Je technológia s predĺženým dosahom zaostala?
Minulý týždeň spoločnosť Huawei Yu Chengdong v rozhovore uviedla, že „je nezmysel tvrdiť, že vozidlo s predĺženým dojazdom nie je dostatočne pokročilé. Režim predĺženého dojazdu je v súčasnosti najvhodnejším režimom vozidla s novou energiou.“
Toto vyhlásenie opäť vyvolalo búrlivú diskusiu medzi priemyslom a spotrebiteľmi o rozšírenej hybridnej technológii (ďalej len „rozšírený proces“). Svoje názory vyjadrilo aj niekoľko šéfov automobilových spoločností, ako napríklad generálny riaditeľ spoločnosti Ideal Li Xiang, generálny riaditeľ spoločnosti Weima Shen Hui a generálny riaditeľ spoločnosti WeiPai Li Ruifeng.
Li Ruifeng, generálny riaditeľ značky Wei, sa priamo rozprával s Yu Chengdongom na Weibo a povedal, že „výroba železa musí byť stále náročná a v odvetví panuje zhoda v tom, že hybridná technológia pridávania programov je zaostalá.“ Okrem toho si generálny riaditeľ značky Wei okamžite kúpil M5 na testovanie, čím do diskusie pridal ďalší závan pušného prachu.
V skutočnosti, ešte pred touto vlnou diskusií o tom, „či je zvýšenie spätné“, viedli ideálne a vedúci predstavitelia Volkswagenu tiež „búrlivú diskusiu“ o tejto otázke. Feng Sihan, generálny riaditeľ Volkswagenu China, otvorene povedal, že „program zvýšenia je najhorším riešením“.
Pri pohľade na domáci automobilový trh v posledných rokoch možno konštatovať, že nové autá si vo všeobecnosti vyberajú dva druhy pohonu – predĺžený dojazd alebo čisto elektrinu – a zriedkavo sa venujú plug-in hybridnému pohonu. Naopak, tradičné automobilky majú svoje nové energetické produkty buď čisto elektrinu, alebo plug-in hybrid a o predĺžený dojazd sa vôbec „nestarajú“.
Avšak s rastúcim počtom nových automobilov na trhu, ktoré prijímajú systém predĺženého dojazdu, a s nástupom populárnych automobilov, ako sú Ideal One a Enjie M5, si predĺžený dojazd postupne získava u spotrebiteľov oboznámenie a stal sa bežnou hybridnou formou na dnešnom trhu.
Rýchly nárast predĺženého dojazdu bude mať nepochybne vplyv na predaj palivových a hybridných modelov tradičných automobiliek, čo je koreňom sporu medzi vyššie uvedenými tradičnými automobilkami a novovyrobenými automobilmi.
Takže, je technológia predĺženého dojazdu spätne fungujúca? Aký je rozdiel medzi plug-in batériami? Prečo si nové autá vyberajú predĺžený dojazd? Na tieto otázky Che Dongxi našiel odpovede po dôkladnom preštudovaní dvoch technických ciest.
1. Mixovanie s rozšíreným rozsahom a plug-in majú rovnaký koreň a štruktúra rozšíreného rozsahu je jednoduchšia.
Predtým, ako budeme hovoriť o predĺženom dojazde a plug-in hybride, si najprv predstavme tieto dva druhy pohonu.
Podľa národného štandardného dokumentu „Terminológia elektrických vozidiel“ (gb/t 19596-2017) sa elektrické vozidlá delia na čisto elektrické vozidlá (ďalej len „čisto elektrické vozidlá“) a hybridné elektrické vozidlá (ďalej len „hybridné elektrické vozidlá“).
Hybridné vozidlá možno podľa štruktúry výkonu rozdeliť na sériové, paralelné a hybridné. Sériový typ znamená, že hnacia sila vozidla pochádza iba z motora; paralelný typ znamená, že hnacia sila vozidla je dodávaná motorom a spaľovacím motorom súčasne alebo samostatne; hybridný typ sa vzťahuje na dva režimy jazdy sériovo/paralelne súčasne.
