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插混的世界没有那么复杂(下):混动专用发动机“专”哪了?

2022年04月07日 14:01:24
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来源:买车大师

上篇我们聊到了关于目前一线中国品牌在插混技术路线上的选择(回顾请戳《插混的世界没有那么复杂(上):主流PHEV技术路线解析》),简单归纳即大多数品牌都选择了双电机控制的DHT方案,而长安iDD选择了死磕单电机,比亚迪DM-i则直接放弃变速结构采用单挡驱动,这也是目前我们能买到的混动车型中采用的最主流插混方案。

而这些不同的技术路线又指向了同一个零部件——混动专用发动机。每次有厂商宣传旗下混动专用发动机如何出色时,总会有人问“混动专用”是怎么一回事?它跟传统燃油车发动机有什么不同?专用与否对混动系统影响很大吗?

答案自然是两者是有差别的,而且不小。为了更直观地让大家理解PHEV技术,本期就来剖析一下混动专用发动机到底“专”哪了?

经过上期的简析,相信本次内容理解起来会更加容易。同时,为了带入实际的选车环境,我也会谈到如“对于不同驾驶风格的人来说,插混系统该如何选择”、“不同的工况下,选PHEV的逻辑”等等问题。

怎么个专用法?

在了解混动专用发动机之前,要明确的是,发动机仅仅是PHEV系统里的一个组成部分,它不能脱离整套混动系统而单独看待。

所谓混动专用发动机,无非是指专为这套插混系统服务的发动机,它脱离了作为唯一动力源的重要属性。

在上篇的技术路线中有讲过,系统处于串联模式时,发动机可作为增程器,只发电不参与驱动车轮。在这种情况下,我们开车所感受到的动力跟发动机转速、输出扭矩毫无关系,所以发动机会尽可能保持在最高热效率转速区间,这也是混动专用发动机被设计出来的第一目的:高热效率。

热效率一直是内燃机技术发展的瓶颈,如今市场上发动机的热效率大多处于36%~40%之间。在此基础上,想要往上再提升1%都相当困难,除非改变发动机的循环方式。

当前,传统燃油车采取的大多是奥托循环,即压缩比等于膨胀比的循环方式。想要进一步提升热效率,最显著的办法是采取压缩比小于膨胀比的方式,即做工行程大于压缩行程。而这也是米勒循环与阿特金森循环最基础的原理,它们俩的区别是实现方式不同,在此就不展开具体介绍了。

目前经过“能效之星”认证的量产混动专用发动机最高热效率是43.32%,代号为DHE15,采用米勒循环,搭载于吉利星越L Hi·X上。紧随其后的,是采用了阿特金森循环的比亚迪骁云插混专用1.5L发动机,热效率高达43.04%。

说到这可能会有人产生疑问,既然米勒循环与阿特金森循环可以实现更高的热效率,为什么传统发动机仍然以奥托循环为主呢?这是因为要想实现压缩比小于膨胀比,在配气机构设计上会复杂很多,发动机最高转速限制会比较大。更重要的是,米勒循环与阿特金森循环低扭会弱很多。所以,电机+米勒/阿特金森循环就成为一种效率极佳的组合,被广泛应用于混动专用发动机上了。

混动专用发动机的第二个特点,即取消了常规机械附件,均换为电子结构。

对发动机有所了解的车友应该知道,常规发动机会通过皮带带动其附属的发电机、水泵、压缩机等附件,这些附件在工作时对发动机的功率影响还挺大的,尤其对于小排量发动机而言。而目前主流的混动专用发动机均将这些附属功能改为电子结构,让发动机所有功率不再有输出动力和发电以外的其他用途,效率自然比传统发动机更高了。

概括来说,由于一套插混系统里加入了其他动力输出源,所以插混专用发动机就卸下了很多包袱。轻装上阵的同时,还创造了“最舒适的办公环境”,因为大多数混动系统的控制逻辑都会让发动机直接运转在相对高效的区间,避开怠速、低转等工况。

