время могла бы улучшить тепловой КПД двигателя на 1% или даже приблизиться к Нобелевской премии.
Поэтому структура мощности с увеличенным запасом хода, которая не может улучшить, а может и снизить энергоэффективность, осталась позади и была проигнорирована многими автомобильными компаниями.
Во-вторых, помимо низкой энергоэффективности, двигатели и аккумуляторы также являются двумя основными причинами, ограничивающими развитие увеличенного запаса хода.
В системе с увеличенным запасом хода двигатель является единственным источником энергии транспортного средства, но 20–30 лет назад технология привода транспортного средства с помощью двигателя не была развита, стоимость была высокой, объем был относительно большим, а мощность не могла сама по себе приводить в движение транспортное средство.
В то время ситуация с аккумулятором была похожа на ситуацию с двигателем. Ни плотность энергии, ни единичная емкость не могли сравниться с современной технологией аккумулятора. Если вы хотите иметь большую емкость, вам нужен больший объем, что приведет к более дорогим расходам и большему весу транспортного средства.
Представьте себе, что 30 лет назад, если бы вы собрали автомобиль с увеличенным запасом хода в соответствии с тремя электрическими показателями идеального автомобиля, его стоимость резко возросла бы.
Однако расширенный диапазон полностью управляется двигателем, а двигатель имеет такие преимущества, как отсутствие гистерезиса крутящего момента, бесшумность и т. д. Поэтому до популяризации расширенного диапазона в сфере легковых автомобилей он больше применялся в транспортных средствах и кораблях, таких как танки, гигантские шахтерские вагоны, подводные лодки, которые не чувствительны к стоимости и объему и имеют более высокие требования к мощности, бесшумности, мгновенному крутящему моменту и т. д.
В заключение, генеральный директор Wei Pai и Volkswagen не без оснований говорит, что расширенный диапазон — это отсталая технология. В эпоху бума топливных автомобилей расширенный диапазон с более высокой стоимостью и более низкой эффективностью — это действительно отсталая технология. Volkswagen и Great Wall (бренд Wei) — это также два традиционных бренда, которые выросли в топливную эпоху.
Пришло время настоящего. Хотя в принципе нет качественного изменения между современной технологией расширенного диапазона и технологией расширенного диапазона более 100 лет назад, это все еще генератор расширенного диапазона генерации электроэнергии, моторизованные транспортные средства, которые все еще можно назвать «отсталой технологией».
Однако спустя столетие наконец-то появилась технология расширенного диапазона. С быстрым развитием технологий двигателей и аккумуляторов, оригинальные две швабры стали его важнейшим конкурентным преимуществом, стирая недостатки расширенного диапазона в топливную эпоху и начиная кусать топливный рынок.
3. Избирательное микширование плагинов в городских условиях работы и в расширенном диапазоне высокоскоростных условий работы.
Потребителям все равно, является ли увеличенный запас хода отсталой технологией, а важно, какой автомобиль более экономичен и какой более комфортен в вождении.
Как уже упоминалось выше, расширитель диапазона представляет собой последовательную структуру. Расширитель диапазона не может управлять транспортным средством напрямую, и вся мощность поступает от двигателя.
Таким образом, это делает транспортные средства с системой расширенного диапазона такими же по опыту вождения и ездовым характеристикам, как и чистые трамваи. С точки зрения энергопотребления расширенный диапазон также похож на чистое электричество - низкое энергопотребление в городских условиях и высокое энергопотребление в условиях высокой скорости.
В частности, поскольку расширитель диапазона только заряжает аккумулятор или подает питание на двигатель, расширитель диапазона может поддерживаться в относительно экономичном диапазоне скоростей большую часть времени. Даже в чисто электрическом приоритетном режиме (в первую очередь потребляя энергию аккумулятора) расширитель диапазона не может даже запуститься и не производит расход топлива. Однако двигатель топливного автомобиля не всегда может работать в фиксированном диапазоне скоростей. Если вам нужно обогнать и ускориться, вам нужно увеличить скорость, а если вы застряли в пробке, вы будете долго простаивать.
Таким образом, при нормальных условиях вождения расход энергии (топлива) при увеличенном запасе хода на низкоскоростных городских дорогах, как правило, ниже, чем у транспортных средств на топливе, оснащенных двигателем того же рабочего объема.
Однако, как и в случае с чистой электроэнергией, потребление энергии в условиях высокой скорости выше, чем в условиях низкой скорости; Напротив, потребление энергии топливными транспортными средствами в условиях высокой скорости ниже, чем в городских условиях.
