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年轻人的误区 | 混合动力(普混)当真百利无一害?

2019年07月31日 07:22:03
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来源:雅斯顿

雅斯顿原创文章 | 默默

随着国家对排放要求的严格,混合动力经过多年的科普,正在呈现出强劲的竞争力。 许多消费者认为混合动力不仅节油,而且动力表现不错,在技术含量比传统燃油车也要更加高端。 因此,越来越多消费者选择混合动力车型。 事实当真如此吗?

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特殊的原理

混合动力最早被丰田宣传为一种节油的技术,它最初着眼于市区驾驶时,传统引擎一直处于不完全燃烧状态,而且转速摇摆不定,从而引发油耗升高的状况。

混合动力希望利用电机的特性解决市区启停频繁的状况,由于电机具备随踩随有,且动力响应直接的特点,所以运用电机解决车辆低速下的行驶是再好不过的。 这是其一。

各家对混动系统内电机大小有不同的考虑,如果无需体现动力性,仅需要解决低速蠕动和正常加速行驶,采用小体积电机即可,反之则可以像本田雅阁混动一般采用更大电机,电机直驱时支撑汽车运行的速度也就更高。 这是其二。

根据电机的原理,如果对电机施加外力使其反转,电动机可以变成发电机,车企意识到这一点后将汽车制动、减速所产生的动能加以利用,使其拖动电机反转为电池充电的同时,同时提供一部分制动力,与传统刹车系统搭配共同完成减速和制动。 这是其三。

因为有电机负责低速时车辆的动力,发动机可以忽略低扭,将整体扭矩上移至更高转速,保持在更经济的转速上。 为此混合动力车型更容易搭配阿特金森发动机,这种引擎的工作原理是,当气缸进气时发动机喷入正常量的燃油,但在压缩过程中,进气门晚关闭一会儿,如此原先喷入的燃油就会重新排出一部分,从而取得提高经济性的目的。 (这其实在变相缩小排量)这是其四。 以下为动图演示:

总体上来说,混合动力的这些奇思妙想真正对使用习惯产生正面影响的有「其一」,而「其二」和「其四」是相互影响的,「其三」表面看是正面,其实也有负面。

2

长时间激烈驾驶不适合混动

不同混动车型,包括新能源对性能的态度是不同的,有苛刻如特斯拉的,电机性能的释放需要电池短时间内承受大电流放电,也有保守如丰田的,电机输出占动力输出整体比重不大,性能要求不高。

只不过,电机并不会像传统内燃机一般可以承受较长时间的激烈驾驶,比如长时间的赛道驾驶。 对于混合动力汽车来说,混合动力的三电系统对温度的要求比较苛刻,电机也不能承受长时间保持最大扭矩输出,因为大扭矩输出带来的温度升高,会让整台车采用保守的输出策略,以降低温度,否则很容易出现各种事故。

持续大扭矩输出同样也给电池带来很多温度的负担,目前普通混动的电池大多较小,但如果是较大电池产生热量而不及时散走的话,很容易对电池造成损害。 这也是为何PHEV车型对电池散热要求如此之高的原因。

不过,针对这点可以判断,电机输出占比越高的混动车型,越不适宜长时间激烈驾驶。 丰田混动本身不强调动力输出,电机较小,但本田电机较大,在动力输出的过程中,承担的角色也更重要,为此激烈驾驶对导致三电系统的温度快速升高。

这也就意味着可能本田混动激烈驾驶的时间会比丰田混动激烈驾驶的时间要更保守一些,会更早的进入保护模式。

另一点混合动力的刹车比普通汽车更难适应,原因正如其三,虽然电机会在制动时更好的充分利用能量转换,但其造成的刹车效果和刹车盘刹车效果不同,前一段为电机拖拽,直到最后方为刹车盘制动,脚感上并不容易掌握。

同时激烈驾驶会让刹车的电机始终处于高速的工作压力之下,很容易让电机进入保护状态,从而降低整车的性能输出。

3

阿特金森让混动高速动力变差

大多数混动车型都采用了阿特金森循环发动机,这种发动机有一个特点: 整体输出功率小。 正如动图所展示的,阿特金森发动机混合气的量少了,爆炸释放出来的热能就变少,能够转变的机械能、输出的功率自然会变少。 相比普通发动机,阿特金森/米勒循环发动机的动力性能要差一些。 以下为几款优秀混动车型引擎对比:

可以看出,同排量引擎中,混合动力搭配的阿特金森循环引擎在参数上都有一定的下滑,然而这种下滑在凯美瑞这种中级车级别尚不能有特别明显的感受,在卡罗拉这个级别会更明显。

作为中级车混动的代表,凯美瑞混动、雅阁混动以及君越混动代表了车企对待电机的三种不同态度,这也可以从其搭配使用引擎排量上看出来。 三者分别搭载2.5L、2.0以及1.8L引擎,这也就意味着通用其实采用了一种更加极端的方案,这种方案是让电机扮演更多的角色,因此通用的混动系统在中级车上的经济性表现和动力表现完全不逊于凯美瑞、雅阁,其1.8L混动系统在迈锐宝XL以及君越上能取得9秒的加速成绩。 (这个成绩相当于2.5L传统引擎)

即便是美国消费者报道也对通用的Voltec II技术赞誉有加,更加复杂的结构、更多样出行场景的考虑让君越混动也有着媲美丰田本田的超低油耗。

只不过,为此牺牲的是其极速只有160km/h,当然这个极速不会影响普通消费者使用,1.8L引擎的最大动力为128马力,扭矩为175牛米,随着引擎排量的降低,以及更积极的电动机策略,Voltec II在中高速加速的加速能力较差,这种情形这种情况在雅阁混动搭配2.0L的策略下也有表现。

于是,凡事有利有弊,混合动力在中低速有媲美于普通传统引擎的加速能力和中低速下的超强节油能力,但同样有来自中高速对普通引擎加速能力的妥协。

这在卡罗拉上表现的就更加明显了。 卡罗拉双擎虽然在低速下有比较好的表现,但引擎参数下调之后,其在高速状态下的加速感变差,完全不是过去1.8L引擎的感觉,同时极速也在拉低,当然这种极速也没有影响到普通用户日常用车。

如果未来,丰田推出1.5L混合动力系统,其在高速路况下的表现会更加不如人意, 造成这种状况的主要原因电机策略,混动搭载使用的电机在高速状况下并不节能,电机也会随着速度的升高,对能量需求呈现指数曲线,因此大多数混动车型的中高速都完全交由内燃机。

可以说,混动是当下更兼顾中低速而生的,依靠电机制造更平顺的起步,依靠电机的扭矩降低发动机在起步时的压力,从而节省油耗,但到了中高速,车型其实更加考验引擎的表现,为此为混动作出妥协的引擎,自然也就暴露出其动力不足的缺点来了。

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