Er teknologi med udvidet rækkevidde bagudrettet?
I sidste uge sagde Huawei Yu Chengdong i et interview, at "det er nonsens at sige, at køretøjer med udvidet rækkevidde ikke er avancerede nok. Tilstanden med udvidet rækkevidde er den mest passende nye energikøretøjstilstand i øjeblikket."
Denne udtalelse udløste endnu engang en ophedet diskussion mellem industrien og forbrugerne om den augmented hybrid-teknologi (herefter benævnt augmented process). Og en række chefer fra bilindustrien, såsom Ideal CEO Li Xiang, Weima CEO Shen Hui og WeiPai CEO Li Ruifeng, har udtrykt deres synspunkter.
Li Ruifeng, administrerende direktør for Wei-mærket, talte direkte med Yu Chengdong på Weibo og sagde, at "det stadig skal være svært at lave jern, og det er en branchekonsensus om, at hybridteknologien til at tilføje programmer er bagud." Derudover købte administrerende direktør for Wei-mærket straks en M5 til test, hvilket tilføjede endnu en lugt af krudt til diskussionen.
Faktisk havde Ideal og Volkswagens ledelse også en "ophedet diskussion" om emnet før denne bølge af diskussioner om, "hvorvidt stigningen er bagvendt". Feng Sihan, administrerende direktør for Volkswagen Kina, sagde direkte, at "stigningsprogrammet er den værste løsning".
Når man ser på det indenlandske bilmarked i de senere år, kan man se, at nye biler generelt vælger de to drivformer: forlænget rækkevidde eller ren el, og sjældent bruger plug-in hybrid. Tværtimod bruger traditionelle bilproducenter deres nye energiprodukter enten ren el eller plug-in hybrid, og de er slet ikke "interesserede" i forlænget rækkevidde.
Men med flere og flere nye biler, der anvender systemet med udvidet rækkevidde på markedet, og fremkomsten af populære biler som Ideal One og Enjie M5, er udvidet rækkevidde gradvist blevet kendt af forbrugerne og er blevet en mainstream hybridform på markedet i dag.
Den hurtige stigning i udvidet rækkevidde vil uundgåeligt have en indvirkning på salget af brændstof- og hybridmodeller fra traditionelle bilproducenter, hvilket er roden til tvisten mellem de ovennævnte traditionelle bilproducenter og nybyggede biler.
Så, er teknologi med udvidet rækkevidde baglæns? Hvad er forskellen fra plug-in? Hvorfor vælger nye biler udvidet rækkevidde? På disse spørgsmål fandt Che Dongxi nogle svar efter en dybdegående undersøgelse af de to tekniske ruter.
1. Det udvidede område og plug-in-blandingen har samme rod, og strukturen med udvidet område er enklere.
Før vi diskuterer udvidet rækkevidde og plug-in hybrid, lad os først introducere disse to motorformer.
Ifølge det nationale standarddokument "Terminologi for elektriske køretøjer" (gb/t 19596-2017) er elektriske køretøjer opdelt i rene elektriske køretøjer (herefter benævnt rene elektriske køretøjer) og hybridelektriske køretøjer (herefter benævnt hybridelektriske køretøjer).
Hybridkøretøjer kan opdeles i serie-, parallel- og hybridkøretøjer i henhold til deres effektstruktur. Seriekøretøjer betyder, at køretøjets drivkraft udelukkende kommer fra motoren; parallelkøretøjer betyder, at køretøjets drivkraft leveres af motoren samtidig eller separat; hybridkøretøjer refererer til to køretilstande: serie/parallelkøretøjer på samme tid.
Rækkeviddeforlængeren er en seriehybrid. Rækkeviddeforlængeren, der består af en motor og en generator, oplader batteriet, og batteriet driver hjulene, eller rækkeviddeforlængeren forsyner direkte motoren med strøm, så køretøjet kan drives.
Konceptet med interpolation og blanding er dog relativt komplekst. Med hensyn til elbiler kan hybridbiler også opdeles i eksternt opladelige hybridbiler og ikke-eksternt opladelige hybridbiler i henhold til den eksterne opladningskapacitet.
Som navnet antyder, så længe der er en ladeport og kan oplades eksternt, er det en eksternt opladelig hybrid, som også kan kaldes "plug-in hybrid". Ifølge denne klassificeringsstandard er udvidet rækkevidde en form for interpolation og blanding.
På samme måde har den ikke-eksternt opladelige hybridbil ingen ladeport, så den kan ikke oplades eksternt. Den kan kun oplade batteriet via motoren, kinetisk energigenvinding og andre metoder.
