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有那么一种混合动力构型称为增程式,教科书里管它叫串联混合动力系统。与电动车一样驱动还是靠驱动电机,也搭载有动力锂电池。
增程器由发动机与发电机组成,由此产生的电能可以给电池蓄能或者驱动整车行驶。在增程器开启的模式下,发动机输出功率与整车驱动需求功率通过电能实现耦合。具体增程器产生的电能如何分配,就要看各主机厂设计的控制策略。
可能有“大聪明”看了要说,这简直是脱裤子放屁!通过发动机发电,再用电能驱动行驶,相比发动机直接驱动多了一次能量转换,要多损耗一部分能量!了吗?
(我们的音乐兴趣班有一支敬业且富有经验的专业教师团队)括号内为排版错误
其实,增程式的原理已经被广泛应用了。只不过都属于重工业,大众了解得比较少罢了。下面就举几个例子:
如上图,俗称火车头的大家伙,他是我国的东风12型内燃机车。
这位老哥的“配料表”里有发动机、发电机、驱动电机。原理上是一样的跟增程式汽车差不多,只不过人家的发动机、电机的尺寸都很大,并且用于蓄能的装置肯定不是锂电池,可能是电容这类的。与它类似的还有矿山机械,如巨形矿卡!
再来看看更大的,“戴英”的伊丽莎白号航妈的驱动部分也是采用增程式的方案。
只不过她用的是劳斯莱斯的MT-30燃气轮机和 4座20兆的驱动电机,【思想】猜测这么大的家伙估计是不会用锂电池、电容这类的化学蓄能装置,而是会选择机械蓄能会更加合适。
其中的【比油耗】从量纲上可以悟出来,它反映的是发动机输出1kwh的功率需要消耗多少g的燃料,也是发动机燃油效率的一种表示方法。
以转速1250rpm、扭矩122.8Nm,每253.9g燃油会产生1kwh的机械功。每克的热值以44000.0kj/kg换算,11171.6kj的化学能可以产生1kwh的机械能。通过换算1kwh等于3600kj。
这样粗略的计算出转速1250rpm、扭矩134.78Nm下发动机的效率为32%。
使用转速、扭矩、比油耗绘制出万有特性图,可以看出各转速下,效率的“甜区”在中间扭矩区域,扭矩高或者扭矩低发动机的效率都会变差。
发动机通过变速箱直接驱动车辆行驶的时候,转速与扭矩都与实车工况有关系。大部分的乘用车运行工况都比较【清闲】,发动机的输出扭矩比较低,工作点落在效率【甜区】的几率就小,总效率会比较低。在法规工况下,整体效率不会高于20%。
这是驱动电机的效率,可以看到电能转机械能的效率随便都能大于60%,远远高于发动机的效率。并且拥有一个很巨大的“效率甜区”。
控制方式上可以让发动机一直处于“效率甜区”,屏蔽低负荷、和高负荷区域。虽然,这样会多了一次能量转换,但是不管电池、发电机、驱动电机的效率都远高于发动机效率。最终达到提高整车效率的最终目标。
比较早期的控制策略属于比较“蠢”的,就是让发动机工作在效率最高的点,增程器输出的功率不变。驱动电机功率如果小于发电功率,多余的功率就会被用来给储能装置充电,反正则消耗储能装置中的电能。
这种策略现在应该用得比较少,大部分主机厂都会充分利用发动机“效率甜区”。尽量让增程器的发电功能能够满足整车的需求,减小电池充放电的次数,进一步提高整体效率!
几年前,【思想】确实觉得主机厂开发增程式没办法体现出自己优势。但是,现在从消费者角度看增程式无疑式一个不错的选择!从结构上看增程式混合动力式所有混合动力形式中最简单的,控制策略的实现难度也最低。整个行业中的供应链体系也比较成熟,很多主机厂都有自己的增程式产品,某图、某届、某想等至于需要选择什么形式的新能源汽车,还是要各位粉丝站在自己角度上分析!
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