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混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!

卡家海军~

2023-11-21

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卡车混合动力系统,P0、P1、P2、P3、HEV、PHEV、DHT、ECVT、REEV……百家争鸣,性能各有千秋,但在电池能量密度、充电速度、驾驶特性一致性无突破性进展的前提下,终将殊途而归,大部分混动构型将逐渐消失,REEV增程式一统天下。
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作者|任海军

【卡车之家 原创】新能源是未来,这一点在行业内已经达成了共识。在城配物流、厂矿物流等细分领域,纯电动的轻卡、重卡、已经得到了广泛的应用。但纯电动卡车,受限于电池技术、充电设施等因素的影响,还无法实现长里程下的高效运输。

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!

另外,纯电车型不具备行驶品质的一致性,电量足时,动力也足,电量降低,动力性也会随之下降。导致爬坡、加速等工况性能严重下降,最终影响社会道路通行效率和安全性。

在痛点和需求的共同作用下,同时拥有传统燃油车续航长、动力一致性好,和纯电动车型节能环保优势的插电式混合动力卡车脱颖而出。目前,部分车企都推出了各自技术路线的混合动力轻卡车型,力图在未来的市场里占得先机。

● 常见混动 特征可直驱

目前,常见的卡车混合动力技术路线,主要分为两大类:

1、P2构型

2、PS功率分流(也称E-CVT)

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!P2混合动力变速箱

P2混动,是一种串并联构型。是在传统燃油车的基础上,增加一台电机而来,电机的位置位于发动机离合器后部,变速箱输入轴前侧。该方案的优势在于可实现纯燃油驱动、纯电驱动、混合驱动、能量回收、发电,五种工作模式,堪称全能战士。但缺点也很明显,整车动力系统,仍然为传统燃油车构型,需要发动机、变速箱、传动轴、驱动桥这一整套动力部件。

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!功率分流型混合动力系统

PS功率分流构型混合动力(E-CVT)目前使用的车型也比较多,它是将传统燃油车的变速箱去掉,使用一台E-CVT变速箱替代。该变速箱,集成有MG1、MG2两台电机,外加一套行星齿轮机构。

这套装置,用一句话概括,既简单又复杂。

简单是指,它的结构简单,两台电机加一整套行星齿轮。发动机、MG1电机、MG2电机、输出轴,根据系统设计,和行星齿轮组的的太阳轮、行星架、齿圈分别进行连接。复杂,是指工作过程的控制非常复杂。不同车速、前进倒退、发动机的动力输出路径、两台电机的动力参与过程,极为复杂。工作原理需要单独开一篇文章去解读,本文不再阐述。

它的优势是集成了变速箱的功能,并且可以做到动力无中断驱动,是真正的无级变速。并且可以实现发动机直驱,高速工况效率高。但缺点也比较明显,控制逻辑复杂,并还是沿用了传统燃油车的架构,需要发动机、传动轴和驱动桥。

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!某柴油机万有特性曲线图

以上两种混合动力构型,都是基于燃油车架构下,让卡车的发动机,尽可能工作在最高效的工况区间。低效区间,用电机去弥补。当然,根据动力电池的大小,它们拥有一定比例的纯电行驶能力。

● 增程式混动 动力解耦运行

作为对比,我们再来看REEV增程式混合动力系统。相比于以上两种混动构型,增程式则要简单的多,它的发动机只用来发电,电能可输出到电驱桥驱动车辆,也可传输给动力电池进行存储。简而言之,发动机的动力,只能通过电缆传输给电驱桥或电池,而不是传动轴,所以,它和驱动系统之间是完全解耦运行的。道路环境的变化,并不会直接对增程器的工作状态产生影响。

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!增程式混合动力系统结构图

可能有卡友会质疑,发动机发电,再传给电机,这样的过程会产生效率损失。是的,从高速稳定行驶这个工况上来看,能耗肯定会比前两个可以发动机直驱的混动构型要高。

发动机直驱理论上的效率,要比增程式高。但在实际环境下,发动机直驱时,哪怕是高速这种相对稳态的工况,也会夹杂着大量瞬态工况,或者是非高效区,这是不可避免的。比如70-90车速最常用,但发动机的最佳经济区不可能这么宽泛,只能集中在很小的一个区域内。

另外一个维度,大部分卡车(部分纯平原高速工况的除外),稳态行驶比例都不会特别高。大部分时间内,带有直驱模式的混合动力构型,难以保证发动机一直工作在高效区间。另外还得考虑车辆不同载重工况下的驾驶特性,效率提升的难度极高。

总之,带有直驱模式的混合动力系统,发动机既要考虑发电工况,又要考虑直驱工况,还要考虑混合驱动工况,很难做到完美兼顾。

混合动力构型哪家强?增程或许将笑到最后成为大赢家!

