Технологията с удължен обхват назад ли е?
Миналата седмица Huawei Yu Chengdong заяви в интервю, че „е безсмислено да се твърди, че превозното средство с удължен пробег не е достатъчно усъвършенствано. Режимът с удължен пробег е най-подходящият режим на превозно средство с нова енергия в момента“.
Това изявление отново предизвика разгорещена дискусия между индустрията и потребителите относно разширената хибридна технология (наричана по-долу „разширен процес“). Редица ръководители на автомобилни предприятия, като например главният изпълнителен директор на Ideal Ли Сян, главният изпълнителен директор на Weima Шен Хуей и главният изпълнителен директор на WeiPai Ли Руйфенг, изразиха своите виждания.
Ли Руйфенг, главен изпълнителен директор на марката Wei, разговаря директно с Ю Ченгдонг в Weibo, заявявайки, че „все още трябва да е трудно да се произвежда желязо и е консенсус в индустрията, че хибридната технология за добавяне на програми е назадничава“. Освен това, главният изпълнителен директор на марката Wei веднага закупи M5 за тестване, добавяйки още една миризма на барут към дискусията.
Всъщност, преди тази вълна от дискусии за това „дали увеличението е обратно“, ръководителите на Ideal и Volkswagen също проведоха „разгорещена дискусия“ по този въпрос. Фън Сихан, главен изпълнителен директор на Volkswagen China, заяви директно, че „програмата за увеличение е най-лошото решение“.
Разглеждайки вътрешния пазар на автомобили през последните години, може да се установи, че новите автомобили обикновено избират двата вида захранване - удължен пробег или чисто електричество, и рядко се занимават с plug-in хибридно захранване. Напротив, традиционните автомобилни компании, напротив, новите си енергийни продукти са или чисто електричество, или plug-in хибрид и изобщо не се „интересуват“ от удължен пробег.
Въпреки това, с все повече нови автомобили, които внедряват системата за удължен пробег на пазара, и появата на популярни автомобили като Ideal One и Enjie M5, системата с удължен пробег постепенно става позната на потребителите и се е превърнала в масова хибридна форма на пазара днес.
Бързият ръст на удължения пробег със сигурност ще окаже влияние върху продажбите на горивни и хибридни модели на традиционните автомобилни компании, което е в основата на спора между гореспоменатите традиционни автомобилни компании и новопроизведените автомобили.
И така, технологията с удължен пробег назад ли е? Каква е разликата с plug-in? Защо новите автомобили избират удължен пробег? На тези въпроси Че Донгси намери някои отговори след задълбочено проучване на двата технически пътя.
1. Разширеният обхват и смесването с плъгини са с един и същ корен, а структурата на разширения обхват е по-проста.
Преди да обсъдим удължения пробег и plug-in хибрида, нека първо представим тези две форми на захранване.
Съгласно националния стандартен документ „Терминология на електрическите превозни средства“ (gb/t 19596-2017), електрическите превозни средства се разделят на чисто електрически превозни средства (наричани по-долу чисто електрически превозни средства) и хибридни електрически превозни средства (наричани по-долу хибридни електрически превозни средства).
Хибридните превозни средства могат да бъдат разделени на серийни, паралелни и хибридни според структурата на захранването. Сред тях, серийният тип означава, че задвижващата сила на превозното средство идва само от двигателя; паралелният тип означава, че задвижващата сила на превозното средство се осигурява от двигателя и двигателя едновременно или поотделно; хибридният тип се отнася до два режима на шофиране - последователно/паралелно едновременно.
Удължителят на пробега е сериен хибрид. Удължителят на пробега, съставен от двигател и генератор, зарежда батерията, а батерията задвижва колелата, или пък директно подава енергия към двигателя, за да задвижва превозното средство.
Концепцията за интерполация и смесване обаче е сравнително сложна. По отношение на електрическите превозни средства, хибридите могат да бъдат разделени на хибриди с външно зареждане и хибриди без външно зареждане, в зависимост от капацитета за външно зареждане.
Както подсказва името, стига да има порт за зареждане и да може да се зарежда външно, това е хибрид с външно зареждане, който може да се нарече още „plug-in хибрид“. Според този класификационен стандарт, удълженият пробег е вид интерполация и смесване.
По подобен начин, хибридът без външно зареждане няма порт за зареждане, така че не може да се зарежда външно. Той може да зарежда батерията само чрез двигателя, чрез рекуперация на кинетична енергия и други методи.
