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增程属于电动还是混动,为何选择它的车企如此少?

2020-05-10 发布于 迎泽资讯网




















请教三个有关底盘的技术问题:防倾杆作用的优缺点各是什么?独立悬挂的小汽车如果不装防倾杆算不算偷工减料以及用什么办法来弥补其本来起的作用?
我想,你问这个问题想必也是在网上看过许多资料了,那我也就默认你有一定的知识基础来说。
防倾杆的核心能力便是减少车身平面与两个车轮轴心连线的角度。看下图,正常车辆行驶时车身平面(绿线)与车轮轴心的连线(红线)应该是平行的。
而在转弯时,车身会向外倾,车身平面和车轮轴心连线之间便有了一个角度,这个角度越大,车身侧倾越厉害,对车辆的操控和安全越不利。
防倾杆类似扭力梁,形似“冖“,车身侧倾必然造成一侧悬架压缩,一侧悬架拉伸,防倾杆”冖 “一端向上,一端向下,杆身便会被扭转,从而产生抵抗这种扭转的力,车身侧倾越严重,杆身扭转越厉害,产生的反作用力也越大,可以减少车身侧倾的趋势。
使用防倾杆的效果主要是调节改善操控性,前轴布置防倾杆,防倾杆越粗,抗扭强度越高,可以减少车辆的转向过度趋势,增加转向不足趋势。
它的强度需要和悬架、车身设计综合考量,并非越强越好,越粗越好。强度过高的防倾杆会降低车辆过弯时内侧车轮的下压力,甚至可能在高速过急弯时导致内侧车轮离地,完全丧失抓地力,反而影响了车辆的操控。
相对于弹簧和减振器,防倾杆因为它需要被扭转才会产生力矩,在车辆直线行驶时,即使路面起伏,两侧悬架却是一同压缩拉伸,防倾杆不会扭转,也就不起作用。
单个车轮跳动的颠簸其实也不会造成车身较大侧倾,防倾杆基本也不起作用。利用这一点,可以取得舒适性和操控性的平衡:悬架弹簧和减震器可以设置地较软,获得在直线行驶时的良好舒适性,软悬架在过弯时无法支撑车身的弱点则通过防倾杆来抑制,提升操控性。
基于以上特性,可以看到,防倾杆在家用轿车上就是给弹簧、减振器打辅助的,配不配备还是看车型定位。
买菜车完全可以不用,而注重操控性的车型(比如,我猜你想问的就是那款运动标杆的长轴版)配上防倾杆则可以事半功倍,如果将防倾杆取消同时还不提升悬架刚度的话,要么是向舒适性完全妥协,要么便确实是简配了。
除了性能车,防倾杆在越野车上应用也不少,因为越野车需要的是又软行程又长的悬挂,这种悬挂在过弯时的表现实在一言难尽,因此许多越野定位的SUV都配备了防倾杆在一定程度上改善高速行驶时的过弯安定性与安全性。
但防倾杆在越野时就是个累赘,它阻碍了悬挂的伸缩。比如这种情况,如果防倾杆工作,它倾向于使红线与黑线平行,会使车身更加倾斜,反而使车辆重心偏离,不利于越野行驶。
因此,比如牧马人卢比肯,他有一个经典的功能叫做防倾杆断开,就这个“SWAYBAR”按键,脱开防倾杆,车轮才能够得到更大的活动空间。
请教一个问题,现在汽车上大部分都会有AUTO HOLD功能,在平时用车时,等红灯等使用场景时,使用AUTO HOLD和挂N挡踩刹车,哪个省油或者对车有益。
这个问题只要明白AUTO HOLD的工作原理便清楚了。AUTO HOLD是车辆电子稳定系统ESP的衍生功能。
在停车、驾驶员松开刹车后,仍然维持刹车助力泵的油压,相当于是车辆自己帮你踩着刹车。整个刹车系统的工作状态和驾驶员自己踩刹车并无不同。因此,可以认为AUTO HOLD=刹车。
而问题中的另一个变量是挡位,对于自动挡汽车而言,空挡自然皆大欢喜,没有传动损耗,但D挡踩刹车也不过是发动机带着液力变矩器的泵轮空转,变速箱、传动轴仍然是停止的,这种损耗也是极小的,几乎可以忽略。
另外从汽车设计的角度来讲,AUTO HOLD功能设计来便是为了解放驾驶员,降低疲劳,而不是像自动启停那样是为了承担节能减排“政治任务”而开发的,所以放心大胆的用吧。
PS:这里需要注意区别的是AUTO HOLD并不是电子手刹,AUTO HOLD是电子配置,踩刹车时助力泵已经建立了压力,松刹车时利用ESP的执行机构来维持油压,整个过程连贯,响应迅速。
而电子手刹则是电动机驱动机械结构,拉起放下电子手刹时会发出的“滋”就是电动机推动螺杆的声音,刹车力的建立需要时间。
AUTO HOLD需要持续供电,响应速度快,但是不能长时间维持,一般车辆在AUTO HOLD 3分钟之后会自动切换为电子手刹。而电子手刹只在起作用时通电,车辆断电之后可利用螺杆自锁能力保持刹车力度,因而可以用于熄火后的驻车。
可以专门做一期“增程式”解释一下吗?为什么之前也有车企用过后来都放弃了呢?它的优缺点是什么?
