¿Es la tecnología de alcance extendido una tecnología atrasada?
La semana pasada, Huawei Yu Chengdong dijo en una entrevista que "no tiene sentido decir que el vehículo de autonomía extendida no es lo suficientemente avanzado. El modo de autonomía extendida es el modo de vehículo de nueva energía más adecuado en la actualidad".
Esta declaración provocó una vez más una acalorada discusión entre la industria y los consumidores sobre la tecnología híbrida aumentada (en lo sucesivo, proceso aumentado).Y varios jefes de empresas automotrices, como el director ejecutivo de Ideal, Li Xiang, el director ejecutivo de Weima, Shen Hui, y el director ejecutivo de WeiPai, Li Ruifeng, han expresado sus opiniones.
Li Ruifeng, director ejecutivo de la marca Wei, habló directamente con Yu Chengdong en Weibo y dijo que "todavía tiene que ser difícil fabricar hierro y existe un consenso en la industria de que la tecnología híbrida de agregar programas está atrasada".Además, el director ejecutivo de la marca Wei compró inmediatamente un M5 para probarlo, añadiendo otro olor a pólvora a la discusión.
De hecho, antes de esta ola de discusión sobre "si el aumento es hacia atrás", los ejecutivos de Ideal y Volkswagen también tuvieron una "acalorada discusión" sobre este tema.Feng Sihan, director general de Volkswagen China, dijo sin rodeos que "el programa de aumento es la peor solución".
Al observar el mercado automovilístico nacional en los últimos años, se puede encontrar que los autos nuevos generalmente eligen las dos formas de energía, autonomía extendida o electricidad pura, y rara vez se involucran en energía híbrida enchufable.Por el contrario, las empresas de automóviles tradicionales, por el contrario, sus nuevos productos energéticos son electricidad pura o híbridos enchufables, y no les "importa" en absoluto la autonomía extendida.
Sin embargo, con cada vez más automóviles nuevos que adoptan el sistema de rango extendido en el mercado y la aparición de autos populares como el ideal y el Enjie M5, los consumidores conocen gradualmente el rango extendido y se ha convertido en una forma híbrida convencional en el mercado. hoy.
El rápido aumento de la autonomía ampliada seguramente tendrá un impacto en las ventas de combustible y de modelos híbridos de las empresas de automóviles tradicionales, que es la raíz de la disputa entre las empresas de automóviles tradicionales antes mencionadas y los automóviles de nueva construcción.
Entonces, ¿la tecnología de alcance extendido está atrasada?¿Cuál es la diferencia con el complemento?¿Por qué los coches nuevos eligen la autonomía extendida?A estas preguntas, Che Dongxi encontró algunas respuestas después de un estudio en profundidad de las dos rutas técnicas.
1. El rango extendido y la mezcla de complementos tienen la misma raíz, y la estructura del rango extendido es más simple.
Antes de hablar de la autonomía extendida y del híbrido enchufable, primero introduzcamos estas dos formas de energía.
Según el documento estándar nacional "Terminología de vehículos eléctricos" (gb/t 19596-2017), los vehículos eléctricos se dividen en vehículos eléctricos puros (en lo sucesivo, vehículos eléctricos puros) y vehículos eléctricos híbridos (en lo sucesivo, vehículos eléctricos híbridos). ).
El vehículo híbrido se puede dividir en serie, paralelo e híbrido según la estructura de potencia.Entre ellos, el tipo serie significa que la fuerza motriz del vehículo proviene únicamente del motor;El tipo paralelo significa que la fuerza motriz del vehículo es suministrada por el motor y el motor al mismo tiempo o por separado;El tipo híbrido hace referencia a dos modos de conducción en serie/paralelo al mismo tiempo.
El extensor de alcance es un híbrido en serie.El extensor de alcance compuesto por motor y generador carga la batería, y la batería impulsa las ruedas, o el extensor de alcance suministra energía directamente al motor para impulsar el vehículo.
Sin embargo, el concepto de interpolación y mezcla es relativamente complejo.En términos de vehículo eléctrico, el híbrido también se puede dividir en híbrido con carga externa e híbrido sin carga externa según la capacidad de carga externa.
Como sugiere el nombre, siempre que haya un puerto de carga y se pueda cargar externamente, es un híbrido recargable externamente, que también se puede llamar "híbrido enchufable".Según este estándar de clasificación, el rango extendido es una especie de interpolación y mezcla.
De manera similar, el híbrido que no se puede cargar externamente no tiene puerto de carga, por lo que no se puede cargar externamente.Sólo puede cargar la batería a través del motor, recuperación de energía cinética y otros métodos.