Въпреки това, в момента хибридният тип на пазара се отличава най-вече по структурата на мощността. В момента plug-in хибридната система е паралелна или хибридна хибридна хибридна система. В сравнение с удължения пробег (сериен тип), plug-in хибридният (хибриден) двигател може не само да осигурява електрическа енергия за батериите и двигателите, но и да задвижва превозни средства директно чрез хибридна трансмисия (ECVT, DHT и др.) и да образува съвместна сила с двигателя за задвижване на превозните средства.
Plug-in хибридни системи, като например Great Wall Lemon хибридната система, Geely Raytheon хибридната система и BYD DM-I, са хибридни хибридни системи.
Двигателят в удължителя на пробега не може директно да задвижва превозното средство. Той трябва да генерира електричество чрез генератора, да съхранява електричеството в батерията или директно да го подава към двигателя. Двигателят, като единствен изход за движещата сила на цялото превозно средство, осигурява захранване за превозното средство.
Следователно, трите основни части на системата за удължаване на пробега - удължаване на пробега, батерия и двигател, не включват механична връзка, но са електрически свързани, така че цялостната структура е сравнително проста; Структурата на plug-in хибридната система е по-сложна, което изисква свързване между различни динамични домейни чрез механични компоненти, като например скоростна кутия.
Най-общо казано, повечето от компонентите на механичната трансмисия в хибридната система се характеризират с високи технически бариери, дълъг цикъл на приложение и патентен пул. Очевидно е, че новите автомобили, „търсещи скорост“, нямат време да стартират с предавки.
Въпреки това, за предприятията, произвеждащи традиционни горивни превозни средства, механичната трансмисия е една от силните им страни и те имат дълбоки технически натрупвания и опит в масовото производство. Когато настъпи вълната на електрификацията, очевидно е невъзможно традиционните автомобилни компании да се откажат от десетилетия или дори векове натрупване на технологии и да започнат отново.
В края на краищата е трудно да се направи голям обратен завой.
Следователно, по-простата структура с удължен пробег се превърна в най-добрия избор за нови превозни средства, а plug-in хибридът, който може не само да даде пълна игра на отпадната топлина от механичната трансмисия и да намали консумацията на енергия, се превърна в първия избор за трансформацията на традиционните автомобилни предприятия.
2. Удълженият пробег започна преди сто години, а батерията на двигателя някога е била бутилка за драгиране.
След като изясниха разликата между plug-in хибрид и удължен пробег, както и защо новите автомобили обикновено избират удължен пробег, традиционните автомобилни компании избират plug-in хибрид.
Така че, за разширения диапазон, означава ли простата структура изостаналост?
Преди всичко, от гледна точка на времето, удълженият обхват наистина е изостанала технология.
Историята на удължения пробег може да се проследи до края на 19-ти век, когато Фердинанд Порше, основателят на Porsche, построява първия в света сериен хибриден автомобил Lohner Porsche.
Lohner Porsche е електрическо превозно средство. На предния мост има два главинови двигателя, които задвижват превозното средство. Поради краткия пробег обаче, Фердинанд Порше инсталира два генератора, за да подобри пробега на автомобила, което образува серийна хибридна система и става предшественик на увеличаването на пробега.
След като технологията с удължен пробег съществува повече от 120 години, защо не се е развила бързо?
Първо, в системата с удължен пробег, моторът е единственият източник на захранване на колелото, а устройството с удължен пробег може да се разглежда като голямо съкровище за слънчево зареждане. Първият захранва изкопаеми горива и произвежда електрическа енергия, докато вторият захранва слънчева енергия и произвежда електрическа енергия.
Следователно, основната функция на удължителя на пробега е да преобразува вида енергия, като първо преобразува химическата енергия на изкопаемите горива в електрическа енергия, а след това преобразува електрическата енергия в кинетична енергия чрез двигателя.
Според основните физически познания, в процеса на преобразуване на енергия е неизбежно да се получи определен разход. В цялата система с удължен пробег участват поне две енергийни преобразувания (химическа енергия, електрическа енергия и кинетична енергия), така че енергийната ефективност на системата с удължен пробег е относително по-ниска.
В ерата на бурното развитие на превозните средства, работещи с гориво, традиционните автомобилни компании се концентрират върху разработването на двигатели с по-висока горивна ефективност и скоростни кутии с по-висока ефективност на предаването. По това време, коя компания би могла да подобри топлинната ефективност на двигателя с 1% или дори близо до Нобелова награда?
