插电混合动力汽车回收的能量主要利用在两个方面:
- 在怠速、起步、低速行驶时用纯电驱动,避免发动机的极低效区间;
- 在正常行驶、加速、上坡等工况下协助发动机输出动力,使得发动机工作在高效区间。
那么趁这个机会,我想给大家讲讲插电式混合动力汽车的电都能怎么用,而它的电又都从哪里来。
混合动力汽车的电有什么用?
在发动机效率极低的工况替代发动机出力
下面这两张图分别是某普通驱动电机的map图和马自达创驰蓝天发动机的map图。
某电机map图
创驰蓝天发动机map图
可以看到,即使是在低效区域,电动机的效率也有50-80%,但是相比之下,内燃机在低效区的效率只有5-20%左右。
所以对于混合动力汽车来说,在怠速、起步、堵车等低速、低功率工况下,电机效率会远远高于发动机,这时候完全用纯电驱动是最合适的选择。
在发动机效率较低的工况下协助发动机出力
对于混合动力汽车来说,由于有了电机的存在,发动机可以更容易的工作在高效率区间。
就以加速工况为例,如果是纯燃油车,发动机必须工作在A点才能满足驾驶员的需求。
但是对于混动汽车,就可以由电机提供一部分动力,从而使得发动机工作在效率更高的B点。
当然了,除了加速,其他的部分工况电机也可以帮助发动机出力而降低油耗。
在行驶里程较短时当做纯电动车来用
对于一辆续航50km的插电混动汽车来说,如果行驶里程只有10km,那么完全就可以当作一台纯电动汽车使用。
插电式混合动力汽车的电从哪里来?
充电桩充电
既然叫插电式混合动力,那么第一种方法肯定是从充电桩充电嘛,这一点没什么好说的。
下坡&必要减速时动能转化为电能
这个其实就是问题里说到的动能回收。
从能量角度来说,能量回收是一个将车辆的动能(减速)或重力势能(下坡)转化为电能的过程。
从技术角度来说,在车辆下坡或减速时,电机不再输出动力,而是由车轮反拖电机发电,然后将电能储存到电池中。
值得注意的是,由于发电和充电过程都有能量损失,并且为了保护电池会限制最大充电功率,所以能量回收系统是无法完全将损失的能量都冲进电池里去的。
大部分情况下,能量回收的效率在50-80%之间。
所以,只有当下坡、接近红绿灯、前车减速……等必须减速的情况下使用能量回收才是省油的;相反,在一条空旷的大马路上加速到80——能量回收到60——加速到80……(循环)肯定是没有75匀速行驶更省油的。
利用发动机发电
当发动机工作在高效区时,也可以利用发动机发电。
当然,有朋友可能会疑惑,发动机发电效率也不高,这个操作是不是有多此一举的嫌疑?
在大部分情况下是的,但是有的时候,这种操作反而会更省油——比如应对长距离拥堵的时候。
假设车辆在高速巡航行驶时发动机效率35%,电机发电效率90%,电池充放电总效率90%,低速行驶时电机效率60%。
那么这种操作的综合热效率仍然能够有17%,高于发动机在堵车时的热效率,所以利用发动机工作在高效区时发电来应对长距离拥堵的确是可以省油的。
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