反过来说,一台插混专用发动机不经改装的话,也无法单独装在传统燃油车上正常工作。

PHEV购车手册

说完了插混技术与混动专用发动机后,基本上关于插混这个“动力体系”的内容也就分享完了。剩下的动力电池组以及一些细枝末节的部分,就放在下面的选择建议环节,再结合不同PHEV的特性,聊聊它们分别最适合什么工况。

每一位关注过PHEV的朋友,相信都为其“可油可电”的特性心动过。城市用电,长途用油,完美解决了油价高、充电难的问题。目前,大多数上市的PHEV车型基本达到了纯电续航100km的门槛,奇瑞鲲鹏DHT与吉利雷神Hi·X在年底还会有200km纯电续航的插混车型上市。考虑到大幅上涨的原材料价格,估计届时车型定价也会比已上市车型贵出不少。

如果你的用车环境以城市为主,买PHEV是为了避免续航焦虑的同时,最大化感受“电驱”的特性,那么大电池就是永远滴神!

这里面要注意的是,比亚迪的刀片电池虽然安全性极佳,穿刺实验中表现也非常稳定,但它也并不完美。磷酸铁锂电池的特性注定其在低温下的衰减会比三元锂电池更多,所以冬季续航的折扣力度会比另外几位采用三元锂电池的选手更加明显。再加上比亚迪一般SOC设置在25%,北方冬季的话可用的纯电续航里程大约只剩50km左右。

而采用了”大容量+三元锂电池“组合的长安UNI-K iDD则明显更适合该类用车环境,并且长安针对低温环境做了一系列措施,充分利用大容量电池的优势,在达到临界点后通过耗电保温等方式让其工作环境达到了-35°C,在北方还是非常实用的。

如果你买PHEV就只为了一块绿牌,既没有充电条件也没有纯电使用偏好,性价比最高的车型则是比亚迪DM-i系列的50+km纯电续航版本。

比如宋PLUS DM-i、秦PLUS DM-i等车型都有50+km纯电续航版本,因为目前上游厂商涨价导致新能源车均出现了不同程度涨幅,而低容量电池的版本涨价最不明显。比如秦PLUS DM-i 55km续航版本起售价仅11.18万元,亏电油耗仅3.8L/100km,性价比傲视群雄。

即将上市的吉利帝豪L Hi·X在亏电油耗、续航、性能上其实都不弱于秦PLUS DM-i,但考虑到其100km的纯电续航,估计成本不会比秦PLUS DM-i更低。至于这两款车之间的PK结果,还要看最终帝豪L Hi·X价格是多少。

如果你的用车环境里高速占据了一半以上的比例,选PHEV是为了降低使用成本,那么采用带T的混动专用发动机以及多挡DHT会更加合适,这其中,奇瑞鲲鹏DHT与吉利雷神Hi·X都是不错的选择。

以帝豪L Hi·X为例,3挡DHT的结构让发动机在高速巡航时转速更低,NVH与油耗表现都更好。其次,吉利这台代号为BHE15的1.5T发动机本身性能就比同价位的诸多1.5L发动机性能更强,巡航期间的再加速能力会更优秀。

如果你买PHEV是为了体验高性能,那么目前有且仅有比亚迪汉DM-p可以选择,去看看即将上市的汉DM-p吧!

大师观察

也许,内燃机未来终将消失,但纯电时代的开始和燃油时代的结束中间将有长达数十年的重叠期。别说汽车了,哪怕被苹果三星取代的功能机时代的霸主诺基亚,也并非是在一夜之间消失,其原因不是一两句话所能概括。

那么这中间会如何演替,这段时间会如何影响每个人的出行?探究这个过程,其实也挺有意思。从这些激进投入、全力转型、不惜创立新品牌做插混的自主车企来看,PHEV是他们认为相对合适的方向。并且在2022年的今天,大家也都给出了还算不错的解决方案。

不过,合适的选择要放在合适的环境下考虑,PHEV到底适合哪些人?到底哪种用车环境能将PHEV的特性发挥到最大?买PHEV的人群有没有共同点?关于这些话题,希望在未来可以寻找到一些购买并有一定使用经验的PHEV车型车主,待我与他们真实沟通后,再来和大家一一分享。

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