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混合动力汽车自充自用的省油原理

来源： 最后更新：23-08-23 07:04:56

混合动力汽车自充自用的省油原理

混合动力汽车「自充自用」的省油原理为转化率差值内容概述：混合动力技术平台的三大类型，内燃机与电动机的运行原理，各类平台的节油与性能的标准。（内容约3400字，阅读需要15分钟）

混合动力汽车的主流类型分为三类，即混合动力汽车(HEV)、增程式电驱动(REEV)和插电式混合动力(PHEV)。其中，插电式混合动力系统根据技术特点的不同可分为几个层次。理论上，PHEV与BSG发电机-起动机一体化是目前技术标准最高的混合动力平台。本文将分为三个部分来分析各种平台的特点。首先，我们需要了解为什么“混合动力”可以节省燃料。

转化效率·差异

燃油车领域总有一个话题:发动机的热效率是多少？【热效率】是衡量一台发动机是否高性能、低油耗的重要因素之一。它的概念是指假设燃烧产生的热能是100%，有百分之几的热能可以转化为机械能(动力)。

往复活塞式循环内燃机几乎是燃油车唯一的发动机选择。它的工作原理很简单，但结构很复杂。其原理是通过在气缸内燃烧燃料产生热能，带动活塞往复运动，带动曲轴旋转。

(曲轴可以理解为发动机的动力输出轴。驱动飞轮意味着变矩器泵轮可以向变速箱输出动力，直至车轮)

图1:内燃机运动状态演示

图2:内燃机的结构剖视图

内燃机的结构真的很复杂。为了平稳交替地工作，正时系统需要精确地控制每个气缸的气门，从而实现活塞、连杆、曲轴、轴瓦等结构的稳定运行。同时，还需要利用曲轴输出的动力，带动发电机、压缩机、水泵、增压泵等系统运转，没有这些，什么都不能运转。

问题来了:首先，燃烧产生的所有热能都会被复杂的机械结构的运动(摩擦)所损失，其次，所有由曲轴驱动的系统也会损失大量的曲轴扭矩(扭矩功率)；再次冷却循环系统也会消耗大量的热能，但如果不冷却，会因高温而损伤身体，那么会浪费多少呢？

重要参数的比较:

活塞往复式·内燃机热效率约为35%（平均值）交流异步电机能量转化率约为85%永磁同步电机能量转化率约为95%

这组数据表明，这三种类型的发动机消耗100%的能量，可以有效地转化为驱动力的比例。因为内燃机机体系统本身需要消耗(浪费)太多的热能，这样一来，平均只有35%的热能可以得到有效利用，但是电机为什么这么高呢？

原理:电机不通过燃烧转化机械能，而是通过电流输入电机的电磁线圈产生电磁场，并根据“磁极互斥”原理驱动转子运转。机器的结构会很简单，因为转换过程中不会产生太多的热能，能量转换不需要热能。同时，转子和定子之间没有物理接触，转子悬浮输出动力时几乎不需要考虑损耗，所以电机本身不会像内燃机那样产生巨大的浪费。

外界知识:交流异步电机是两组线圈的相互作用，运行时定子和转子不能同步运动。因此，即使有高效的转换基础，这类机器在运行过程中也会因一定程度的损耗而几乎被汽车行业淘汰。

永磁同步电机以“永磁体”为基础，电磁线圈产生的刺激及其功能可以同步运行。这种结构不会在很大程度上被浪费，而且可以高效地变成反向的“充电电机”，所以这种电机成为了主流选择，但这和混合动力汽车的节油有什么关系呢？

三类系统「节油原理」

考虑一个问题:为什么在城市道路上通勤的汽车油耗高于公路巡航驾驶？

这个问题的答案可以解释为什么混合动力汽车可以省油！城市道路油耗高主要是因为频繁的启停停和加速，这两种状态是汽车最大的行驶阻力，因为此时没有滑行惯性力的帮助。车辆的加速完全依靠内燃机的高功率输出，增加功率的唯一方法就是“提速”。

任何发动机在更高的速度下都会消耗更多的能量。速度的概念是一分钟内做功的次数。每次工作都会消耗燃料或电能。高频率的做功(频繁拉起和旋转)必然会消耗油。但在高速公路上巡航时，只需将车速稳定在平均2500rpm左右，低于城市道路的车速，平均可能达到3500rpm，油耗自然更低。

要点:HEV混合动力汽车主要基于日系车的ECVT平台，其中本田的ECVT是模拟“增程电动车”。工作原理是内燃机的串联发电电机主要用于行驶时发电，产生的电流输入动力电池组充电，汽车由ECVT的驱动电机驱动。

增程发电可让内燃机以相对恒定的中低转速运转，状态等于高速巡航。低效率的内燃机以中低转速发出的电能虽然不多，但足以满足高效率电机的功耗。

我明白了。说白了，本田的HEV就是为了“稳定和降低内燃机转速”来节省燃油，通过使用高效电机来充分有效地利用转换后的能量。因此，即使内燃机的效率很差，在转换电能的过程中仍然存在损耗，对电机的要求也不高。至于丰田的ECVT，则是基于普通的油电混合动力，其节油原理是在动力消耗最大的车辆起步和加速阶段使用电动机作为主要驱动力，从而降低内燃机的消耗。

注:省油是田亮ECVT系统的先决条件，即驾驶风格要相当保守。原因是ECVT是两台电机集成的横向变速箱，会严重限制电机功率。而且两个电机中有一个是发电机电机，去掉它的动力后驱动电机的性能会很弱。

