Ar išplėstinio diapazono technologija yra atgalinė?
Praėjusią savaitę „Huawei Yu Chengdong“ interviu teigė, kad „nesąmonė teigti, jog padidinto nuotolio transporto priemonė nėra pakankamai pažangi. Padidinto nuotolio režimas šiuo metu yra tinkamiausias naujas energijos transporto priemonės režimas“.
Šis pareiškimas dar kartą sukėlė karštą diskusiją tarp pramonės ir vartotojų apie papildytąją hibridinę technologiją (toliau – papildytas procesas). Savo nuomonę išreiškė nemažai automobilių įmonių vadovų, tokių kaip „Ideal“ generalinis direktorius Li Xiang, „Weima“ generalinis direktorius Shen Hui ir „WeiPai“ generalinis direktorius Li Ruifeng.
„Wei“ prekės ženklo generalinis direktorius Li Ruifeng tiesiogiai kalbėjosi su Yu Chengdongu „Weibo“ platformoje ir sakė, kad „geležį vis dar reikia pagaminti taip, lyg būtų sunku, o pramonėje sutariama, kad hibridinė programų pridėjimo technologija yra atsilikusi“. Be to, „Wei“ prekės ženklo generalinis direktorius nedelsdamas nusipirko M5 testavimui, taip dar labiau paįvairindamas diskusiją.
Tiesą sakant, prieš šią diskusijų bangą apie tai, „ar didinimas yra atgalinis“, „Ideal“ ir „Volkswagen“ vadovai taip pat „aršiai diskutavo“ šiuo klausimu. „Volkswagen China“ generalinis direktorius Fengas Sihanas tiesiai šviesiai pareiškė, kad „didinimo programa yra blogiausias sprendimas“.
Žvelgiant į pastarųjų metų vidaus automobilių rinką, galima pastebėti, kad nauji automobiliai dažniausiai renkasi dvi galios rūšis – padidintą nuvažiuojamą atstumą arba gryną elektros energiją ir retai naudoja įkraunamus hibridinius variklius. Priešingai, tradicinių automobilių gamintojai savo naujus energijos produktus gamina arba gryną elektros energiją, arba įkraunamus hibridus ir jiems visiškai nerūpi padidintas nuvažiuojamas atstumas.
Tačiau rinkoje atsirandant vis daugiau naujų automobilių su padidinto nuvažiuojamo atstumo sistema ir atsirandant populiariems automobiliams, tokiems kaip „Ideal One“ ir „Enjie M5“, padidintas nuvažiuojamas atstumas pamažu tampa žinomas vartotojams ir šiandien rinkoje jis tapo pagrindine hibridine forma.
Sparčiai populiarėjantys padidinto nuvažiuojamo nuotolio automobiliai neabejotinai paveiks tradicinių automobilių gamintojų degalų ir hibridinių modelių pardavimus, o tai yra ginčo tarp minėtų tradicinių automobilių gamintojų ir naujai pagamintų automobilių priežastis.
Taigi, ar padidinto nuvažiuojamo atstumo technologija yra senesnė? Kuo skiriasi nuo įkraunamų automobilių? Kodėl nauji automobiliai renkasi padidinto nuvažiuojamo atstumo technologiją? Į šiuos klausimus Che Dongxi rado atsakymus, nuodugniai išstudijavęs du techninius kelius.
1. Išplėstinio diapazono ir įskiepio maišymas yra tos pačios šaknies, o išplėstinio diapazono struktūra yra paprastesnė.
Prieš aptardami padidinto nuvažiuojamo atstumo ir įkraunamą hibridą, pirmiausia pristatykime šias dvi galios formas.
Pagal nacionalinį standartinį dokumentą „Elektromobilių terminologija“ (gb/t 19596-2017), elektromobiliai skirstomi į grynai elektrines transporto priemones (toliau – grynai elektrinės transporto priemonės) ir hibridines elektrines transporto priemones (toliau – hibridinės elektrinės transporto priemonės).
Hibridinės transporto priemonės pagal galios struktūrą gali būti skirstomos į nuosekliąsias, lygiagrečiąsias ir hibridines. Nuoseklusis tipas reiškia, kad transporto priemonės varomoji jėga gaunama tik iš variklio; lygiagretusis tipas reiškia, kad transporto priemonės varomąją jėgą tiekia variklis ir variklis vienu metu arba atskirai; hibridinis tipas reiškia du važiavimo režimus – nuoseklųjį / lygiagretųjį – tuo pačiu metu.
Nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas yra nuoseklus hibridas. Nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas, sudarytas iš variklio ir generatoriaus, įkrauna akumuliatorių, o akumuliatorius suka ratus, arba nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas tiesiogiai tiekia energiją varikliui, kuris varo transporto priemonę.
Tačiau interpoliacijos ir maišymo koncepcija yra gana sudėtinga. Kalbant apie elektrines transporto priemones, hibridines transporto priemones pagal išorinio įkrovimo talpą taip pat galima suskirstyti į išoriškai įkraunamas hibridines ir neįkraunamas hibridines.
Kaip rodo pavadinimas, jei yra įkrovimo prievadas ir galima įkrauti išoriškai, tai yra išoriškai įkraunamas hibridas, dar vadinamas „įkraunamu hibridu“. Pagal šį klasifikavimo standartą padidintas nuvažiuojamas atstumas yra savotiška interpoliacija ir maišymas.
Panašiai ir išoriškai neįkraunamas hibridas neturi įkrovimo prievado, todėl jo negalima įkrauti išoriškai. Jis gali įkrauti akumuliatorių tik per variklį, atkuriant kinetinę energiją ir kitais būdais.
Tačiau šiuo metu hibridinis tipas rinkoje labiausiai išsiskiria galios struktūra. Šiuo metu įkraunama hibridinė sistema yra lygiagreti arba hibridinė hibridinė hibridinė sistema. Palyginti su ilgesnės trukmės (nuosekliuoju) tipu, įkraunamas hibridinis (hibridinis) variklis gali ne tik tiekti elektros energiją akumuliatoriams ir varikliams, bet ir tiesiogiai varyti transporto priemones per hibridinę transmisiją (ECVT, DHT ir kt.) ir sudaryti bendrą jėgą su varikliu transporto priemonėms varyti.
Įkraunamos hibridinės sistemos, tokios kaip „Great Wall Lemon“ hibridinė sistema, „Geely Raytheon“ hibridinė sistema ir „BYD DM-I“, yra hibridinės hibridinės sistemos.
Variklis, esantis nuvažiuojamo atstumo ilgintuve, negali tiesiogiai varyti transporto priemonės. Jis turi generuoti elektros energiją per generatorių, kaupti ją akumuliatoriuje arba tiesiogiai tiekti ją varikliui. Variklis, kaip vienintelė visos transporto priemonės varomosios jėgos išvestis, tiekia energiją transporto priemonei.
Todėl trys pagrindinės nuvažiuojamo atstumo prailgintuvo sistemos dalys – nuvažiuojamas atstumas, akumuliatorius ir variklis – nėra mechaniškai sujungtos, o yra elektriškai sujungtos, todėl bendra struktūra yra gana paprasta; įkraunamos hibridinės sistemos struktūra yra sudėtingesnė, todėl reikia sujungti skirtingas dinamines sritis mechaniniais komponentais, tokiais kaip pavarų dėžė.
Apskritai dauguma hibridinės sistemos mechaninių transmisijos komponentų pasižymi dideliais techniniais barjerais, ilgu taikymo ciklu ir patentų fondu. Akivaizdu, kad „greičio ieškantys“ nauji automobiliai neturi laiko užsivesti su pavaromis.
Tačiau tradicinių degalų transporto priemonių įmonėms mechaninė transmisija yra vienas iš jų privalumų, be to, jos turi didelę techninę sukaupimą ir masinės gamybos patirtį. Artėjant elektrifikacijos bangai, tradicinėms automobilių įmonėms akivaizdžiai neįmanoma atsisakyti dešimtmečius ar net šimtmečius kauptų technologijų ir pradėti iš naujo.
Juk sunku smarkiai apsisukti.
Todėl paprastesnė išplėstinio diapazono konstrukcija tapo geriausiu naujų transporto priemonių pasirinkimu, o įkraunamas hibridas, kuris gali ne tik visapusiškai išnaudoti mechaninės transmisijos šilumą ir sumažinti energijos suvartojimą, tapo pirmuoju pasirinkimu tradicinių transporto priemonių įmonių transformacijai.
2. Išplėstinis diapazonas prasidėjo prieš šimtą metų, o variklio akumuliatorius kadaise buvo tempiamas butelis.
Išsiaiškinę skirtumą tarp įkraunamų hibridinių ir padidinto nuvažiuojamo atstumo automobilių bei kodėl nauji automobiliai paprastai renkasi padidinto nuvažiuojamo atstumo automobilius, tradicinių automobilių gamintojai renkasi įkraunamus hibridinius automobilius.
Taigi, kalbant apie išplėstinį diapazoną, ar paprasta struktūra reiškia atsilikimą?
