插电时代 广州车展插电混合动力技术点评
2013年11月25日 00:15
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  【太平洋汽车网 广州车展】“混合动力要充电,很麻烦!”国内用户对混合动力的认识很多还在这个层面上,以至于广丰的广告不得不带上“混动不用充电”这样令人啼笑皆非的扫盲语。这在美国,那个普锐斯早已销量过百万的国家是不可想象的。普锐斯在美国受欢迎并非我们所臆断地那样有钱人拿来显摆,人家是真为了省钱:我有一个同学在纽约工作,美国的屌丝阶层吧,他的第一台车是普锐斯,刮大风被砸坏了,然后要换车,还是普锐斯。


  这次广州车展比较出乎意料的是荣威550 plug-in抢先于比亚迪秦上市了,在扣除了节能补贴后豪华版只需要18万元,这对于一台原来只使用汽油机就要10多万的车型来讲,是有一定竞争力的。

  我们不讨论不预测混合动力车在中国的普及速度,不过都是技术控,喜欢看热闹。现在就给各位技术控谈谈关于插电式混合动力的种种基本问题,然后我们会以车展上3款具有代表性的插电混合动力进行解读(技术太先进,资料还不够多,说不上详解)。如果是你技术控,相信我,认真看完,你会大呼过瘾;如果你从小物理就没啥兴趣学习,相信我,赶紧把鼠标移到右上角的叉叉点击一下,不然你会很痛苦地浪费了本该享受一杯好咖啡的时间。

● 插电混合动力与普通混合动力有何不同?

  说到插电混合动力与普通混合动力的区别,我想很多人都不清楚。如果用一句话来概括的话,那就是:插电式混合动力汽车可以当纯电动车来使用,必要时发动机又可以介入工作,避免了纯电动车没电而导致抛锚的尴尬。

● 插电混合动力的油耗数据是真的吗?

  你心里可能会有一个疑问,秦百公里油耗1.6L,荣威550 plug-in油耗2.3L,这不是吹牛吹到天上去了吗?如果你怎么厉害, 那其他车都不用玩了。事实上,对于插电混合动力的油耗,其实是有独特的算法的。算法如下:


  这是一个很枯燥的公式,对于高中数学和物理都已经忘了的一般网友们,也不用追究它有多深刻的物理意义。我们只要知道以下结论就对了:


● 插电混合动力是不是在普通混合动力基础上加一个插头?


  远远没那么简单,核心区别在于纯电行驶的里程。对于普通的混合动力,如果发动机不能给电池充电,电池驱动的里程一般在3公里以下(这个数据并没有严谨地公布,因为这并非混合动力正常工况)。而插电式混合动力一般是在几十公里以上,例如荣威550 plug-in 纯电力驱动的里程达到58公里,比亚迪秦则达到70公里,第三代插电式普锐斯20公里。

● 接上面那一问,那就是再多了电池而已?

  不要以为仅仅是多增加了电池而已,大容量电池带来了非常难以解决的整车安全结构、冷却和管理问题。如果不考虑电池冷却问题,电池在升温后的放电能力会急剧下降,而升温则会引发更为严重的失效甚至起火问题。因此,插电混合动力就必须引入电池管理系统乃至冷却系统。


  什么是电池管理系统?简单来说,管理系统就是监测数千数百个电池的温度、电压、充放电电流等状态信息,进而调配每块电芯的工作。这样就能充分调配电力资源,减少消耗提高效率,从而也自然减少了发热。这在所有涉及到大功率驱动的电动车上都是必须的。例如我们熟悉的特斯拉。

  即使有了管理系统还不一定可以,这时候就要引入复杂的电池冷却系统。对于冷却系统,各大厂商的看法不一,例如纯电动车日产聆风只有电池管理而没有冷却系统,而荣威550 plug-in则使用非常复杂的水冷技术。

● 车身和普通汽车一样?

  目前很多混合动力车都是在普通车型基础上小改而成,车身结构变化不大。不过当电气化提至插电式混合动力的时候,由于动力系统和电池系统过于庞大和复杂,车身就有很多不一样了。


  而最明显的就是侧面碰撞变成了它们最危险的碰撞形式。因为侧面碰撞会直接撞击到电池板。而之前有一起特斯拉的起火事故就是由于被侧碰后留下了内伤,最终导致数日后才起火燃烧。因此,插电式混合动力车型的车身要求高很多,例如需要非常高的扭转刚度和抗侧碰能力。

● 动力系统到底是怎么样的?

  首先是发动机部分有提升。看目前的插电式混合动力车型情况,发动机功率普遍更大了。例如第二代平普锐斯采用1.5L发动机,而第三代插电式混合动力则采用1.8L。比亚迪秦也采用1.5T发动机,比之前的F3DM采用1.0L的发动机强劲多了。这基本是为了保证动力性的基础上搭载更多的电池。


  而由于需要把发动机,电动机(1-2个,各厂商不一样)的动力无缝整合再一起,变速系统又会非常复杂。丰田的THS系统采用的是行星齿轮组对1个发动机、2个电机的动力进行混合;荣威550plug-in则使用2个离合器结合发动机和2个电机之间的动力传递;比亚迪秦的结构则最为简洁,1个发动机,1个变速器和1个电机。但为了管理这些复杂的动力源,继而需要一套和传统单一发动机完全不同的动力管理系统。这个需要具体情况具体分析。

● 电池安全了,插电混合动力就安全了吗?


  我们一般都非常关注这些车的电池安全。其实插电式混合动力最起码有三大安全问题。一个就是保护电池物理构件的安全问题,同时也包括电池管理系统。第二个就是高压安全,动力电机都是采用高电压工作的,一般都有几百伏,如果漏电会造成严重后果。因此各大厂商都必须解决这些问题。


  最后一个是扭矩安全,就是确保你想车子向前的时候不要向后。这个听上去很滑稽,但其实对于电动车来说非常重要。因为电机在启动一霎那扭矩最大,而电机本身跟内燃机不一样,后者发动之后是同一方向旋转,不会搞错。而电机如果弄错了则会高速反转,非常危险。

  有了以上这些概念,我们就能进一步地了解一下这次广州车展插电式混合动力的代表车型,看看他们是如何实现功能的。不过由于资料的不全,这次我们主要针对电池和动力系统方面进行介绍。

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