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雷克萨斯-LS

超低价好车团购

纯电动车、燃油车和混合动力,谁才是技术含量最高的车?

2019年11月05日 15:06:02
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来源:玩车教授

造车新势力这几年炮制了很多新颖的概念,这些概念对于还没接触过燃油车的年轻人来说,好像这一切就是理所当然的东西,但你去跟行业内一些专家去聊自动驾驶(L5级别)的未来时,他们对自动驾驶前景表示乐观,但未来40-50年都不可能普及。有人认为电动车已经颠覆了燃油车的存在,现在燃油车已经是落后的产物,也有人认为,造车新势力势必会替代传统车企,那么问题了,纯电动车、燃油车和混合动力,到底谁才是技术含量最高的车?

纯电动车

相比汽油车,电动车的工程量真的少了很多,首先电动车没有变速箱,不但重量降低体积变小,连传动效率都提高了。电动车传动系统非常简单,电机直接驱动减速齿轮(类似于主减速器),省去变速箱后,整个驱动系统的尺寸和重量都降低了,要知道汽车的发动机舱可是寸土寸金啊!

特斯拉要做后驱车,直接把电机布置在后桥就完事了,燃油车可没这么简单,一根传动轴从车头连接车尾。更麻烦的是,传动轴高速旋转产生的共振很棘手,如果工艺不行,还会发出嗡嗡的噪音,所以光是传动系统工程量就非常大。

Model S不但驱动系统简单,车身和底盘设计也简化不少,电机的重心高度几乎与车轮中心点平行,而如果是燃油车,就要想办法把发动机设计更扁,比如水平对置。真这么玩,发动机结构又变得更复杂,燃油车要设计成相同水平难度大很多。

电动车技术难度远不如燃油车高,也是造车中门槛最低的,为什么燃油车时代没有涌现很多造车新势力呢?因为造车的工程量太大,大投入小产出直接就被传统车企PASS了。

燃油车

欧盟有排放限值,中国有油耗限值,做燃油车的人很清楚,排放低意味着油耗。欧盟规定的二氧化碳限值是130g/km,对应的油耗是5.6升/百公里,未来这个限值会变成95g/km,对应的油耗是4.1升/百公里。光是油耗限值,燃油车就想骂娘,更别提排放标准了!

燃油车的控制很复杂,比如发动机要监测进气量、喷油量、水温、油温、油压、氧含量等,不但有复杂尾气处理,还有庞大的衍生系统,启动、点火、冷却和润滑系统。

燃油车的NVH异常复杂,发动机燃烧、机械部件、喷油和散热器等各种噪音,把这些噪音解决完后,还有各种频率的振动,比如发动机抖动、传动系统和排气共振,简直让人感到崩溃,仅NVH工程量就已经非常大。

燃油车和电动车都有热管理,但是相比燃油车,电动车的监测部件主要是PCU和电池,燃油车是动力总成,相比热管理的手段,燃油车还是更加复杂,比如水泵、节温器、变速箱油温等等。

燃油车相比电动车要多出很多子系统,而这些系统又衍生出了众多零件,致使燃油车工程量非常大。燃油车虽然没有容量很大的电池,但它的电气化程度并不低,以大众高尔夫为例,车上各种线束有1000多米,燃油车的门槛实际上远远高于电动车。

混合动力

将燃油和电池两种不同的驱动系统组合在一起,就是混合动力,它是目前最难造的车。混动对发动机要求从动力变成了效率,对发动机设计也提出了新的要求。

混动所用的发动机,通常采用更复杂的米勒循环(也叫模拟阿特金森),发动机的进气控制和燃烧更加复杂,比如混动的气门正时响应速度要比普通发动机快很多。相对与普通的发动机,软件控制方面也更复杂。

业内把功率分流式混动称为最佳(最难)的方案,这是目前最难造的车,除了丰田、通用和本田外,其它厂商几乎不造这样的车。为什么说这种混动难呢?首先它的变速箱要把发动机和电机巧妙结合在一起。其次电机和发动机必须要达到一个完美的平衡,否则混动会比燃油车更费油。

混动的核心还是发动机,所以变速箱要兼顾发动机和电机各自的需求。雷克萨斯想了一个办法,在THS II基础上,串联了一个4AT变速箱,电机和发动机都可以在最佳的效率或者动力区间工作,当然这套多级混动系统结构复杂,对工艺要求很高。最近保时捷Taycan不是搞了两级电驱系统,这个技术2007年的雷克萨斯LS混动就实现了。

雷克萨斯LS 500h 的确是目前最好的混动,但高昂的成本并不是大家可以接受的,论排放不如电动车低,论加速不如同排量燃油车快,论省油?这个级别的车谁在乎油耗!所以LS 500 h纯粹是技术象征。

混动的电机、电控和电池与纯电动车技术上没有差别,只是设计性能有所不同,相比纯电动车,混动实际上技术难度更大,不过成本相对折中。当然混动也面临很大的挑战,一方面政策并没有扶持混动,而且混动本身就是过渡性技术,一旦直接跨入纯电动车时代,混动就很尴尬了。

写在最后

特斯拉能造的车,传统车企都能造,而且比特斯拉做的更早,传统车企能造的车,特斯拉显然造不了。就电机和电控这一块,教授认为传统车企设计和制造还是更厉害,不要认为电动车是未来的发展趋势,而认为电动车更先进,就技术而言,电动车门槛最低,燃油车其次,混动门槛最高。

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