Sin embargo, en la actualidad, el tipo híbrido se distingue principalmente por la estructura de potencia del mercado.En este momento, el sistema híbrido enchufable es un sistema híbrido paralelo o híbrido.En comparación con el rango extendido (tipo de serie), el motor híbrido enchufable (híbrido) no solo puede proporcionar energía eléctrica para baterías y motores, sino que también conduce vehículos directamente a través de transmisión híbrida (ECVT, DHT, etc.) y forma una articulación. Fuerza con el motor para conducir vehículos.
Los sistemas híbridos enchufables, como el sistema híbrido Great Wall Lemon, el sistema híbrido Geely Raytheon y BYD DM-I, son todos sistemas híbridos.
El motor del extensor de autonomía no puede impulsar directamente el vehículo.Debe generar electricidad a través del generador, almacenar la electricidad en la batería o suministrarla directamente al motor.El motor, como única salida de la fuerza motriz de todo el vehículo, proporciona energía al vehículo.
Por lo tanto, las tres partes principales del sistema extensor de alcance (el extensor de alcance, la batería y el motor) no implican conexión mecánica, sino que están todas conectadas eléctricamente, por lo que la estructura general es relativamente simple;La estructura del sistema híbrido enchufable es más compleja, lo que requiere el acoplamiento entre diferentes dominios dinámicos a través de componentes mecánicos como la caja de cambios.
En términos generales, la mayoría de los componentes de transmisión mecánica del sistema híbrido tienen las características de barreras técnicas elevadas, ciclos de aplicación largos y un conjunto de patentes.Es obvio que los coches nuevos que "buscan velocidad" no tienen tiempo de empezar con las marchas.
Sin embargo, para las empresas tradicionales de vehículos de combustible, la transmisión mecánica es uno de sus puntos fuertes y tienen una profunda acumulación técnica y experiencia en producción en masa.Cuando llega la marea de la electrificación, es obviamente imposible que las empresas automovilísticas tradicionales abandonen décadas o incluso siglos de acumulación de tecnología y empiecen de nuevo.
Después de todo, es difícil dar un gran giro de 180 grados.
Por lo tanto, una estructura de autonomía extendida más simple se ha convertido en la mejor opción para los vehículos nuevos, y los híbridos enchufables, que no solo pueden aprovechar al máximo el calor residual de la transmisión mecánica y reducir el consumo de energía, se han convertido en la primera opción para la transformación de empresas de vehículos tradicionales.
2. La autonomía extendida comenzó hace cien años, y la batería del motor alguna vez fue una botella de arrastre.
Después de aclarar la diferencia entre híbrido enchufable y autonomía extendida, y por qué los automóviles nuevos generalmente eligen autonomía extendida, las empresas de automóviles tradicionales optan por híbrido enchufable.
Entonces, para el rango extendido, ¿una estructura simple significa atraso?
En primer lugar, en términos de tiempo, el alcance extendido es de hecho una tecnología atrasada.
La historia de la autonomía ampliada se remonta a finales del siglo XIX, cuando Ferdinand Porsche, el fundador de Porsche, construyó el primer coche híbrido de serie del mundo, Lohner Porsche.
Lohner Porsche es un vehículo eléctrico.Hay dos motores de cubo en el eje delantero para impulsar el vehículo.Sin embargo, debido a la corta autonomía, Ferdinand Porsche instaló dos generadores para mejorar la autonomía del vehículo, lo que formó un sistema híbrido en serie y se convirtió en el antepasado del aumento de autonomía.
Dado que la tecnología de alcance extendido existe desde hace más de 120 años, ¿por qué no se ha desarrollado rápidamente?
En primer lugar, en el sistema de alcance extendido, el motor es la única fuente de energía en la rueda, y el dispositivo de alcance extendido puede entenderse como un gran tesoro de carga solar.El primero introduce combustibles fósiles y produce energía eléctrica, mientras que el segundo introduce energía solar y produce energía eléctrica.
Por lo tanto, la función esencial del extensor de alcance es convertir el tipo de energía, primero convirtiendo la energía química de los combustibles fósiles en energía eléctrica y luego convirtiendo la energía eléctrica en energía cinética a través del motor.
Según el conocimiento físico básico, es probable que se produzca cierto consumo en el proceso de conversión de energía.En todo el sistema de alcance extendido, están involucradas al menos dos conversiones de energía (energía química, energía eléctrica, energía cinética), por lo que la eficiencia energética del alcance extendido es relativamente menor.
En la era del vigoroso desarrollo de los vehículos de combustible, las empresas automotrices tradicionales se concentran en desarrollar motores con mayor eficiencia de combustible y cajas de cambios con mayor eficiencia de transmisión.En ese momento, ¿qué empresa podría mejorar la eficiencia térmica del motor en un 1%, o incluso cerca del Premio Nobel?