反观增程器,它的工作是发电,所以从控制策略上来讲,道路上的任何变化,都不会对它产生影响。它可以一直工作在最高效的区间。至于驱动效率,增程式直接使用了电驱桥,省去了变速箱、传动轴等产生额外能量消耗的机械部件,抵消了直驱工况下的效率问题。所以在实际使用中,增程式不一定比带有直驱模式的混合动力费油,甚至可能还要更省油。

还有,增程式卡车,拿掉增程器,就是一台纯电动车型。所以从构型上来说,它是基于纯电底盘开发出来的,和燃油改没有任何关系。面对未来可能实现的电池技术突破,或者非内燃机的混合动力,增程式可以降低车企的开发风险和成本。

重量方面,增程式不需要传动轴、变速箱等传动部件,比带有直驱模式的混合动力车型要轻不少。由于增程器工况稳定,不用考虑瞬态负荷变化,发动机可以设计的更小更紧凑,从而进一步降重降成本。让用户多装货多赚钱。

可靠方面,增程式混动卡车的结构极为简单,发动机+发电机+电控+电池+电机即可。省去了不必要的机械部件,出故障的概率更小。车辆出勤率高。

综上,混合动力车型,增程式会成为主流。

● 编后语

纯电卡车,在短时间内无法解决中长途运输效率问题,也无法解决行驶品质一致性问题,所以在未来很长的一段时间内,混合动力车型必将成为主流。而增程式构型,将凭借简单可靠、低能耗、低成本、适配纯电构型等因素,可以成为最终的赢家。

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广西卡友hnkojg

轻卡以下还是能做一下增程式,中卡以上还是得发动机介入加电机一起驱动,要不然那个小电池基本都吃不消,国内做增城式的品牌乘用车不是没有,最后都是高油耗收场,还必须带个大电池!卡车加速需要释放太大电流,估计很难达成

河北卡友ovgjzi:大电流不是问题,问题是重卡跑高速的时候本来效率就很高了,这个时候发动机发电有效率损失,电转为驱动也有损失

广西卡友hnkojg回复河北卡友ovgjzi :问题是你得用多大的发电机才能去到电池里?现在电动自卸车都要两个充电桩才能几个小时了充满!发动机带动发电机以后转换电去电池,电池在由控制器去给电机驱动,发电机的电是不能直接驱动电机的!个人觉得增程不会出现在重卡,P2和P2加P4会是主流

河北卡友ovgjzi:增程并不是电池充满才能用,电量掉到一个程度发电机介入,发出来的电直接供电机用,电机用量低就给电池补点电,瞬间功率大就发电机和电池一起供电

查看全部17条回复
2023-11-21 21:02
kayou3054538

哪天我研究出一百公斤的电池体积小又能装一千度电的时候就好了!再研究超高校级太阳能发电板!这样半挂的快递车车厢外宽全部贴上太阳能加上超级电池就可以告别内燃机时代了!一百平方的太阳能百分百太阳照射能每个小时产生一千度电就牛逼了

kayou3054538:人类只要拥有用之不尽的电能就可以很幸福的繁衍生息了!不在有万恶的资本家了!生产的电器可以不用设计短寿命了!人们不用为了生活辛苦劳作一辈子了!到时人们每天工作两三小时就可以解决生活问题了!一台车基本上可以用一辈子!房子可以设计积木拼接的模式!房子就可以永久使用,布局可以随时安装改变!吃的穿的这些都可以机械化全自动生产!只需要人类的监管就可以了!不再需要劳动力来生产!全部数字化!

kayou3054538:到时人类的食物全部统一由机械机器人生产种植!这样生产出来的食物都是不需要科技狠活!人类只需要用人生的十分之一的时间用来工作就可以解决一辈子的吃住行所需的全部资源!这样人类就可以有更多时间来享受生活了而不是一辈子辛苦劳作来养活一部分资本家!届时人人平等,没有人喜欢金钱权利,因为这些人人都有!这才是人类存在的最高境界!

卡家海军~:想法很好,但能量守恒,太阳能转化效率即便达到了100%,也不可能有这么大的功率。

2024-01-12 20:49
男人的快乐小陈

增程式混合动力适合中短途运输,长途的话就是氢燃料电池卡车,氢能源卡车,天然气卡车(用生物天然气)

卡家海军~:氢燃料电池卡车,理论上来说,也是增程式构型。

CBR1000回复卡家海军~ :也能单独烧氢,就是这玩意很危险

2023-11-21 09:34
湖南卡友zprylt

3吨重的车只能运载1吨多的东西?到底是为了运送东西还是为了溜车?车不是为运载重物而生产的么?以前二八杠自行车不到30斤的自重加个人在上面骑行,能轻松运载300多斤!!!现在机动车造的这么好看,运的东西连自重都没超过去,真是科技使人退步呀!!!

辽宁卡友atolrb:存货

2023-11-27 20:00
钟祥龙哥

欧曼和解放现在就是走的E-CVT,而东风正在加速研发增程的REEV(那样故障率也更低)。原来一直看不透东风,看了海军的报道,心情豁然开朗,相信东风会在新能源上傲视群雄。

卡家海军~:嗯嗯,我看好增程式

2023-11-21 07:14
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