Это означает, что при высокоскоростных рабочих условиях потребление энергии двигателем выше, заряд батареи будет расходоваться быстрее, и расширителю диапазона придется работать на «полной нагрузке» в течение длительного времени. Более того, из-за наличия аккумуляторных батарей вес транспортных средств с увеличенным запасом хода при тех же размерах, как правило, больше, чем у транспортных средств на топливе.
Транспортные средства на топливе выигрывают от наличия коробки передач. В условиях высокой скорости транспортное средство может перейти на более высокую передачу, так что двигатель работает на экономичной скорости, а потребление энергии относительно ниже.
Таким образом, в целом расход энергии при увеличении запаса хода в условиях высокоскоростной работы практически такой же, как у автомобилей с ДВС того же рабочего объема, или даже выше.
После обсуждения характеристик энергопотребления автомобилей с увеличенным запасом хода и расхода топлива, существует ли гибридная технология, которая может объединить преимущества потребления энергии на низкой скорости автомобилей с увеличенным запасом хода и потребления энергии на низкой скорости автомобилей с топливом, а также может обеспечить более экономичный расход энергии в более широком диапазоне скоростей?
Ответ — да, то есть, смешивать.
Короче говоря, подключаемая гибридная система более удобна. По сравнению с расширенным диапазоном, первая может управлять транспортным средством непосредственно двигателем в условиях высокоскоростной работы; По сравнению с топливом, подключаемое смешивание также может быть похоже на расширенный диапазон. Двигатель подает мощность на мотор и приводит в движение транспортное средство.
Кроме того, подключаемая гибридная система также оснащена гибридными трансмиссиями (ECVT, DHT), которые позволяют соответствующей мощности электродвигателя и двигателя достичь «интеграции» для удовлетворения быстрого ускорения или высокой потребности в мощности.
Но, как говорится, получить что-то можно только отдав это.
Из-за наличия механического передаточного механизма структура подключаемого смешивания более сложная, а объем относительно больше. Таким образом, между подключаемыми гибридными и расширенными моделями одного уровня емкость аккумулятора у подключаемой гибридной модели больше, чем у подключаемой гибридной модели, что также может обеспечить более длительный чистый электрический запас хода. Если сцена автомобиля заключается только в поездках по городу, расширенный запас хода можно даже заряжать без дозаправки.
Например, емкость аккумулятора идеального автомобиля 2021 года составляет 40,5 кВт·ч, а чистый электрический запас хода по циклу NEDC составляет 188 км. Емкость аккумулятора Mercedes Benz gle 350 e (подключаемая гибридная версия) и BMW X5 xdrive45e (подключаемая гибридная версия), близких по размеру, составляет всего 31,2 кВт·ч и 24 кВт·ч, а чистый электрический запас хода по циклу NEDC составляет всего 103 км и 85 км.
Причина, по которой модель BYD DM-I так популярна в настоящее время, во многом заключается в том, что емкость аккумулятора предыдущей модели больше, чем у старой модели DM, и даже превышает емкость аккумулятора модели с увеличенным запасом хода того же уровня. Поездки на работу в городах могут осуществляться только на электричестве и без использования нефти, а стоимость использования автомобилей соответственно снизится.
Подводя итог, можно сказать, что для новых автомобилей подключаемый гибрид (гибрид) с более сложной конструкцией требует не только более длительного цикла предварительных исследований и разработок, но и большого количества испытаний на надежность всей подключаемой гибридной системы, что, очевидно, небыстро по времени.
Благодаря быстрому развитию технологий аккумуляторов и двигателей, расширение диапазона при более простой конструкции стало «кратчайшим путем» для новых автомобилей, напрямую минуя самую сложную часть автомобилестроения, связанную с мощностью.
Но ради новой энергетической трансформации традиционные автомобильные компании, очевидно, не хотят отказываться от силовых, трансмиссионных и других систем, в исследования и разработки которых они вложили много лет энергии (человеческих и финансовых ресурсов), а затем начинать все с нуля.
Гибридные технологии, такие как подключаемые гибридные автомобили, которые не только позволяют в полной мере использовать отходящее тепло компонентов транспортного средства, таких как двигатель и коробка передач, но и значительно снижают расход топлива, стали обычным выбором традиционных автомобильных предприятий в стране и за рубежом.
Поэтому, будь то подключаемый гибрид или расширенный диапазон, это фактически схема оборота в период узкого места текущей технологии аккумуляторов. Когда проблемы диапазона аккумуляторов и эффективности пополнения энергии будут полностью решены в будущем, расход топлива будет полностью устранен. Гибридные технологии, такие как расширенный диапазон и подключаемый гибрид, могут стать режимом питания для нескольких специальных видов оборудования.
Время публикации: 19 июля 2022 г.