Visų pirma, laiko atžvilgiu padidintas veikimo nuotolis iš tiesų yra atsilikusi technologija.
Padidinto nuvažiuojamo atstumo istorija siekia XIX amžiaus pabaigą, kai „Porsche“ įkūrėjas Ferdinandas Porsche sukonstravo pirmąjį pasaulyje serijinį hibridinį automobilį „Lohner Porsche“.
„Lohner Porsche“ yra elektrinė transporto priemonė. Priekinėje ašyje yra du ratlankių varikliai, kurie varo transporto priemonę. Tačiau dėl trumpo atstumo Ferdinandas Porsche sumontavo du generatorius, kad padidintų transporto priemonės atstumą, kurie suformavo serijinę hibridinę sistemą ir tapo atstumo didinimo pradininku.
Kadangi išplėstinio diapazono technologija egzistuoja jau daugiau nei 120 metų, kodėl ji nespėjo sparčiai vystytis?
Visų pirma, išplėstinio nuotolio sistemoje variklis yra vienintelis vairo energijos šaltinis, o išplėstinio nuotolio įrenginį galima suprasti kaip didelį saulės įkrovimo lobį. Pirmasis tiekia iškastinį kurą ir išveda elektros energiją, o antrasis tiekia saulės energiją ir išveda elektros energiją.
Todėl pagrindinė diapazono ilgintuvo funkcija yra konvertuoti energijos tipą, pirmiausia paverčiant iškastinio kuro cheminę energiją elektros energija, o tada per variklį paverčiant elektros energiją kinetine energija.
Remiantis pagrindinėmis fizikos žiniomis, energijos virsmo procese neišvengiamai įvyksta tam tikras energijos suvartojimas. Visoje išplėstinio nuotolio sistemoje dalyvauja bent du energijos virsmai (cheminė energija, elektros energija, kinetinė energija), todėl išplėstinio nuotolio energijos vartojimo efektyvumas yra santykinai mažesnis.
Sparčiai tobulėjant degalais varomoms transporto priemonėms, tradicinių automobilių gamintojai daugiausia dėmesio skiria variklių, pasižyminčių didesniu degalų taupymu, ir pavarų dėžių, pasižyminčių didesniu perdavimo efektyvumu, kūrimui. Kuri įmonė tuo metu galėtų pagerinti variklio šiluminį efektyvumą 1 % arba net priartėti prie Nobelio premijos.
Todėl daugelis automobilių kompanijų pamiršo ir ignoravo padidinto nuotolio galios struktūrą, kuri negali pagerinti, o tik sumažinti energijos vartojimo efektyvumą.
Antra, be mažo energijos vartojimo efektyvumo, varikliai ir akumuliatoriai taip pat yra dvi pagrindinės priežastys, ribojančios padidinto nuotolio plėtrą.
Išplėstinio diapazono sistemoje variklis yra vienintelis transporto priemonės energijos šaltinis, tačiau prieš 20–30 metų transporto priemonės pavaros variklio technologija nebuvo subrendusi, o kaina buvo didelė, tūris buvo gana didelis, o galia negalėjo vairuoti vienos transporto priemonės.
Tuo metu akumuliatorių situacija buvo panaši į variklių. Nei energijos tankis, nei vienetinė talpa negalėjo lygintis su dabartinėmis akumuliatorių technologijomis. Jei norite didelės talpos, jums reikia didesnio tūrio, o tai reiškia didesnes išlaidas ir didesnį transporto priemonės svorį.
Įsivaizduokite, kad prieš 30 metų, jei surinktumėte padidinto nuotolio automobilį pagal tris idealaus modelio elektrinius rodiklius, kaina iš karto padidėtų.
Tačiau išplėstinį diapazoną visiškai valdo variklis, o jo privalumai yra sukimo momento histerezės nebuvimas, tylus veikimas ir kt. Todėl prieš išplėstinio diapazono išpopuliarėjimą lengvųjų automobilių srityje jis buvo labiau taikomas transporto priemonėms ir laivams, pavyzdžiui, tankams, milžiniškiems kasybos vagonams, povandeniniams laivams, kurie nėra jautrūs kainai ir kiekiui ir kuriems keliami didesni galios, tylaus veikimo, momentinio sukimo momento ir kt. reikalavimai.
Apibendrinant, „Wei Pai“ ir „Volkswagen“ generalinis direktorius pagrįstai teigia, kad padidintas nuvažiuojamas atstumas yra atsilikusi technologija. Sparčiai populiarėjančių degalų transporto priemonių eroje padidintas nuvažiuojamas atstumas, pasižymintis didesnėmis sąnaudomis ir mažesniu efektyvumu, iš tiesų yra atsilikusi technologija. „Volkswagen“ ir „Great Wall“ (Wei prekės ženklas) taip pat yra du tradiciniai prekių ženklai, išaugę degalų amžiuje.