Por tanto, la estructura energética de autonomía ampliada, que no puede mejorar sino reducir la eficiencia energética, ha quedado atrás e ignorada por muchas empresas automovilísticas.
En segundo lugar, además de la baja eficiencia energética, los motores y las baterías también son dos razones importantes que limitan el desarrollo de la autonomía ampliada.
En el sistema de rango extendido, el motor es la única fuente de energía del vehículo, pero hace 20 a 30 años, la tecnología del motor de accionamiento del vehículo no estaba madura y el costo era alto, el volumen era relativamente grande y la potencia no podía conducir el vehículo solo.
En aquella época, la situación de la batería era similar a la del motor.Ni la densidad de energía ni la capacidad única pueden compararse con la tecnología de baterías actual.Si se quiere tener una gran capacidad, se necesita un mayor volumen, lo que supondrá costes más elevados y mayor peso del vehículo.
Imagínate que hace 30 años, si montaras un vehículo de autonomía extendida según los tres indicadores eléctricos del ideal, el coste se dispararía directamente.
Sin embargo, el rango extendido es completamente impulsado por el motor, y el motor tiene las ventajas de no tener histéresis de par, ser silencioso, etc.Por lo tanto, antes de la popularización del alcance extendido en el campo de los turismos, se aplicaba más a vehículos y barcos como tanques, vagones mineros gigantes y submarinos, que no son sensibles al coste y al volumen, y tienen mayores requisitos de potencia y silencio. , par instantáneo, etc.
En conclusión, no es descabellado que el director ejecutivo de Wei Pai y Volkswagen diga que la autonomía extendida es una tecnología atrasada.En la era del auge de los vehículos de combustible, la autonomía extendida con mayor costo y menor eficiencia es de hecho una tecnología atrasada.Volkswagen y Great Wall (marca Wei) también son dos marcas tradicionales que han crecido en la era del combustible.
Ha llegado el momento del presente.Aunque, en principio, no existe un cambio cualitativo entre la tecnología de rango extendido actual y la tecnología de rango extendido de hace más de 100 años, todavía son la generación de energía con generadores de rango extendido y los vehículos motorizados los que todavía pueden denominarse "tecnología atrasada".
Sin embargo, después de un siglo, finalmente ha llegado la tecnología de alcance extendido.Con el rápido desarrollo de la tecnología de motores y baterías, los dos trapeadores originales se han convertido en su competitividad más importante, borrando las desventajas del alcance extendido en la era del combustible y comenzando a afectar el mercado de combustibles.
3. Mezcla enchufable selectiva en condiciones de trabajo urbanas y condiciones de trabajo de alta velocidad de rango extendido
A los consumidores no les importa si la autonomía ampliada es una tecnología atrasada, sino cuál es más eficiente en el consumo de combustible y cuál es más cómodo de conducir.
Como se mencionó anteriormente, el extensor de alcance es una estructura en serie.El extensor de alcance no puede impulsar el vehículo directamente y toda la energía proviene del motor.
Por lo tanto, esto hace que los vehículos con sistema de alcance extendido tengan una experiencia de conducción y características de conducción similares a las de los tranvías puros.En términos de consumo de energía, la autonomía extendida también es similar a la electricidad pura: bajo consumo de energía en condiciones urbanas y alto consumo de energía en condiciones de alta velocidad.
Específicamente, debido a que el extensor de rango sólo carga la batería o suministra energía al motor, el extensor de rango se puede mantener en un rango de velocidad relativamente económico la mayor parte del tiempo.Incluso en el modo de prioridad puramente eléctrico (consumiendo primero la energía de la batería), el extensor de autonomía ni siquiera puede arrancar ni producir consumo de combustible.Sin embargo, el motor de un vehículo de combustible no siempre puede funcionar en un rango de velocidad fijo.Si necesita adelantar y acelerar, debe aumentar la velocidad y, si está atrapado en un atasco, permanecerá inactivo durante mucho tiempo.
Por lo tanto, en condiciones normales de conducción, el consumo de energía (consumo de combustible) de autonomía extendida en vías urbanas de baja velocidad es generalmente menor que el de los vehículos de combustible equipados con el mismo motor de cilindrada.
Sin embargo, al igual que ocurre con la electricidad pura, el consumo de energía en condiciones de alta velocidad es mayor que en condiciones de baja velocidad;Por el contrario, el consumo de energía de los vehículos de combustible en condiciones de alta velocidad es menor que en condiciones urbanas.
Esto significa que en condiciones de trabajo a alta velocidad, el consumo de energía del motor es mayor, la energía de la batería se consumirá más rápido y el extensor de alcance deberá funcionar a "carga completa" durante mucho tiempo.Además, debido a la existencia de paquetes de baterías, el peso de los vehículos de autonomía extendida del mismo tamaño es generalmente mayor que el de los vehículos de combustible.