在之前的讲堂“THS不适合跑高速,DM II电量耗尽之后不省油,为什么?”中曾经详细地介绍了混合动力系统的分类,根据不同动力之间的连接方式来区分,混动可以分成:串联、并联和混联。
增程式便是其中的串联混动,发动机与一台发电机直连,只能发电,没有传动轴,不能驱动车辆。驱动的工作全部由另一台电动机负责。
增程式省油的核心在于让发动机与车速,车辆动力需求解耦,使其始终工作在最高效率点,车辆加速时缺少的动力,减速时多余的动力都由电池多退少补。其缺点则是能量多次转换,损失较多,在面对高速巡航这样发动机原本的高效工况时,效率反而会降低。
因为发动机只能发电,用来增加续航里程,驱动全由电机负责,所以增程式混动(串联混动)车也被称为增程式电动车。发动机就是增程器,不仅仅发动机可以做增程器,其他的储能装置比如飞轮、甚至氢燃料电池也可以认为是一种增程器。
2.当电量充足,且电池功率不足以满足电动机所需时,启动发动机发电,一起提供给电动机驱动。
3.当电量不足时,发动机必然启动发电,如果发的电比较多,大于电动机需求,那么一部分电提供给电动机驱动,另一部分电给电池充电。
4.当电量不足时,发动机必然启动发电,如果发的电不够多,小于电动机需求,那么电池也会提供一部分电能,无疑,这种状态不能持久,当达到阈值,电池不能供电,此时车辆的最高输出约等于发动机的输出。因此,增程式电动车在电池电量较低时往往加速性能较差。
1.需要一台足够强劲的驱动电机,从加速到最高时速,整辆车全指望着它呢。驱动电机=纯电动车的驱动电机。
2.需要一台热效率足够高的发动机。当车辆处于增程行驶状态时,发动机输出的机械能先转换成电能再转换成机械能。相对于传统汽车发动机→变速箱→传动系统的路径,增程式混动的动力传递路线更为复杂,对发动机的要求很高。
但是好处是增程式混动车的车速与发动机是不相关的,因此只需要在特定的几个工作点效率足够高就行,发动机的优化项目会相对较少一些。
3.这台发动机的功率还不能小,因为它必须能够承担其电池没电时候给驱动电机供电的任务,此时整车的输出完全取决于发动机的输出。而且为了车辆足够省油,这一部分的功率需求还得落在发动机的高效区间内,注意,一般发动机的高效区间并不会包括其最大功率。发动机≈传统汽车的内燃机。
4.发动机功率够大还不够,发电机小了也不行,要与发动机相匹配。发电机≈纯电动车的电动机。
在整套动力系统中,唯有电池,可以稍微弱一些,功率不需要太大,容量也不需要非常高。
控制逻辑相对简单,对电池要求不高,而且没有里程焦虑,城市行驶时发动机始终工作于高效率点,油耗比传动汽车更低。由于这些优点的存在,早期混动车中增程式方案能够占据一席之地,比如雪佛兰沃蓝达(VOLT),宝马i3增程版等。
但也必须看到增程式的缺点,对发动机、发电机、电动机的要求都很高,比传统汽车多了两台电机、电池和电控,只是少了一台变速箱。
比起纯电动车,又多了发电机和发动机。其成本压力很大,尤其是和如今常见的P2插电混动相比。P2混动仅需要一台电机,增程式混动的成本无疑更高,对平台的改动更大,空间布置也更加困难。因而也就慢慢销声匿迹了。
不过增程式技术也是在不断发展的,继承其衣钵的是本田的i-MMD锐混动技术,这是一种能够与丰田THS媲美的混动技术。它在增程式的基础上增加了一个离合器和一根传动轴。这个离合器便是其精髓所在。
纯电行驶时(如左图),离合器断开,电池供电电机驱动,相比丰田THS,没有发电机反拖问题,没有多余的损耗,纯电行驶效率很高。
目前本田尚未在期货配资 推出插电混动的锐混动车型,其电池很小,因此在城市行驶时,大多数时候采用的是串联驱动模式(中间图),离合器仍然断开,发动机只驱动发电机发电,供给驱动电机,电池的电能则查缺补漏,加速时提供额外的电能,并且在车辆低功率需求时吸收储存发动机额外发出的电能。
高速时采用发动机直接驱动模式(右图),离合器接合,因为发动机擅长应对高速工况,比起多一道转换的串联模式,发动机直驱的效率更高。此时电动机也可以输出动力,应对高速再加速需求。从而有效利用了发动机本身的高效区,弥补了传统增程式应对高速巡航这一弱项的缺点。
这就可以看出本田和丰田两家技术路线的差异,本田i-MMD要么是100%的串联混动,要么是100%的并联混动。
而丰田THS发动机的输出一部分用来发电提供给驱动电机,相当于串联;另一部分直接驱动,同时电池也给驱动电机供电驱动,这就相当于并联,串联和并联是同时存在的。就好像是两种模式的混合。
因此此学术界也有说法,将本田这种模式从”混联式混动“中摘出来,称为“复联式混动“,意为串联和并联的复合,与混合相区别。
值得一提的是,纯正的增程式仍有传承——理想ONE,与本田的改进路线不同,理想ONE仍是典型的增程式电动车,其结构与老一批的增程式混动车完全一致,注意,我这边分别用了电动车和混动车来描述两款车型。
理想为其构建的一种新的使用场景,通过加大电池容量,并使其可插电,让城市通勤归于纯电,而长途则可以通过加油来快速补充续航,让发动机隐于幕后,真正充当一个增程器,它是纯电的拓展而非混动的延续。这种新的应用场景下其实并不十分关注油耗问题,额外的续航才是关键。
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