Predĺžovač dojazdu je sériový hybrid. Predĺžovač dojazdu zložený z motora a generátora nabíja batériu a batéria poháňa kolesá, alebo predĺžovač dojazdu priamo dodáva energiu motoru na pohon vozidla.
Koncept interpolácie a mixovania je však pomerne zložitý. V prípade elektrických vozidiel možno hybridy rozdeliť aj na hybridy s externým nabíjaním a hybridy bez externého nabíjania podľa kapacity externého nabíjania.
Ako už názov napovedá, pokiaľ má nabíjací port a je možné ho externe nabíjať, ide o externe nabíjateľný hybrid, ktorý možno nazvať aj „plug-in hybrid“. Podľa tejto klasifikačnej normy je predĺžený dojazd druhom interpolácie a mixovania.
Podobne aj hybrid bez možnosti externého nabíjania nemá nabíjací port, takže ho nemožno nabíjať externe. Batériu dokáže nabíjať iba prostredníctvom motora, rekuperáciou kinetickej energie a inými metódami.
V súčasnosti sa však hybridný typ na trhu vyznačuje najmä štruktúrou výkonu. V súčasnosti je plug-in hybridný systém paralelným alebo hybridným hybridným systémom. V porovnaní s predĺženým dojazdom (sériový typ) dokáže plug-in hybridný (hybridný) motor nielen dodávať elektrickú energiu pre batérie a motory, ale aj priamo poháňať vozidlá prostredníctvom hybridnej prevodovky (ECVT, DHT atď.) a vytvárať spoločnú silu s motorom na pohon vozidiel.
Plug-in hybridné systémy, ako napríklad hybridný systém Great Wall Lemon, hybridný systém Geely Raytheon a hybridný systém BYD DM-I, sú všetky hybridné hybridné systémy.
Motor v zariadení Range Extender nemôže priamo poháňať vozidlo. Musí vyrábať elektrinu prostredníctvom generátora, ukladať ju do batérie alebo ju priamo dodávať do motora. Motor, ako jediný zdroj hnacej sily celého vozidla, poskytuje energiu pre vozidlo.
Preto tri hlavné časti systému predlžovača dojazdu – predlžovač dojazdu, batéria a motor – nie sú mechanicky prepojené, ale sú elektricky prepojené, takže celková štruktúra je relatívne jednoduchá; Štruktúra plug-in hybridného systému je zložitejšia a vyžaduje si prepojenie medzi rôznymi dynamickými doménami prostredníctvom mechanických komponentov, ako je napríklad prevodovka.
Vo všeobecnosti sa väčšina mechanických prevodových komponentov v hybridnom systéme vyznačuje vysokými technickými bariérami, dlhým aplikačným cyklom a patentovým fondom. Je zrejmé, že nové autá „hľadajúce rýchlosť“ nemajú čas naštartovať sa s prevodovými stupňami.
Pre tradičné podniky zaoberajúce sa vozidlami na palivá je však mechanická prevodovka jednou z ich silných stránok a majú rozsiahle technické skúsenosti a skúsenosti s hromadnou výrobou. Keď prichádza vlna elektrifikácie, je pre tradičné automobilky zjavne nemožné vzdať sa desaťročí alebo dokonca storočí technologického nahromadenia a začať odznova.
Veď je ťažké urobiť veľký obrat.
Preto sa jednoduchšia štruktúra s predĺženým dojazdom stala najlepšou voľbou pre nové vozidlá a plug-in hybrid, ktorý dokáže nielen naplno využiť odpadové teplo z mechanického prevodu a znížiť spotrebu energie, sa stal prvou voľbou pre transformáciu tradičných automobilových podnikov.
2. Predĺžený dojazd sa začal pred sto rokmi a batéria motora bola kedysi drag bottle.
Po objasnení rozdielu medzi plug-in hybridom a predĺženým dojazdom a prečo si nové autá vo všeobecnosti vyberajú predĺžený dojazd, si tradičné automobilky vyberajú plug-in hybrid.
Takže pre rozšírený rozsah, znamená jednoduchá štruktúra zaostalosť?
V prvom rade, z hľadiska času je predĺžený dojazd skutočne zaostalá technológia.