Atėjo laikas dabarčiai. Nors iš principo nėra kokybinių skirtumų tarp dabartinės padidinto nuotolio technologijos ir padidinto nuotolio technologijos, naudotos daugiau nei prieš 100 metų, vis dar tai yra padidinto nuotolio generatorių energijos gamyba motorinėse transporto priemonėse, kurias vis dar galima vadinti „atsilikusia technologija“.
Tačiau po šimtmečio pagaliau atsirado padidinto nuotolio technologija. Sparčiai tobulėjant variklių ir akumuliatorių technologijoms, du originalūs siurbliai tapo svarbiausiu jos konkurencingumu, panaikindami padidinto nuotolio trūkumus degalų amžiuje ir pradėdami veržtis į degalų rinką.
3. Selektyvus maišymas iš elektros tinklo miesto darbo sąlygomis ir didelio greičio darbo sąlygomis
Vartotojams nesvarbu, ar padidintas nuvažiuojamas atstumas yra paremtas senesne technologija, bet svarbu, kuris variantas taupesnis degalus ir kurį patogiau vairuoti.
Kaip minėta pirmiau, diapazono ilgintuvas yra nuoseklios konstrukcijos. Diapazono ilgintuvas negali tiesiogiai vairuoti transporto priemonės, o visa galia gaunama iš variklio.
Todėl transporto priemonės su padidinto nuvažiuojamo nuotolio sistema pasižymi panašia vairavimo patirtimi ir charakteristikomis kaip ir gryni tramvajai. Kalbant apie energijos suvartojimą, padidintas nuvažiuojamas nuotolis taip pat panašus į gryną elektrą – mažos energijos sąnaudos miesto sąlygomis ir didelės važiavimo dideliu greičiu.
Tiksliau sakant, kadangi nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas tik įkrauna akumuliatorių arba tiekia energiją varikliui, jį didžiąją laiko dalį galima palaikyti santykinai ekonomišku greičiu. Net ir grynai elektriniu režimu (pirmiausia sunaudojant akumuliatoriaus energiją), nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas net negali užsivesti ir nesunaudoti degalų. Tačiau benzininio automobilio variklis ne visada gali veikti fiksuotu greičiu. Jei reikia lenkti ir greitėti, reikia padidinti greitį, o jei įstrigsite kamštyje, ilgai dirbsite tuščiąja eiga.
Todėl įprastomis važiavimo sąlygomis padidinto nuotolio energijos (degalų) sąnaudos važiuojant nedideliu greičiu miesto keliais paprastai yra mažesnės nei degalų sąnaudos transporto priemonėse su tokio paties darbinio tūrio varikliu.
Tačiau, kaip ir grynos elektros atveju, energijos suvartojimas važiuojant dideliu greičiu yra didesnis nei važiuojant mažu greičiu; priešingai, degalais varomų transporto priemonių energijos suvartojimas važiuojant dideliu greičiu yra mažesnis nei važiuojant miesto sąlygomis.
Tai reiškia, kad dirbant dideliu greičiu, variklio energijos suvartojimas yra didesnis, akumuliatoriaus energija eikvojama greičiau, o nuvažiuojamo atstumo ilgintuvas ilgą laiką turi dirbti „pilnu krūviu“. Be to, dėl akumuliatorių blokų egzistavimo to paties dydžio nuvažiuojamo atstumo transporto priemonių svoris paprastai yra didesnis nei degalų varomų transporto priemonių.
Degalus naudojančioms transporto priemonėms naudinga pavarų dėžė. Važiuojant dideliu greičiu, transporto priemonė gali įjungti aukštesnę pavarą, todėl variklis dirba ekonomišku greičiu, o energijos sąnaudos yra santykinai mažesnės.
Todėl apskritai kalbant, padidinto nuotolio energijos suvartojimas važiuojant dideliu greičiu yra beveik toks pat kaip ir degalų transporto priemonių su tokiu pačiu darbiniu tūriu arba net didesnis.
Aptarus išplėstinio nuotolio ir degalų energijos suvartojimo charakteristikas, ar yra hibridinė technologija, kuri gali suderinti išplėstinio nuotolio transporto priemonių mažo greičio energijos suvartojimo ir degalų transporto priemonių mažo greičio energijos suvartojimo privalumus ir gali ekonomiškiau vartoti energiją platesniame greičio diapazone?