I øjeblikket er hybridtypen dog mest kendetegnet ved markedsstrukturen. På nuværende tidspunkt er plug-in hybridsystemet et parallelt eller hybrid hybridsystem. Sammenlignet med udvidet rækkevidde (serietypen) kan plug-in hybrid (hybrid) motoren ikke kun levere elektrisk energi til batterier og motorer, men også drive køretøjer direkte via hybridtransmission (ECVT, DHT osv.) og danne en fælles kraft med motoren for at drive køretøjer.
Plug-in hybridsystemer som Great Wall Lemon hybridsystem, Geely Raytheon hybridsystem og BYD DM-I er alle hybridhybridsystemer.
Motoren i rækkeviddeforlængeren kan ikke drive køretøjet direkte. Den skal generere elektricitet via generatoren, lagre elektriciteten i batteriet eller direkte forsyne motoren. Motoren, som den eneste udløber for hele køretøjets drivkraft, leverer strøm til køretøjet.
Derfor involverer de tre hoveddele af rækkeviddeforlængersystemet - rækkeviddeforlænger, batteri og motor - ikke mekanisk forbindelse, men er alle elektrisk forbundet, så den overordnede struktur er relativt enkel; Strukturen af plug-in hybridsystemet er mere kompleks, hvilket kræver kobling mellem forskellige dynamiske domæner gennem mekaniske komponenter såsom gearkasse.
Generelt set har de fleste mekaniske transmissionskomponenter i hybridsystemet karakteristika som høje tekniske barrierer, lang anvendelsescyklus og patentpulje. Det er tydeligt, at nye biler, der "søger fart", ikke har tid til at starte med gear.
For traditionelle virksomheder, der bruger brændstof til køretøjer, er mekanisk transmission dog en af deres styrker, og de har en dyb teknisk akkumulering og masseproduktionserfaring. Når elektrificeringens bølge kommer, er det naturligvis umuligt for traditionelle bilproducenter at opgive årtiers eller endda århundreders teknologiakkumulering og starte forfra.
Det er trods alt svært at lave en stor U-vending.
Derfor er en enklere struktur med udvidet rækkevidde blevet det bedste valg til nye køretøjer, og plug-in hybrid, som ikke blot kan udnytte spildvarmen fra mekanisk transmission fuldt ud og reducere energiforbruget, er blevet førstevalget til transformation af traditionelle køretøjsvirksomheder.
2. Den udvidede rækkevidde begyndte for hundrede år siden, og motorbatteriet var engang en dragflaske.
Efter at have afklaret forskellen mellem plug-in hybrid og udvidet rækkevidde, og hvorfor nye biler generelt vælger udvidet rækkevidde, vælger traditionelle bilproducenter plug-in hybrid.
Så for det udvidede område, betyder simpel struktur tilbageståenhed?
Først og fremmest, hvad angår tid, er udvidet rækkevidde faktisk en bagudrettet teknologi.
Historien om udvidet rækkevidde kan spores tilbage til slutningen af det 19. århundrede, hvor Ferdinand Porsche, grundlæggeren af Porsche, byggede verdens første seriehybridbil, Lohner Porsche.
Lohner Porsche er et elektrisk køretøj. Der er to navmotorer på forakslen til at drive køretøjet. På grund af den korte rækkevidde installerede Ferdinand Porsche dog to generatorer for at forbedre køretøjets rækkevidde, hvilket dannede et seriehybridsystem og blev forgængeren til rækkeviddeforøgelse.
Eftersom teknologien med udvidet rækkevidde har eksisteret i mere end 120 år, hvorfor har den så ikke udviklet sig hurtigt?
Først og fremmest er motoren den eneste strømkilde på hjulet i systemet med udvidet rækkevidde, og enheden med udvidet rækkevidde kan forstås som en stor solopladningsskat. Førstnævnte tilfører fossile brændstoffer og udsender elektrisk energi, mens sidstnævnte tilfører solenergi og udsender elektrisk energi.
Derfor er rækkeviddeforlængerens væsentligste funktion at konvertere energitypen, først ved at omdanne den kemiske energi i fossile brændstoffer til elektrisk energi og derefter ved at omdanne den elektriske energi til kinetisk energi gennem motoren.
Ifølge grundlæggende fysisk viden vil der uundgåeligt forekomme et vist forbrug i processen med energiomdannelse. I hele systemet med udvidet rækkevidde er mindst to energiomdannelser (kemisk energi, elektrisk energi, kinetisk energi) involveret, så energieffektiviteten ved udvidet rækkevidde er relativt lavere.
I en tid med kraftig udvikling af brændstofdrevne køretøjer koncentrerer traditionelle bilproducenter sig om at udvikle motorer med højere brændstofeffektivitet og gearkasser med højere transmissionseffektivitet. Hvilket firma kunne på det tidspunkt forbedre motorens termiske effektivitet med 1% eller endda tæt på Nobelprisen?
