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电动汽车能不能直接装台发电机 取消电池

电动汽车取消电池「加装发电机」-这种技术叫做增程

内容概述:

  1. 新能源汽车的三种类型
  2. 选择电驱的真正原因

新能源汽车共计分为三类,分别为:插电混动,增程电驱,纯电驱动。普通家用代步车型主要选择插电和纯电两类,商用车型以增程混动为主,为什么会有这种区分呢?

解析问题首先要了解什么是增程,增程系统的特点与制造成本,找到答案后自然会理解剩余两类系统的优缺点。


增程技术-优缺点

增程式汽车有三大知名品牌,分别为别克沃蓝达、宝马i系列,以及新势力品牌中的理想汽车;但是这些车除了极少数用户与分析人员以外,普通汽车爱好者往往是不关注的。原因在于这些车的性能并没有亮点,即使是理想ONE也要比同级竞品弱;而吸引眼球的中高端车不是如何节油,而是有没有驾驶乐趣!问题来了,增程相比PHEV(插电混动)普遍更弱。

增程系统包括:

  • 内燃机+发电机
  • 驱动电机
  • 动力电池

其混合模式的运行原理是内燃机发电,为电池组充电且同时为电机供电,如果不考虑EV纯电代步驾驶模式的话,动力电池甚至可以被超级电容取代;只是保留纯电模式非常重要,日常代步驾驶不用油才能真正体现出节能,因为一升油等于三度电,电机的动力转化损耗又能低至个位数,所以用电驱动的成本可以比混动模式低数倍,比燃油动力汽车低十倍。

所以未来的新能源汽车只有可能剩下纯电驱动,增程模式只是在动力电池成本过高,无法提高装机容量以达到长续航的阶段中的过度选项而已;而且这种技术实际比PHEV更差,适用的车型是很有限的。

重点1:增程系统的内燃机只用于发电,那么性能是不是就被浪费了呢?

假设增程汽车用前后两台电机驱动,同级插电混动汽车也有相同标准的电机;在加速过程中PHEV可以让内燃机辅助驱动,这是(1+2=3)的模式;但是增程汽车只是(0+2=2),那么即使内燃机只有100kw/200N·m的动力储备,似乎也能够让PHEV具备更强的性能。

所以增程汽车始终都是冷门车型,想要成为热能选项只有一种可能——打入≤15万的范围内!原因是这一范围内的燃油汽车动力普遍偏弱,电动机有起步即可爆发最大扭矩,且能够高转速运转保持理想NVH的特点;即使是功率比较低的电机,也能实现入门级性能标准的升级,同时还能够满足消费者的“节油刚需”,这种技术究竟如何实现节油了呢?

重点2:恒定转速是节油的基础,转化比例差值是节油的方式。

燃油汽车在畅通道路定速巡航驾驶的油耗最低,在城市道路低速驾驶反而有高油耗;看似这是违背物理学的特点,实际仍然符合规律的。因为在城市道路总会频繁拥堵,车辆起起停停是很耗油的,比如起步时没有惯性力的辅助,依靠拉转速加速必然油耗高。

但是在定速巡航时不会有大幅的转速波动,重要的是巡航转速又很低;转速除以2内燃机每分钟耗油做功的次数,所以低转速等于低油耗。增程驾驶只要求内燃机以恒定低转速发电,在拥堵道路也不例外,这就是节油的基础;而低转速发出的电能虽然很少,不过电机的转化效率是内燃机的3倍,也就是说电机以燃油汽车三分之一的能耗就能正常驾驶,低功率发电可以满足正常驾驶、内燃机低转速运行,增程技术则必然节油。

综上所述,增程系统是确实可以节油的,只是内燃机不参与驱动会降低性能标准;但好在普通代步汽车用户并不追求高性能,只要车辆的价格足够低或其他配置足够丰富即可。

营运车辆同样不需要高性能,只要动力可以满足载客或载货即可;于是混动汽车均采用增程技术,而且装备高功率电机的客车与普通代步汽车,连传统多档变速箱都可以取消,制造成本的大幅下降可以降低采购成本,这也是何乐而不为。

其实增程技术已经应用了超半个世纪了,早期的火车都采用柴电增程系统,也就柴油机发电、电动机驱动;需要在深海静谧潜航的潜水艇也多采用增程电驱,包括使用API技术的日本苍龙潜艇也是增程,区别只是增程器没有选择内燃机,而是使用氢燃料化学发电电池堆,不过这种技术的能耗实在太高,所以在汽车领域虽然进行了推广但均以失败告终。

然而增程技术包括插电混动技术都要被淘汰,因为电池的成本已经开始快速走低了;而且高铁的纯电模式也可以借鉴,解决商用车型转型电动化是不错的方案。


纯电未来

增程和插电混动模式仍要消耗燃油,只是在日常代步阶段可以用纯电;面对捉襟见肘的石油储能,这两种混动都只是“缓兵之计”而已。最终一定要用纯电驱动替代常规能源,否则石油危机仍旧会是很大的危机。

而曾经限制电动汽车普及的障碍是制造成本高,比如NCM(镍钴锰)电池作为主流,每kwh(度)的容量需要1.5k左右的成本;而想要达到实际超500km的续航,普通≥紧凑级的车辆需要70khw左右的储能,仅仅电池就要超过10万元了。结果则是续航长的车辆普遍很贵,而作为销量支撑的快销车却普遍价格偏低,这才催生了混合动力汽车。

升级:LFP(磷酸铁锂电池)已经具备替代NCM的能力,单体能量密度可以做到相当的水平,系统能量密度均可达到160WH/KG的标准;而即使是密度偏低的LFP电池,通过特殊的结构仍旧可以实现体积能量密度的超越,比如刀片电池。

在保证续航能力基本相同的前提下,使用寿命提升到完成用车周期内无需考虑换电,稳定性能超越NCM很多倍;重点是制造成本可以减少“1k+”的标准,相同续航的铁电池电动汽车,价格可以下探10万左右,入门级车也可以实现长续航了,至此还需要什么混动技术呢?


商用车标准:

  • 架空接触网
  • 车辆加装充电弓

高铁采用纯电驱动但电耗极高,所以需要用接触网在车顶供电,充电弓从接触网取电才能正常运行。

这种模式也用于城市无轨电车,说白了就是大巴车在动力电池组之外,再增加充电弓和接触网;目前云轨系统也在接触网之外,为车辆装备了磷酸铁锂电池组,可保证电网故障时通过电池组保证车辆进站。

那么大型客车与载货汽车当然也可以用这种技术,只要在国省道主干道和高速公路建设充电网,车辆则可以装备满足短途接驳的低成本电池组,长途通勤依靠道路充电做到转型纯电动了。

实际这种模式可以理解为「路基增程」,只是增程的方式变成直接充电,发电是背后电厂的问题了;所以混动技术只是过度,未来的汽车只会是纯电驱动。

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