História predĺženého dojazdu siaha až do konca 19. storočia, keď Ferdinand Porsche, zakladateľ spoločnosti Porsche, postavil prvý sériový hybridný automobil na svete s názvom Lohner Porsche.
Lohner Porsche je elektrické vozidlo. Na pohon vozidla sú umiestnené dva nábojové elektromotory na prednej náprave. Kvôli krátkemu dojazdu však Ferdinand Porsche nainštaloval dva generátory na zlepšenie dojazdu vozidla, čím vytvoril sériový hybridný systém a stal sa predchodcom predĺženia dojazdu.
Keďže technológia predĺženého dojazdu existuje už viac ako 120 rokov, prečo sa tak rýchlo nerozvíja?
V prvom rade je v systéme s predĺženým dojazdom motor jediným zdrojom energie na kolese a zariadenie s predĺženým dojazdom možno chápať ako veľký solárny nabíjací poklad. Prvý vstupuje fosílne palivá a vydáva elektrickú energiu, zatiaľ čo druhý vstupuje solárnu energiu a vydáva elektrickú energiu.
Základnou funkciou predĺžovača dojazdu je preto premena typu energie, najprv premena chemickej energie vo fosílnych palivách na elektrickú energiu a potom premena elektrickej energie na kinetickú energiu prostredníctvom motora.
Podľa základných fyzikálnych poznatkov je v procese premeny energie nevyhnutná určitá spotreba. V celom systéme s predĺženým dojazdom dochádza k najmenej dvom premenám energie (chemická energia, elektrická energia, kinetická energia), takže energetická účinnosť systému s predĺženým dojazdom je relatívne nižšia.
V ére prudkého vývoja vozidiel na palivo sa tradičné automobilky sústreďujú na vývoj motorov s vyššou palivovou účinnosťou a prevodoviek s vyššou účinnosťou prenosu. Ktorá spoločnosť v tom čase dokázala zlepšiť tepelnú účinnosť motora o 1 %, alebo sa dokonca priblížiť k Nobelovej cene?
Preto mnohé automobilky opustili a ignorovali energetickú štruktúru s predĺženým dojazdom, ktorá nemôže zlepšiť, ale skôr znížiť energetickú účinnosť.
Po druhé, okrem nízkej energetickej účinnosti sú motory a batérie tiež dvoma hlavnými dôvodmi, ktoré obmedzujú vývoj predĺženého dojazdu.
V systéme s predĺženým dojazdom je motor jediným zdrojom energie vozidla, ale pred 20 ~ 30 rokmi nebola technológia pohonu vozidla vyspelá a náklady boli vysoké, objem bol relatívne veľký a výkon nedokázal poháňať vozidlo samostatne.
V tom čase bola situácia s batériami podobná ako v prípade motorov. Ani hustota energie, ani jednotlivá kapacita sa nedali porovnávať so súčasnou technológiou batérií. Ak chcete mať veľkú kapacitu, potrebujete väčší objem, čo prinesie vyššie náklady a vyššiu hmotnosť vozidla.
Predstavte si, že pred 30 rokmi, ak by ste zostavili vozidlo s predĺženým dojazdom podľa troch elektrických ukazovateľov ideálneho vozidla, náklady by sa okamžite zvýšili.
Avšak, predĺžený dojazd je úplne poháňaný motorom a motor má výhody absencie hysterézie krútiaceho momentu, tichého chodu atď. Preto sa pred popularizáciou predĺženého dojazdu v oblasti osobných automobilov viac používal vo vozidlách a lodiach, ako sú tanky, obrovské banské vozidlá, ponorky, ktoré nie sú citlivé na cenu a objem a majú vyššie požiadavky na výkon, tichý chod, okamžitý krútiaci moment atď.
Na záver možno konštatovať, že generálny riaditeľ spoločností Wei Pai a Volkswagen môže povedať, že predĺžený dojazd je zaostalá technológia. V ére prudko rastúcich vozidiel na palivo je predĺžený dojazd s vyššími nákladmi a nižšou účinnosťou skutočne zaostalou technológiou. Volkswagen a Great Wall (značka Wei) sú tiež dve tradičné značky, ktoré vyrástli v dobe pohonných hmôt.