Derfor er den udvidede rækkeviddes effektstruktur, som ikke kan forbedre, men reducere energieffektiviteten, blevet efterladt og ignoreret af mange bilproducenter.
For det andet er motorer og batterier, udover lav energieffektivitet, også to væsentlige årsager, der begrænser udviklingen af udvidet rækkevidde.
I systemet med udvidet rækkevidde er motoren den eneste kilde til køretøjets kraft, men for 20 ~ 30 år siden var teknologien bag køretøjets drivmotor ikke moden, og omkostningerne var høje, volumen var relativt stor, og kraften kunne ikke drive køretøjet alene.
På det tidspunkt var situationen for batterier den samme som for motorer. Hverken energitætheden eller den enkelte kapacitet kunne sammenlignes med den nuværende batteriteknologi. Hvis man vil have en stor kapacitet, har man brug for en større volumen, hvilket vil medføre højere omkostninger og en tungere køretøjsvægt.
Forestil dig, at hvis du for 30 år siden samlede et køretøj med forlænget rækkevidde i henhold til de tre elektriske indikatorer for det ideelle køretøj, ville prisen stige direkte.
Den udvidede rækkevidde drives dog udelukkende af motoren, og motoren har fordelene ved ingen momenthysterese, støjsvaghed osv. Derfor blev udvidet rækkevidde, før den blev populær inden for personbiler, mere anvendt på køretøjer og skibe såsom kampvogne, gigantiske minevogne og ubåde, som ikke er følsomme over for omkostninger og volumen og har højere krav til effekt, støjsvaghed, øjeblikkeligt drejningsmoment osv.
Afslutningsvis er det ikke urimeligt, at administrerende direktør for Wei Pai og Volkswagen siger, at forlænget rækkevidde er en bagudrettet teknologi. I en tid med blomstrende brændstofbiler er forlænget rækkevidde med højere omkostninger og lavere effektivitet faktisk en bagudrettet teknologi. Volkswagen og Great Wall (mærket Wei) er også to traditionelle mærker, der er vokset op i brændstofalderen.
Tiden er kommet til nutiden. Selvom der i princippet ikke er nogen kvalitativ ændring mellem den nuværende teknologi med udvidet rækkevidde og teknologien med udvidet rækkevidde for mere end 100 år siden, er det stadig generatorer med udvidet rækkevidde, motordrevne køretøjer, der stadig kan kaldes "bagudrettet teknologi".
Men efter et århundrede er teknologien med udvidet rækkevidde endelig kommet. Med den hurtige udvikling af motor- og batteriteknologi er de to oprindelige mopper blevet dens vigtigste konkurrenceevne, hvilket har udvisket ulemperne ved udvidet rækkevidde i brændstofalderen og er begyndt at bide på brændstofmarkedet.
3. Selektiv plug-in-blanding under bymæssige arbejdsforhold og arbejdsforhold med udvidet rækkevidde og højhastighedsdrift
For forbrugerne er de ligeglade med, om den udvidede rækkevidde er baglæns teknologi, men hvilken der er mere brændstoføkonomisk og hvilken der er mere behagelig at køre.
Som nævnt ovenfor er rækkeviddeforlængeren en seriel struktur. Rækkeviddeforlængeren kan ikke drive køretøjet direkte, og al kraften kommer fra motoren.
Derfor får køretøjer med udvidet rækkevidde-system lignende køreoplevelser og køreegenskaber som rene sporvogne. Med hensyn til strømforbrug svarer den udvidede rækkevidde også til ren elektricitet - lavt strømforbrug under bykørsel og højt strømforbrug under høje hastighedsforhold.
Specifikt fordi rækkeviddeforlængeren kun oplader batteriet eller forsyner motoren med strøm, kan rækkeviddeforlængeren det meste af tiden holdes inden for et relativt økonomisk hastighedsområde. Selv i den rent elektriske prioritetstilstand (først forbrug af batteriets strøm) kan rækkeviddeforlængeren ikke engang starte eller producere brændstofforbrug. Motoren i et brændstofdrevet køretøj kan dog ikke altid køre inden for et fast hastighedsområde. Hvis du har brug for at overhale og accelerere, skal du øge hastigheden, og hvis du sidder fast i en trafikprop, vil du køre i tomgang i lang tid.
Derfor er energiforbruget (brændstofforbruget) ved længere rækkevidde på lavhastighedsveje i byområder under normale kørselsforhold generelt lavere end for brændstofdrevne køretøjer udstyret med samme slagvolumenmotor.
Men ligesom med ren elektricitet er energiforbruget under høje hastigheder højere end under lave hastigheder. Tværtimod er energiforbruget for brændstofdrevne køretøjer under høje hastigheder lavere end under bymæssige forhold.