Los vehículos de combustible se benefician de la existencia de la caja de cambios.En condiciones de alta velocidad, el vehículo puede subir a una marcha más alta, de modo que el motor funciona a una velocidad económica y el consumo de energía es relativamente menor.
Por lo tanto, en términos generales, el consumo de energía de autonomía extendida en condiciones de trabajo a alta velocidad es casi el mismo que el de los vehículos de combustible con el mismo motor de cilindrada, o incluso mayor.
Después de hablar sobre las características de consumo de energía de los vehículos de autonomía extendida y de combustible, ¿existe una tecnología híbrida que pueda combinar las ventajas del consumo de energía a baja velocidad de los vehículos de autonomía extendida y el consumo de energía a baja velocidad de los vehículos de combustible, y pueda tener un consumo de energía más económico? en un rango de velocidad más amplio?
La respuesta es sí, es decir, mézclalo.
En definitiva, el sistema híbrido enchufable es más cómodo.En comparación con la gama extendida, el primero puede conducir el vehículo directamente con el motor en condiciones de trabajo a alta velocidad;En comparación con el combustible, la mezcla enchufable también puede ser como una autonomía extendida.El motor suministra energía al motor y acciona el vehículo.
Además, el sistema híbrido enchufable también cuenta con transmisiones híbridas (ECVT, DHT), que permiten que la potencia respectiva del motor y del motor logren una "integración" para hacer frente a una aceleración rápida o una alta demanda de potencia.
Pero como dice el refrán, sólo puedes conseguir algo si lo abandonas.
Debido a la existencia de un mecanismo de transmisión mecánica, la estructura de la mezcla enchufable es más compleja y el volumen es relativamente mayor.Por lo tanto, entre los modelos híbridos enchufables y de autonomía extendida del mismo nivel, la capacidad de la batería del modelo de autonomía extendida es mayor que la del modelo híbrido enchufable, que también puede aportar una autonomía eléctrica pura más larga.Si el vehículo solo se desplaza por zonas urbanas, la autonomía ampliada se puede cargar incluso sin repostar.
Por ejemplo, la capacidad de la batería ideal para 2021 es de 40,5 kWh y el kilometraje de resistencia eléctrica pura del NEDC es de 188 km.La capacidad de la batería del Mercedes Benz gle 350 e (versión híbrida enchufable) y del BMW X5 xdrive45e (versión híbrida enchufable) cercana a su tamaño es de solo 31,2 kwh y 24 kwh, y el kilometraje de resistencia eléctrica pura del NEDC es de solo 103 km y 85 kilómetros.
La razón por la que el modelo DM-I de BYD es tan popular actualmente es en gran parte porque la capacidad de la batería del modelo anterior es mayor que la del modelo DM antiguo, e incluso supera la del modelo de rango extendido del mismo nivel.Los desplazamientos en las ciudades se pueden lograr utilizando sólo electricidad y nada de petróleo, y el coste del uso de automóviles se reducirá en consecuencia.
En resumen, para los vehículos de nueva construcción, los híbridos enchufables (híbridos) con una estructura más compleja requieren no sólo un ciclo previo de investigación y desarrollo más largo, sino también una gran cantidad de pruebas de confiabilidad en todo el sistema híbrido enchufable, lo cual es Obviamente no es rápido en el tiempo.
Con el rápido desarrollo de la tecnología de baterías y motores, la ampliación del alcance con una estructura más simple se ha convertido en un "atajo" para los automóviles nuevos, pasando directamente por la parte energética más difícil de la construcción de automóviles.
Pero para la nueva transformación energética de las empresas automovilísticas tradicionales, obviamente no quieren renunciar a la potencia, la transmisión y otros sistemas en los que han invertido muchos años de energía (recursos humanos y financieros) en investigación y desarrollo, y luego empezar desde cero. rascar.
La tecnología híbrida, como el híbrido enchufable, que no sólo puede aprovechar al máximo el calor residual de los componentes del vehículo como el motor y la caja de cambios, sino que también reduce en gran medida el consumo de combustible, se ha convertido en la opción común de las empresas de vehículos tradicionales en el país y en el extranjero.
Por lo tanto, ya sea un híbrido enchufable o de autonomía extendida, en realidad es el esquema de facturación en el período de cuello de botella de la tecnología de baterías actual.Cuando los problemas de autonomía de la batería y eficiencia de reposición de energía se resuelvan por completo en el futuro, el consumo de combustible se eliminará por completo.La tecnología híbrida, como la de autonomía extendida y la híbrida enchufable, puede convertirse en el modo de energía de algunos equipos especiales.
Hora de publicación: 19-jul-2022