Nastal čas do súčasnosti. Hoci v zásade neexistuje žiadna kvalitatívna zmena medzi súčasnou technológiou predĺženého dojazdu a technológiou predĺženého dojazdu spred viac ako 100 rokov, stále ide o výrobu energie generátorom s predĺženým dojazdom, motorové vozidlá, ktoré možno stále nazývať „zaostalou technológiou“.
Po storočí však konečne prišla technológia predĺženého dojazdu. S rýchlym rozvojom technológie motorov a batérií sa pôvodné dva mopy stali jej najdôležitejšou konkurenciou, čím sa odstránili nevýhody predĺženého dojazdu v dobe pohonných hmôt a začali sa dobývať trh s palivami.
3. Selektívne miešanie v mestských prevádzkových podmienkach a pri vysokorýchlostných prevádzkových podmienkach s predĺženým dosahom
Pre spotrebiteľov je jedno, či je predĺžený dojazd zaostalou technológiou, ale ktorá je úspornejšia z hľadiska spotreby paliva a ktorá sa pohodlnejšie šoféruje.
Ako už bolo spomenuté, predĺžovač dojazdu je sériová konštrukcia. Predĺžovač dojazdu nemôže priamo poháňať vozidlo a všetok výkon pochádza z motora.
Vďaka tomu majú vozidlá so systémom predĺženého dojazdu podobný zážitok z jazdy a jazdné vlastnosti ako čisté električky. Pokiaľ ide o spotrebu energie, predĺžený dojazd je tiež podobný čisto elektrickej energii – nízka spotreba energie v mestských podmienkach a vysoká spotreba energie pri vysokej rýchlosti.
Konkrétne, pretože predĺžovač dojazdu iba nabíja batériu alebo napája motor, je možné ho väčšinu času udržiavať v relatívne ekonomickom rozsahu rýchlosti. Dokonca aj v čisto elektrickom režime (najprv spotrebúva energiu z batérie) sa predĺžovač dojazdu nedokáže ani naštartovať, ani spotrebovať palivo. Motor vozidla na palivo však nemôže vždy pracovať v pevnom rozsahu rýchlosti. Ak potrebujete predbiehať a zrýchľovať, musíte zvýšiť rýchlosť a ak uviaznete v dopravnej zápche, budete dlho bežať na voľnobeh.
Preto je za normálnych jazdných podmienok spotreba energie (spotreba paliva) s predĺženým dojazdom na nízkorýchlostných mestských cestách vo všeobecnosti nižšia ako u vozidiel s palivom vybavených motorom s rovnakým objemom.
Avšak, rovnako ako pri čistej elektrine, spotreba energie pri vysokých rýchlostiach je vyššia ako pri nízkych rýchlostiach; Naopak, spotreba energie vozidiel na palivo pri vysokých rýchlostiach je nižšia ako v mestských podmienkach.
To znamená, že pri vysokorýchlostnej prevádzke je spotreba energie motora vyššia, batéria sa spotrebuje rýchlejšie a predĺžovač dojazdu bude musieť pracovať pri „plnom zaťažení“ dlhší čas. Navyše, kvôli existencii batériových blokov je hmotnosť vozidla s predĺženým dojazdom rovnakej veľkosti vo všeobecnosti väčšia ako hmotnosť vozidla na palivo.
Vozidlá na palivo profitujú z existencie prevodovky. Pri vysokých rýchlostiach môže vozidlo zaradiť vyšší prevodový stupeň, takže motor pracuje na ekonomickej rýchlosti a spotreba energie je relatívne nižšia.
Preto je vo všeobecnosti spotreba energie s predĺženým dojazdom pri vysokorýchlostných prevádzkových podmienkach takmer rovnaká ako u vozidiel na palivo s rovnakým objemom motora, alebo dokonca vyššia.
Po diskusii o charakteristikách spotreby energie vozidiel s predĺženým dojazdom a paliva, existuje hybridná technológia, ktorá dokáže kombinovať výhody spotreby energie pri nízkej rýchlosti vozidiel s predĺženým dojazdom a spotreby energie vozidiel s nízkou rýchlosťou a môže mať úspornejšiu spotrebu energie v širšom rozsahu rýchlostí?