Det betyder, at motorens energiforbrug er højere under driftsforhold med høj hastighed, batteriet forbruges hurtigere, og rækkeviddeforlængeren skal arbejde ved "fuld belastning" i lang tid. På grund af batteripakker er køretøjets vægt af køretøjer med forlænget rækkevidde af samme størrelse generelt større end af køretøjer med brændstof.
Køretøjer med brændstof har gavn af gearkassen. Ved høje hastigheder kan køretøjet gå op i et højere gear, så motoren kører økonomisk, og energiforbruget er relativt lavere.
Derfor er energiforbruget ved længere rækkevidde under høje hastighedsforhold generelt næsten det samme som for brændstofdrevne køretøjer med samme slagvolumen, eller endda højere.
Efter at have talt om energiforbrugskarakteristikaene for udvidet rækkevidde og brændstof, findes der så en hybridteknologi, der kan kombinere fordelene ved lavhastighedsenergiforbruget for køretøjer med udvidet rækkevidde og lavhastighedsenergiforbruget for køretøjer med brændstof, og som kan have et mere økonomisk energiforbrug i et bredere hastighedsområde?
Svaret er ja, det vil sige, bland det op.
Kort sagt er plug-in hybrid-systemet mere praktisk. Sammenlignet med den udvidede rækkevidde kan førstnævnte drive køretøjet direkte med motoren under høje hastighedsforhold; sammenlignet med brændstof kan plug-in hybrid også være som udvidet rækkevidde. Motoren leverer strøm til motoren og driver køretøjet.
Derudover har plug-in hybridsystemet også hybridtransmissioner (ECVT, DHT), som gør det muligt at "integrere" motorens og motorens respektive kraft for at klare hurtig acceleration eller højt effektbehov.
Men som man siger, kan man kun få noget, hvis man giver afkald på det.
På grund af den mekaniske transmissionsmekanisme er strukturen i plug-in-blandingen mere kompleks, og volumenet er relativt større. Derfor er batterikapaciteten for den udvidede rækkevidde-model større end for plug-in-hybridmodellen mellem plug-in-hybrid og modeller med udvidet rækkevidde på samme niveau, hvilket også kan give en længere ren elektrisk rækkevidde. Hvis bilscenen kun pendler i byområder, kan den udvidede rækkevidde endda oplades uden at tanke.
For eksempel er batterikapaciteten i 2021 Ideal One 40,5 kWh, og den rent elektriske kilometertal med NEDC er 188 km. Batterikapaciteten i Mercedes Benz Gle 350 e (plug-in hybridversion) og BMW X5 xdrive45e (plug-in hybridversion) er tæt på størrelse med kun 31,2 kWh og 24 kWh, og den rent elektriske kilometertal med NEDC er kun 103 km og 85 km.
Grunden til, at BYDs DM-I-model er så populær i øjeblikket, er i høj grad, at batterikapaciteten på den tidligere model er større end på den gamle DM-model og endda overstiger batterikapaciteten på modellen med udvidet rækkevidde på samme niveau. Pendling i byerne kan opnås ved kun at bruge elektricitet og ingen olie, og omkostningerne ved at bruge biler vil blive reduceret tilsvarende.
Kort sagt kræver plug-in hybrid (hybrid) med en mere kompleks struktur for nybyggede køretøjer ikke blot en længere forforsknings- og udviklingscyklus, men også et stort antal pålidelighedstests på hele plug-in hybridsystemet, hvilket naturligvis ikke er hurtigt.
Med den hurtige udvikling af batteri- og motorteknologi er udvidelsen af rækkevidden med en enklere struktur blevet en "genvej" for nye biler, der direkte passerer den vanskeligste kraftdel af bilbygning.
Men i forbindelse med den nye energitransformation hos traditionelle bilproducenter ønsker de naturligvis ikke at opgive kraft-, transmissions- og andre systemer, som de har investeret mange års energi (menneskelige og økonomiske ressourcer) i forskning og udvikling, og derefter starte forfra.
Hybridteknologi, såsom plug-in hybrid, som ikke blot kan udnytte spildvarmen fra køretøjets komponenter som motor og gearkasse fuldt ud, men også reducere brændstofforbruget betydeligt, er blevet det almindelige valg for traditionelle bilvirksomheder i ind- og udland.
Derfor, uanset om det er plug-in hybrid eller udvidet rækkevidde, er det faktisk udskiftningssystemet i flaskehalsperioden for den nuværende batteriteknologi. Når problemerne med batteriets rækkevidde og effektiv energiopfyldning er fuldstændig løst i fremtiden, vil brændstofforbruget være fuldstændig elimineret. Hybridteknologi som udvidet rækkevidde og plug-in hybrid kan blive strømforsyningen til nogle få specialudstyr.
Opslagstidspunkt: 19. juli 2022