Atsakymas yra „taip“, tai yra, sumaišykite.
Trumpai tariant, įkraunama hibridinė sistema yra patogesnė. Palyginti su padidintu nuvažiuojamu atstumu, pirmoji gali vairuoti transporto priemonę tiesiogiai varikliu dideliu greičiu; Palyginti su benzininiu režimu, įkraunama hibridinė sistema taip pat gali būti panaši į padidintą nuvažiuojamą atstumą. Variklis tiekia energiją varikliui ir varo transporto priemonę.
Be to, įkraunama hibridinė sistema taip pat turi hibridines transmisijas (ECVT, DHT), kurios leidžia atitinkamai variklio ir variklio galiai pasiekti „integraciją“, kad būtų galima susidoroti su greitu pagreičiu arba dideliu galios poreikiu.
Bet, kaip sakoma, gali gauti tik tada, kai to atsisakysi.
Dėl mechaninio transmisijos mechanizmo egzistavimo įkraunamų hibridinių variklių struktūra yra sudėtingesnė, o tūris – santykinai didesnis. Todėl, lyginant to paties lygio įkraunamus hibridinius ir padidinto nuotolio modelius, padidinto nuotolio modelio akumuliatoriaus talpa yra didesnė nei įkraunamo hibridinio modelio, o tai taip pat gali užtikrinti ilgesnį vien tik elektrinį nuvažiuojamą atstumą. Jei automobilis važinėja tik mieste, padidinto nuotolio automobilį galima įkrauti net nepildant degalų.
Pavyzdžiui, idealaus 2021 m. modelio akumuliatoriaus talpa yra 40,5 kWh, o gryno elektros energijos suvartojimas pagal NEDC – 188 km. Panašaus dydžio „Mercedes Benz gle 350 e“ (įkraunama hibridinė versija) ir „BMW X5 xdrive45e“ (įkraunama hibridinė versija) akumuliatoriaus talpa yra tik 31,2 kWh ir 24 kWh, o gryno elektros energijos suvartojimas pagal NEDC yra tik 103 km ir 85 km.
BYD DM-I modelis šiuo metu yra toks populiarus, daugiausia dėl to, kad ankstesnio modelio akumuliatoriaus talpa yra didesnė nei senojo DM modelio ir netgi viršija to paties lygio padidinto nuotolio modelio talpą. Mieste galima važinėti tik elektra, o ne alyva, todėl atitinkamai sumažės ir automobilių naudojimo išlaidos.
Apibendrinant galima teigti, kad naujai pagamintoms transporto priemonėms, sudėtingesnės konstrukcijos įkraunamiems hibridiniams (hibridiniams) varikliams, reikia ne tik ilgesnio parengiamojo tyrimo ir plėtros ciklo, bet ir daugybės visos įkraunamos hibridinės sistemos patikimumo bandymų, o tai akivaizdžiai nėra greita.
Sparčiai tobulėjant akumuliatorių ir variklių technologijoms, paprastesnės konstrukcijos nuvažiuojamo atstumo padidinimas tapo „trumpuoju keliu“ naujiems automobiliams, tiesiogiai įveikiant sunkiausią automobilio gamybos galios dalį.
Tačiau tradicinių automobilių kompanijų naujosios energijos transformacijos tikslais jos akivaizdžiai nenori atsisakyti energijos, transmisijos ir kitų sistemų, į kurių tyrimus ir plėtrą investavo daugelį metų energijos (žmogiškųjų ir finansinių išteklių), o tada pradėti nuo nulio.
Hibridinės technologijos, tokios kaip įkraunamas hibridas, kurios ne tik gali visapusiškai išnaudoti degalų transporto priemonių komponentų, tokių kaip variklis ir pavarų dėžė, šilumą, bet ir gerokai sumažinti degalų sąnaudas, tapo įprastu tradicinių transporto priemonių įmonių pasirinkimu tiek šalyje, tiek užsienyje.
Todėl, nesvarbu, ar tai būtų įkraunamas hibridas, ar padidinto nuotolio hibridas, tai iš tikrųjų yra dabartinės akumuliatorių technologijos kliūties laikotarpio apyvartos schema. Kai ateityje bus visiškai išspręstos akumuliatorių nuotolio ir energijos papildymo efektyvumo problemos, degalų sąnaudos bus visiškai pašalintos. Hibridinės technologijos, tokios kaip padidinto nuotolio hibridas ir įkraunamas hibridas, gali tapti kai kurių specialiųjų įrenginių energijos vartojimo režimu.
Įrašo laikas: 2022 m. liepos 19 d.