Odpoveď je áno, teda, zmiešajte to.
Stručne povedané, plug-in hybridný systém je pohodlnejší. V porovnaní s predĺženým dojazdom môže prvý z nich poháňať vozidlo priamo spaľovacím motorom za podmienok vysokej rýchlosti. V porovnaní s palivom môže byť plug-in hybridný systém podobný predĺženému dojazdu. Motor dodáva energiu elektromotoru a poháňa vozidlo.
Okrem toho má plug-in hybridný systém aj hybridné prevodovky (ECVT, DHT), ktoré umožňujú dosiahnuť „integráciu“ výkonu motora a spaľovacieho motora a zvládnuť tak rýchlu akceleráciu alebo vysoký dopyt po výkone.
Ale ako sa hovorí, niečo získaš, len ak sa toho vzdáš.
Vzhľadom na existenciu mechanického prevodového mechanizmu je štruktúra plug-in mixovania zložitejšia a objem je relatívne väčší. Preto je medzi plug-in hybridnými a predĺženými modelmi rovnakej úrovne kapacita batérie modelu s predĺženým dojazdom väčšia ako u plug-in hybridného modelu, čo môže tiež priniesť dlhší čisto elektrický dojazd. Ak sa vozidlo pohybuje iba v meste, predĺžený dojazd je možné nabíjať aj bez dopĺňania paliva.
Napríklad kapacita batérie ideálneho modelu z roku 2021 je 40,5 kWh a dojazd v čisto elektrickom režime NEDC je 188 km. Kapacita batérie modelov Mercedes Benz gle 350 e (plug-in hybridná verzia) a BMW X5 xdrive45e (plug-in hybridná verzia) blízkych jeho veľkosti je iba 31,2 kWh a 24 kWh a dojazd v čisto elektrickom režime NEDC je iba 103 km a 85 km.
Dôvod, prečo je model BYD DM-I v súčasnosti taký populárny, je do veľkej miery ten, že kapacita batérie predchádzajúceho modelu je väčšia ako u starého modelu DM a dokonca prevyšuje kapacitu batérie modelu s predĺženým dojazdom rovnakej úrovne. Dochádzanie v mestách je možné dosiahnuť iba s použitím elektriny a bez oleja, a náklady na používanie automobilov sa zodpovedajúcim spôsobom znížia.
Stručne povedané, v prípade novovyrobených vozidiel si plug-in hybrid (hybrid) so zložitejšou štruktúrou vyžaduje nielen dlhší predvýskumný a vývojový cyklus, ale aj veľký počet testov spoľahlivosti celého plug-in hybridného systému, čo samozrejme nie je rýchle.
S rýchlym rozvojom technológie batérií a motorov sa predĺženie dojazdu s jednoduchšou konštrukciou stalo „skratkou“ pre nové autá, ktorá priamo obchádza najťažšiu časť výroby automobilov týkajúcu sa pohonu.
Ale kvôli novej energetickej transformácii tradičných automobiliek sa očividne nechcú vzdať pohonných, prevodových a iných systémov, do ktorých investovali mnoho rokov energie (ľudských a finančných zdrojov) do výskumu a vývoja, a potom začať odznova.
Hybridná technológia, ako napríklad plug-in hybrid, ktorá dokáže nielen naplno využiť odpadové teplo z palivových komponentov vozidla, ako je motor a prevodovka, ale aj výrazne znížiť spotrebu paliva, sa stala bežnou voľbou tradičných automobilových podnikov doma aj v zahraničí.
Či už ide o plug-in hybrid alebo hybrid s predĺženým dojazdom, v súčasnosti ide o systém obratu v období úzkeho hrdla súčasnej technológie batérií. Keď sa v budúcnosti úplne vyriešia problémy s dojazdom batérií a účinnosťou dopĺňania energie, spotreba paliva sa úplne zníži. Hybridné technológie, ako napríklad predĺžený dojazd a plug-in hybrid, sa môžu stať hlavným spôsobom pohonu niektorých špeciálnych zariadení.
Čas uverejnenia: 19. júla 2022