在现如今的市场中,增程式车型已经有了很多也取得了非常优秀的销量。很明显广大消费者对增程式车型是认可的,但即便如此依然存在一些对增程式技术质疑的声音,无外乎是关于增程式技术先进与否的纠结。可真的有必要质疑与纠结么?
实际上从市场层面去思考技术的先进性,本身就已经偏离了方向。当然我们不能否认技术高低对市场的影响,但对于一个市场而言最重要的属性是适合、合适,那么分歧在哪里?实际上分歧就在于角度的不同,普通消费者的角度与工程师的角度。站在工程师的角度上看待技术,先进与否是第一属性。而对于普通消费者而言适合、实用就是最为重要的属性。
实际上关于这样的分歧有很多,比如日系混动技术与欧系增压技术的博弈,再比如日产可变压缩比技术与双循环发动机技术的博弈等等。这些博弈实际上都是先进与实用间的比拼,很多车友认为增压技术就如同过去的炉灶+风箱,毫无先进性可言。而日系混动技术理念新颖、动态控制新颖,在技术理念层面的确更有优势。
可还是那句话引入增压与混动的目的究竟是什么,目的就是调峰,因为自然吸气发动机高效区间转速高。所以效率偏低转速区间的工作由电机完成。而增压技术呢?直接缩小排量、利用增压系统将负荷提前,可以在更低的转速区间下获得高效。所以在实用性方面增压技术更有意义。可变压缩比与双循环也是这个道理,目的其实都是为了改变压缩比。
那么有必要用更复杂的技术么?其实完全没必要,设计出一个可变的压缩比结构只会让机械设计变得更复杂、增加了附件以及机器的重量与成本,最终的节油效果也没看出优势。所以对于处于使用层面的消费者这而言技术先进固然好,但却没必要对于技术的先进程度过于纠结。实用、耐用、好用才是最重要的维度。
增程式技术到底是什么?
平心而论增程式技术从原理的角度来看并不复杂,用内燃机直接驱动发电机发电。用发出的电驱动车辆行驶或将电储存于动力电池之中。而从整个能量传动的方向来看,动能带动发电机发电,驱动电机行驶或为电池充电。整个线路将发动机、发电机、电机或电池串联到一处。也属于一种串联式的混动结构。
如上图所示增程式混动的原理图,内燃机只负责驱动发电机发电。从这方面来看就省去了很多麻烦,众所周知内燃机的效率是会随着工况不断变化而起伏不定的。所以才产生了油电混、插混、48V甚至是增压技术,比如峰值热效40%的内燃机,只有在轻中度负荷2500转时才能达到。负荷或转速发生改变时效率都会下降。这就对传统的燃油车提出了更严格的要求,想省油要选路。路况不好多高的效率也是白扯。
在增程式混动系统中,内燃机只有一个工作那就是发电,简单理解就是全程保持最高效状态发电。所以对于增程式系统中的内燃机而言,它的运行工况是单一的、只要保持最佳负荷与转速运行即可获得该内燃机最睾的效率。燃油车与那些并联混动车型的内燃机需要参与的工作更多,驱动、发电等等工作会让内燃机运行过程中面临工况多变、瞬时转变等问题。
这些工况不断转变等问题就需要车企付出更多的财力、精力去解决。就如同燃油车那般起步、提速过程中内燃机效率大概率在30%以下,混动进行了调峰30%效率下的工作由电机来完成。但在中高负荷区间、内燃机效率提高后,再由内燃机来负责行驶并利用多余的动力驱动发电机为电池充电。所以从原理、控制等方面来看,并联混动等技术的确要比增程式技术更复杂,至于复杂是不是代表先进就智者见智了,这是一个没有答案的问题,分歧在于角度。
并联式混动的技术原理及结构
如上图所示某日系品牌的混动系统,结构与控制等方面就要复杂太多。发动机需要参与的工作非常多,高效区间要直驱车轮、要给发电机发电,内燃机、电机还有同时发力的工况。低效区间电机负责主要工作而内燃机为辅,整个系统的控制难度也更高。没办法内燃机参与的工作越多,工况的变化就越五花八门,在控制难度上自然就更高。
增程器的选择也简单很多,因为需要考虑的因素太少了。对于燃油或混动车型而言内燃机是动力核心,需要考虑的因素有低转速下的扭矩、平顺性、高扭矩区间、扭矩平原的长度等等因素。但对一台作为增程器使用的内燃机而言,上述这些都不重要,只要吧峰值热效率尽可能的拉高即可。只要内燃机的峰值效率足够高,那么整个增程系统的效率就高。这也是很多车企纷纷转向增程式系统的原因。
增程式车型的优势与劣势
前文已经提到,增程技术是典型市场自然选择而得到发展的技术。它自然有混动、燃油车所做不到的优势。增程式车型可以看作是一台配备额外电池包的纯电车,它与混动车型相比较电池更大、能量更足。所以它更像一台纯电车,而纯电车受制于跑长途时的续航焦虑。但增程式车型则绝对不会产生此类焦虑,而在市内行驶增程式车型完全可视作纯电车。
其次整车布局更容易实现,混动车型由于发动机要负责直驱(不都是),所以在发动机与车轮之间必不可少一套离合装置。甚至还可能配备一套兼顾直驱工况下的变速箱。所以无论是燃油车、混动车型,我们都能看到一大团组件抱成一团布置在车头,弄得车头空间极为紧凑。而增程式车型由于发动机不负责直驱,所以不需要离合器、变速箱,这就省下了很多空间。剩下的部件如电机、发动机、电池等部件可以分散布置,更容易偷出空间。
而增程式车型的缺点也不是没有,那就是增程模式下燃油经济性不太理想。因为发动机发电的损耗要更多(热力学第二定律),发动机发电、再用电驱动车辆,比如直接用发动机驱动的车辆高。这是目前增程式车型唯一存在的劣势,但并不是不能解决。比如各大造增程车型的厂家将电池做得更大,增加纯电的续航能力。如此则可以减少增程模式的使用,这也算是一种弥补吧。
增程式车型为什么火了?
说到底还是因为增程技术的实用性,它更贴近于生活也很好的解决了消费者的担忧。前文曾提到,如果将增程式车型当作纯电车型去用,那么它是完美的,因为它同时拥有电车与燃油车的双优势。这个把增程式看作纯电该如何理解?简单来说就是把它视作一辆纯电车,家里弄个充电桩,日常市内行驶与纯电车完全一样、同样低成本。而偶尔一次的长途出行则可能用到增程模式,也就是说把增程看作应急方式。
所以增程车型又具备了燃油车高续航的强大优势,绝不会让车主在节假日的高速公路上因无处充电而头疼。这就是增程技术如今流行的原因,就目前的环境而言它是最理想的解决方案。虽然在技术层面它的确缺乏那些混动、纯电技术的光环,但胜在实用、好用也很耐用。还是那句话决胜于市场的关键往往不是技术的高低,而是适合。消费者看待商品的角度与工程师是不同的,在工程师思维下当然是越复杂越好,就像日产的可变压缩比、马自达的压燃汽油机,复杂、亮眼令人惊叹,但除此之外呢?所以一款商品好用才是关键。