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东风日产推出e-POWER技术 比本田丰田混动还厉害?

2021年10月20日 19:12:01
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来源:车文驿

电动车究竟是什么样的车?只有现在满大街三元锂电池的充电的汽车才是电动车吗?当然不是。事实上,电动车“电”的来源应该是多样化的。

电动车只要满足电驱动的前提,电的获取方式就应该是更宽泛的——它既可以是普遍运用的三元锂离子电池组,也可以是还停留在小众应用阶段的氢燃料电池,当然也可以是一台燃油的发电机。

搭载三元锂电池的蔚来ES8、加注氢燃料的丰田Mirai以及加注燃油的理想ONE都可以说是根正苗红的电动车。

不久前,东风日产正式发布全新e-POWER混合动力系统和搭载这一架构的首款车型轩逸e-POWER。从构型上看,这套混合动力系统的出现,也为电动车电能来源的多样化,提供了一个极佳的注解。

e-POWER动力系统,采用100%燃油发电、100%纯电驱动的工作模式,百分百电驱系统,而发动机只用于发电,始终不参与驱动汽车,全程由发电机和电池提供电能。尽管这套系统需要加注燃油,但是开起来却非常像一台电动车。

从更深层次的意义讲,e-POWER混合动力系统的出现,也意味着蓝牌照的燃油车序列里,开始迎来电动化的转型。那么,东风日产e-POWER,到底是个怎样的系统呢?

一般来说,所有的混合动力构型,都会涉及到发动机和电动机的输出耦合;毕竟,两套动力系统的输出对应的只有一个传动轴,不实现耦合,是没有办法做到两套动力系统对应一个输出端协同工作的。而解决这种二对一的输出,解决方式无外乎三种——串联、并联和混联,和初中物理学的电路从实现逻辑上来看是一回事。

现在已经实现市场化普及的混合动力系统,主要以并联式和混联式为主。其中,并联式混合动力主要出现在P2,P3这样的架构上,欧洲以及自主品牌早期的插电式混合动力车型所运用的巨多。早年间本田的IMA混合动力系统,也是这样一套架构。

并联式混合动力的构型特点是,不需要设置单独的变速箱,在变速箱端加入一台电动机作为辅助驱动,发动机和电动机不产生直接的关联。从效率上来看,并联式混合动力并不高效。

混联式混合动力的代表是丰田的THS和本田最新的i-MMD,这种结构形式高效的实现了发动机和电动机之间的动力耦合,其核心是一台实现电动机和发动机差速和动力耦合的变速箱。

混联式混合动力的特点是,结构复杂,但可以将发动机和电动机工作高效结合起来,并让二者产生关联,发动机的剩余功率还可以用于发电机的工作,目前来看,这种构型的混合动力系统,很高效。

日产的这套e-POWER混合动力系统,是比较少见的串联式混合动力系统。之所以少见,是因为在绝大多数的情况下,这种动力构型被命名为增程式电动动力进行传播。

在所有的混合动力系统构型里,串联式混合动力系统是结构最为简单的一种。甚至从某种意义上来讲,串联式混合动力系统都可以跳出混合动力系统的这个圈子,向文章一开始讲到的那样,直接归类到电动车的序列里。

串联式混合动力系统的特点,是完全打破发动机和电动机之间的动力耦合,发动机不参与车轮驱动,只是作为发电机为电动机提供动力。车辆的所有驱动来源都是单一的电动机,这样一来,就解决了二对一的动力耦合关系。在结构上和动力输出的逻辑上,大幅度的简化了混合动力系统的难度。

另一方面,由于电动机在这个过程中全程参与到车辆的驱动中,所以串联式混合动力的构型,也就拥有了完全的纯电动车的驾驶质感。无论是从用户端还是从企业端来看,这都是一个很好的解决方案。所以,理想ONE,选择了一套增程式的电动动力。也就是说,理想ONE和e-POWER的动力流,本质上是一回事。

那么问题就来了,为什么在日产e-POWER之前,这种简单的串联式混合动力架构,并没有全面普及呢?丰田本田为什么要去搞更复杂的混联式混合动力架构呢?

问题出在电动机上,虽然电动机纵使有恒功率恒扭矩的输出特性,但是电动机要实现长时间高功率高扭矩的满负荷输出,依旧是个比较困难的事情,一是功率和扭矩输出的数值,二来是长时间满负荷输出的耐久性。这其实在很多国外的测试视频里就可以看出来,电动车虽然百公里加速时间很快,但是超级跑车的大排量发动机后劲起来之后,长距离的加速就往往可以超过电动车。

这种满负荷的长时间输出,在汽车高速行驶的过程中会非常常见。所以,在此前的混合动力技术路线里,混联式和并联式的架构都采用了发动机参与到一部分车辆的驱动中,并在满负荷的工况下,承担起车辆主要驱动的任务。而串联式的混合动力,是无法避免这种电动机本身的短板的。

所以,串联式的混合动力技术在过去的时间里,虽然结构简单,但是没有迎来大的突破。

现在,随着电动车技术产业的发展,高速电动机技术开始得以普及,串联式混合动力的构型,也才正式提上日程。到这个阶段,决定电动机满负荷输出性能的短板,其实是转移到了作为增程器的发动机上了——发动机的发电效率和发电功率,决定了电动机的性能能否全面释放了。

理想ONE的增程式构型,额外增加了一套锂离子电池组为电动机提供动力。但是,这套锂离子电池组和发动机并不产生关联,二者相对于电动机来说,是一套并联的关系。发动机的发电功率相较于两台桥间电机的输出,是略有不足的。所以这也就是为什么,理想ONE的油耗并不低,且电池只能通过充电桩充电的原因所在。

相比于理想ONE,东风日产e-POWER混合动力动力架构最大的区别在于电池,从动力流上我们可以看到,e-POWER混合动力技术采用的是一套具备闪冲闪放功能的小容量电池组,电池组只是在车辆启动和动能回收的过程中起到收集和释放剩余能量的作用,本身是不参与到车辆的长时间驱动中的。

这也就说明,e-POWER系统的发动机发电功率和发电效率,是足够高的。不过,因为没有大容量的电池实现纯电的续航,所以e-POWER架构的车型,也就只能归类到普通燃油车的序列里。

但实事求是地说,e-POWER的出现,还真是件好事。如果我们褪去电动车的关键词,以燃油车的角度去评价e-POWER混合动力架构,那么,搭载这套系统的车子是全面超越传统燃油车的性能表现。对于正处于传统能源和新能源转型的当下而言,是个非常大的利好。

注:图片源自网络

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