Следователно, структурата на мощността с удължен пробег, която не само не може да подобри, но и да намали енергийната ефективност, е изоставена и игнорирана от много автомобилни компании.
Второ, освен ниската енергийна ефективност, двигателите и батериите са и две основни причини, които ограничават развитието на удължения пробег.
В системата с удължен пробег, двигателят е единственият източник на мощност на превозното средство, но преди 20 ~ 30 години технологията на задвижване на превозното средство не беше зряла, цената беше висока, обемът беше сравнително голям и мощността не можеше да задвижва превозното средство самостоятелно.
По това време ситуацията с батериите беше подобна на тази с двигателя. Нито енергийната плътност, нито единичният капацитет можеха да се сравняват със сегашната технология на батериите. Ако искате голям капацитет, ви е необходим по-голям обем, което ще доведе до по-високи разходи и по-тежко тегло на превозното средство.
Представете си, че преди 30 години, ако сглобявахте превозно средство с удължен пробег според трите електрически показателя на идеалния, цената щеше да се увеличи рязко.
Въпреки това, удълженият пробег се задвижва изцяло от двигателя, а двигателят има предимствата на липса на хистерезис на въртящия момент, тиха работа и т.н. Следователно, преди популяризирането на удължения пробег в областта на леките автомобили, той се прилагаше повече за превозни средства и кораби като танкове, гигантски минни вагони, подводници, които не са чувствителни към цената и обема и имат по-високи изисквания за мощност, тиха работа, моментен въртящ момент и др.
В заключение, не е неразумно главният изпълнителен директор на Wei Pai и Volkswagen да каже, че удълженият пробег е изостанала технология. В ерата на бума на автомобилите, работещи с гориво, удълженият пробег с по-висока цена и по-ниска ефективност наистина е изостанала технология. Volkswagen и Great Wall (марка Wei) също са две традиционни марки, които са се развили в ерата на горивата.
Времето е дошло до настоящето. Въпреки че по принцип няма качествена промяна между сегашната технология за удължен пробег и технологията за удължен пробег отпреди повече от 100 години, тя все още е генератор за генериране на енергия с удължен пробег, задвижван от моторни превозни средства, който все още може да се нарече „назадничарска технология“.
Въпреки това, след един век, технологията с удължен пробег най-накрая се появи. С бързото развитие на технологиите за двигатели и батерии, оригиналните два типа „мопове“ се превърнаха в най-важната им конкурентна сила, премахвайки недостатъците на удължения пробег в ерата на горивата и започвайки да завладяват пазара на горивата.
3. Селективно смесване с включване в мрежата при градски работни условия и високоскоростни работни условия с удължен обхват
За потребителите не е важно дали удълженият пробег е резултат от изостанала технология, а кое е по-икономично и кое е по-комфортно за шофиране.
Както бе споменато по-горе, удължителят на обхвата е серийна структура. Удължителят на обхвата не може да задвижва директно превозното средство и цялата мощност идва от двигателя.
Следователно, превозните средства със система за удължен пробег имат подобно усещане при шофиране и характеристики на шофиране като чистите трамваи. По отношение на консумацията на енергия, удълженият пробег също е подобен на чисто електричество - ниска консумация на енергия в градски условия и висока консумация на енергия при висока скорост.
По-конкретно, тъй като удължителят на пробега само зарежда батерията или захранва двигателя, той може да се поддържа в относително икономичен диапазон на скоростта през по-голямата част от времето. Дори в чисто електрически режим с приоритет (първо консумирайки енергията на батерията), удължителят на пробега не може дори да стартира, нито да генерира разход на гориво. Двигателят на гориво обаче не винаги може да работи във фиксиран диапазон на скоростта. Ако трябва да изпреварите и ускорите, трябва да увеличите скоростта, а ако сте заседнали в задръстване, ще работите на празен ход дълго време.
Следователно, при нормални условия на шофиране, разходът на енергия (гориво) с удължен пробег по градски пътища с ниска скорост обикновено е по-нисък от този на превозните средства с гориво, оборудвани със същия двигател.
Въпреки това, както и при чистото електричество, консумацията на енергия при условия на висока скорост е по-висока от тази при условия на ниска скорост; Напротив, консумацията на енергия на превозните средства с гориво при условия на висока скорост е по-ниска от тази в градски условия.
Това означава, че при условия на висока скорост, консумацията на енергия на двигателя е по-висока, батерията ще се изразходва по-бързо и удължителят на пробега ще трябва да работи с „пълно натоварване“ за дълго време. Освен това, поради наличието на батерии, теглото на превозните средства с удължен пробег със същия размер обикновено е по-голямо от това на превозните средства с гориво.