高速或高速运行的低功率电机很容易达到“恒功率”转矩快速下降的范围，此时功耗会更高。但是内燃机的主导动力比较弱，比如自然吸气米勒循环或者阿特金森循环。这两台机器的低速爆发力很弱，峰值扭矩其实很弱。所以，要感受到相对合理的性能，唯一的办法就是同时提高电机和内燃机的转速，结果必然是“双能耗”，这也是ECVT系统的缺点——节油时不应该考虑驾驶乐趣。

「REEV&PHEV」技术特点解析

本田的“REEV ECVT”实际上是一款简单的增程式电动车。说白了就是电池组容量更小，不增加插电式充电模块，降低制造成本。相反，如果你给这款车加上大容量的电池组和充电系统，那么这款车将会是一款混合动力汽车，可以通过给电网充电实现纯电驱动，日常通勤不用加油。只有偶尔的长途通勤需要长时间驾驶。这样会更节能吗？

标准答案:插电式增程式车一定要更节能，因为在汽车上使用燃料发电，还是会有更大的损失和排放。最起码电网充电中超过30%的电能来自清洁能源，所有电动车加起来也只能消耗十分之几。因此，以夜间充电为主的REEV汽车，将通过峰谷电耗的调控，加快节油减排的进程。

不过这个话题似乎有些不接地气，那就说说接地气吧！晚上给专用充电桩充电的费用只有0.3元/1千瓦时，一次3毛钱。电动汽车的平均能耗在15kw wh/100km左右，也就是说晚上充电的时候，你只需要花一百公里[4.5元]，平均每公里成本不到5分钱...

这就是ECVT增程系统几乎毫无意义的原因。随着动力电池类型的多样化，高成本的NCM(镍钴锰)将不再是未来的主流。制造成本更低、安全性和体积能量密度更高的LFP磷酸铁锂电池决定了插电式增程车将是未来主要快销车(普通代步车)的理想选择。曾经价格不菲的宝马I系列、别克沃兰达、李ONE等将逐渐降低产品定位，增程式车将成为替代普通燃油滑板车的“潜力股”。

【PHEV·并联式插电混动】将会是主攻性能汽车的选项。

REEV增程系统可以降低产品定位，因为制造成本会很低:不需要传统变速箱，内燃机不需要高标准多缸中大排量选项，动力电池成本有所下降。这种车不应该便宜一点吗？至于ECVT平台上的混合动力汽车，应该没那么科学。毕竟这些车辆的性能会比较弱。

然而，PHEV可以达到“1+1 > 2”的性能标准，因为该系统的两个发动机都可以驱动。电机的转换效率几乎是内燃机的三倍，那么两台机器同时输出动力时，配备多少台内燃机呢？

要点:并联插电式混合动力系统的性能会一直很强。可以参考比亚迪王朝系列混动车，整备质量2.4吨的SUV可以打破4.3秒跑车的标准。很明显，这是中高端车的标准，所以这类车的价格定位会更高，但不单纯是因为性能高。

并联系统=(内燃机+变速箱)+(电动机+动力电池+电动系统)，说白了就是集燃油车和电动车于一体。制造成本会相当高，R&D的投资也相当夸张，这样的车价格很难很低。不过，参考秦和宋Pro等车，起步不到14万的价格，其实很有诚意。

毕竟这些车都加入了BSG电机系统，25kw的额定功率可以满足中低速增程行驶，也就是说集成了“ECVT+Reev/高性能模式切换”。

总结:PHEV系统是目前综合实力最强的混动系统，在两种车型都预留插电式充电模块的前提下，REEV将是主流踏板车的节能选择。否则会成为ECVT的低标准选项，技术排名大致相同，如此而已。

火爆的奔驰GLB这款车怎么样

说实话三十多万买奔驰GLB真的性价比还蛮低的，我一直觉得奔驰这个车的卖点其实有点尴尬，当然了每个人买车的目的和喜好是不一样的，但是既然你提问了，那我就说说我的看法。

首先，从SUV的角度来看，SUV的溢价能力其实要高于轿车，因为它的功能性很强。这个功能应该是SUV在空和底盘方面的优势。奔驰GLB的这个优势并不明显。虽然提供了7座版本，但与同价位普通合资品牌中型SUV相比，其第三排更加鸡肋，意味着在紧急情况下不会超载。另外动力方面，只有大功率163马力版本，这款车使用的奔驰1.3T发动机其实完全可以满足家庭的需求，油耗也不错，换挡平顺，值得肯定。不过我觉得这个发动机噪音有点大，用在城市里代替走路。因为油门比较灵敏，主观上我不认为动力不足，但高速时的动力储备和再加速能力相对一般。在乘坐方面，首先值得肯定的是，这款车的悬挂和减震还是很舒适的，没有那种硬邦邦的感觉。奔驰对这款车的底盘和悬架的调整感还是很高的。车身的支撑悬架和减震都很到位，对路面一些颠簸的过滤也很好。不过第二排的座椅舒适度一般，我个人觉得还是有点硬。其实这款车不能用性价比高来评价。这辆车本身的价格不是性价比。个人觉得这款车的驾驶品质不错，配置也比较合理。作为城市家庭的代步车，还是有一定实用性的。不过，如果你觉得这款车的价格你可以接受，还是可以考虑的。

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