混合動力汽車上發(fā)動機多了一次能量轉換,為什么還會更省油呢?
混合動力汽車根據結構特點分類可以分為串聯式、并聯式和混聯式三種。其中的串聯式混動又稱為增程式混合動力,它的特點是可以用外接電源給動力電池充電,然后由動力電池提供電能給電動機,驅動汽車行駛。當電池組電量充足時采用純電動模式行駛,而當電量不足時,車內發(fā)動機啟動,帶動發(fā)電機為動力電池充電,提供電動機運行的所需要的電力(即增程模式)。
這種串聯式混動的發(fā)動機不是直接與汽車的行駛系統(tǒng)相連的,而是與發(fā)電機相連。無論在什么情況下,都不能由發(fā)動機直接驅動車輪行駛,必須通過電動機驅動車輪。發(fā)動機只是做為發(fā)電機的動力源。這種混合動力汽車的純電續(xù)航里程比較長,綜合百公里油耗比普通的汽油機低,而且能夠享受國家新能源車補貼政策。
在這里有人提出了一個疑問:發(fā)動機消耗燃油產生動力,驅動發(fā)電機發(fā)電,然后再提供給電動機驅動汽車。這個過程中多了一次能量轉換,不可避免的要有能量損失,它應該比發(fā)動機直接驅動汽車更費油才對,怎么還會油耗更低呢?
這主要是因為,對于內燃機來說,一般只有一個工作區(qū)段是最高效的,其它轉速區(qū)間效率都很低。即使有些發(fā)動機號稱熱效率可以達到40%,也只是在特定條件、特定轉速下才能做到,絕大多數情況下,效率仍然是很低的。汽車在日常使用中,很多情況下都是處于非常不經濟的低速或怠速狀態(tài),發(fā)動機的熱效率很低,一般只有25%左右,這樣汽車的油耗就非常高。比如在城市擁堵路況下,油耗明顯比高速路況高。
而有了混合動力,就可以讓發(fā)動機始終處于最佳的工作區(qū)間,并且可以使用更經濟的阿特金森循環(huán),發(fā)動機的熱效率就會大幅提升,從而達到了節(jié)約燃油的目的。也就是說,發(fā)動機不工作則以,只要工作,就在最省油、最經濟的轉速區(qū)間內運轉,這就是混合動力最根本的原理。
但是這種混動在高速工況下并不省油,主要原因是汽車在高速行駛時,發(fā)動機一般也處于最經濟、最省油的工況,與混動車型中發(fā)動機的工況類似,但是混動車型又多了一次能量轉換,必然會有能量損失。所以這種混動最適合城市擁堵路況,而不適合高速路況。
綜上,串聯式混動雖然多了一次能量轉換,但是發(fā)動機總是在最經濟的區(qū)間工作,所以油耗仍然低于普通的燃油車,正是由于這樣的特點,很多車企在積極開發(fā)這樣的車型,比如廣汽傳祺、寶馬i3等,而本田的串聯式混動在此基礎上做了一些改進,發(fā)動機在特殊情況下也可以直接驅動汽車,算是本田公司的又一項黑科技。
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