Превозните средства, работещи с гориво, се възползват от наличието на скоростна кутия. При условия на висока скорост, превозното средство може да премине на по-висока предавка, така че двигателят да работи с икономична скорост, а разходът на енергия да е сравнително по-нисък.
Следователно, като цяло, консумацията на енергия при удължен пробег при високоскоростни работни условия е почти същата като тази на превозните средства с гориво и същия работен обем на двигателя, или дори по-висока.
След като обсъдихме характеристиките на потреблението на енергия при превозни средства с удължен пробег и гориво, съществува ли хибридна технология, която може да комбинира предимствата на потреблението на енергия при ниска скорост на превозните средства с удължен пробег и потреблението на енергия при ниска скорост на превозните средства с гориво, и може да има по-икономично потребление на енергия в по-широк диапазон на скоростта?
Отговорът е да, тоест, разбъркайте го.
Накратко, plug-in хибридната система е по-удобна. В сравнение с удължения пробег, първата може да задвижва превозното средство директно с двигателя при условия на висока скорост; В сравнение с горивото, plug-in хибридната система също може да бъде като удължен пробег. Двигателят захранва електродвигателя и задвижва превозното средство.
В допълнение, plug-in хибридната система има и хибридни трансмисии (ECVT, DHT), което позволява съответната мощност на двигателя и двигателя да постигне „интеграция“, за да се справи с бързото ускорение или високото търсене на мощност.
Но както се казва, можеш да получиш нещо само ако се откажеш от него.
Поради наличието на механичен трансмисионен механизъм, структурата на plug-in смесването е по-сложна и обемът е относително по-голям. Следователно, между plug-in хибридните модели и моделите с удължен пробег от едно и също ниво, капацитетът на батерията на модела с удължен пробег е по-голям от този на plug-in хибридния модел, което може да осигури и по-дълъг чисто електрически пробег. Ако автомобилът се движи само в градска среда, удълженият пробег може да се зарежда дори без презареждане с гориво.
Например, капацитетът на батерията на идеалния модел от 2021 г. е 40,5 kWh, а пробегът в чисто електрически режим по NEDC е 188 км. Капацитетът на батерията на Mercedes Benz gle 350 e (plug-in хибридна версия) и BMW X5 xdrive45e (plug-in хибридна версия) с близък до размера му размер е само 31,2 kWh и 24 kWh, а пробегът в чисто електрически режим по NEDC е само 103 км и 85 км.
Причината, поради която моделът DM-I на BYD е толкова популярен в момента, е до голяма степен, че капацитетът на батерията на предишния модел е по-голям от този на стария модел DM и дори надвишава този на модела с удължен пробег от същото ниво. Придвижването в градовете може да се постигне само с електричество и без масло, а разходите за използване на автомобили ще бъдат намалени съответно.
В обобщение, за новопостроените превозни средства, plug-in хибридите (хибриди) с по-сложна структура изискват не само по-дълъг предварителен цикъл на изследвания и разработки, но и голям брой тестове за надеждност на цялата plug-in хибридна система, което очевидно не е бързо във времето.
С бързото развитие на технологиите за батерии и двигатели, разширяването на пробега с по-проста структура се превърна в „пряк път“ за новите автомобили, директно преминавайки през най-трудната част от автомобилостроенето, свързана със захранването.
Но за новата енергийна трансформация на традиционните автомобилни компании, те очевидно не искат да се откажат от захранването, трансмисията и други системи, в които са инвестирали много години енергия (човешки и финансови ресурси) в научноизследователска и развойна дейност, и след това да започнат от нулата.
Хибридните технологии, като например plug-in хибридните технологии, които не само могат да оползотворят напълно отпадната топлина от горивните компоненти на превозното средство, като двигател и скоростна кутия, но и значително да намалят разхода на гориво, се превърнаха в често срещан избор на традиционните автомобилни предприятия у нас и в чужбина.
Следователно, независимо дали става въпрос за plug-in хибрид или за удължен пробег, това всъщност е схемата за оборот в периода на затруднено положение на настоящата технология на батериите. Когато проблемите с пробега на батериите и ефективността на зареждане с енергия бъдат напълно решени в бъдеще, разходът на гориво ще бъде напълно изчистен. Хибридните технологии, като например удължен пробег и plug-in хибрид, могат да се превърнат в режим на захранване на някои специални машини.
Време на публикуване: 19 юли 2022 г.