Je technologie s prodlouženým dosahem zaostalá?
Minulý týden společnost Huawei Yu Chengdong v rozhovoru uvedla, že „je nesmysl říkat, že vozidlo s prodlouženým dojezdem není dostatečně pokročilé. Režim prodlouženého dojezdu je v současnosti nejvhodnějším režimem vozidla s novou energií.“
Toto prohlášení opět vyvolalo vášnivou diskusi mezi průmyslem a spotřebiteli o rozšířené hybridní technologii (dále jen „rozšířený proces“). Své názory vyjádřila i řada šéfů automobilových podniků, jako například generální ředitel společnosti Ideal Li Xiang, generální ředitel společnosti Weima Shen Hui a generální ředitel společnosti WeiPai Li Ruifeng.
Li Ruifeng, generální ředitel značky Wei, hovořil přímo s Yu Chengdongem na Weibo a řekl, že „výroba železa musí být stále těžká a v oboru panuje shoda, že hybridní technologie přidávání programů je zaostala.“ Generální ředitel značky Wei si navíc okamžitě koupil M5 na testování, což do diskuse vneslo další pach střelného prachu.
Ve skutečnosti, ještě před touto vlnou diskusí o tom, „zda je zvýšení zpětné vazby“, vedli idealisté a manažeři Volkswagenu také „žhavou diskusi“ o této otázce. Feng Sihan, generální ředitel Volkswagenu China, bez obalu prohlásil, že „program zvýšení je nejhorším řešením“.
Při pohledu na domácí automobilový trh v posledních letech lze zjistit, že nové vozy obecně volí dva druhy pohonu – prodloužený dojezd nebo čistě elektřinu – a jen zřídka se zapojují do plug-in hybridního pohonu. Naopak tradiční automobilky u svých nových energetických produktů používají buď čistě elektřinu, nebo plug-in hybrid a o prodloužený dojezd se vůbec „nestarají“.
Nicméně s rostoucím počtem nových automobilů na trhu, které zavádějí systém prodlouženého dojezdu, a s nástupem populárních vozů, jako jsou Ideal One a Enjie M5, si prodloužený dojezd postupně získává na popularitě u spotřebitelů a stal se běžnou formou hybridního pohonu na dnešním trhu.
Rychlý nárůst prodlouženého dojezdu bude mít nepochybně dopad na prodej palivových a hybridních modelů tradičních automobilek, což je kořenem sporu mezi výše zmíněnými tradičními automobilkami a nově vyráběnými vozy.
Takže, je technologie prodlouženého dojezdu zpětně zaměřená? Jaký je rozdíl u plug-in baterií? Proč si nová auta vybírají prodloužený dojezd? Na tyto otázky našel Che Dongxi odpovědi po hloubkovém studiu obou technických cest.
1. Mixáž s rozšířeným rozsahem a plug-in má stejný kořen a struktura rozšířeného rozsahu je jednodušší.
Než budeme hovořit o prodlouženém dojezdu a plug-in hybridu, pojďme si nejprve představit tyto dva druhy pohonu.
Podle národního standardního dokumentu „Terminologie elektrických vozidel“ (gb/t 19596-2017) se elektrická vozidla dělí na čistě elektrická vozidla (dále jen čistě elektrická vozidla) a hybridní elektrická vozidla (dále jen hybridní elektrická vozidla).
Hybridní vozidla lze podle struktury pohonu rozdělit na sériová, paralelní a hybridní. Sériový typ znamená, že hnací síla vozidla pochází pouze z motoru; paralelní typ znamená, že hnací síla vozidla je dodávána motorem a spalovacím motorem současně nebo samostatně; hybridní typ označuje dva jízdní režimy sériového/paralelního zapojení současně.
Prodlužovač dojezdu je sériový hybrid. Prodlužovač dojezdu, který se skládá z motoru a generátoru, nabíjí baterii a baterie pohání kola, nebo prodlužovač dojezdu přímo dodává energii motoru pro pohon vozidla.
Koncept interpolace a míchání je však poměrně složitý. V případě elektromobilů lze hybridy rozdělit na hybridy s externím nabíjením a hybridy bez externího nabíjení podle kapacity externího nabíjení.
Jak název napovídá, pokud je k dispozici nabíjecí port a lze jej externě nabíjet, jedná se o externě nabíjetelný hybrid, který lze také nazvat „plug-in hybrid“. Podle této klasifikační normy je prodloužený dojezd druhem interpolace a mixování.
Podobně hybridní vůz bez možnosti externího nabíjení nemá nabíjecí port, takže jej nelze externě nabíjet. Baterii lze nabíjet pouze pomocí motoru, rekuperací kinetické energie a dalšími metodami.
V současné době se však hybridní typ na trhu vyznačuje především strukturou výkonu. V současné době je plug-in hybridní systém paralelním nebo hybridním hybridním systémem. Ve srovnání s prodlouženým dojezdem (sériový typ) může plug-in hybridní (hybridní) motor nejen dodávat elektrickou energii pro baterie a motory, ale také pohánět vozidla přímo prostřednictvím hybridní převodovky (ECVT, DHT atd.) a vytvářet společnou sílu s motorem pro pohon vozidel.
Plug-in hybridní systémy, jako je hybridní systém Great Wall Lemon, hybridní systém Geely Raytheon a hybridní systém BYD DM-I, jsou všechny hybridní hybridní systémy.
Motor v prodlužovači dojezdu nemůže přímo pohánět vozidlo. Musí vyrábět elektřinu prostřednictvím generátoru, ukládat elektřinu do baterie nebo ji přímo dodávat do motoru. Motor, jako jediný zdroj hnací síly celého vozidla, poskytuje energii pro vozidlo.
Proto tři hlavní části systému prodlužování dojezdu – prodlužovač dojezdu, baterie a motor – nejsou mechanicky propojeny, ale jsou elektricky propojeny, takže celková struktura je relativně jednoduchá; Struktura plug-in hybridního systému je složitější a vyžaduje propojení mezi různými dynamickými doménami prostřednictvím mechanických komponent, jako je převodovka.
Obecně řečeno, většina mechanických převodových komponentů v hybridním systému se vyznačuje vysokými technickými bariérami, dlouhým aplikačním cyklem a patentovým fondem. Je zřejmé, že nová auta „hledající rychlost“ nemají čas nastartovat s řazením.
Pro tradiční podniky zabývající se pohonnými vozidly je však mechanická převodovka jednou z jejich silných stránek a mají rozsáhlé technické zkušenosti a zkušenosti s hromadnou výrobou. S příchodem elektrifikace je pro tradiční automobilky zjevně nemožné vzdát se desetiletí nebo dokonce staletí technologického nashromáždění a začít znovu.
Koneckonců, je těžké udělat velký obrat.
Proto se jednodušší konstrukce s prodlouženým dojezdem stala nejlepší volbou pro nová vozidla a plug-in hybrid, který dokáže nejen plně využít odpadní teplo mechanické převodovky a snížit spotřebu energie, se stal první volbou pro transformaci tradičních automobilových podniků.
2. Prodloužený dojezd začal před sto lety a baterie motoru byla kdysi láhev na přetažení.
Po objasnění rozdílu mezi plug-in hybridem a prodlouženým dojezdem a důvodů, proč nová auta obecně volí prodloužený dojezd, volí tradiční automobilky plug-in hybrid.
Takže pro rozšířený rozsah, znamená jednoduchá struktura zaostalost?
Zaprvé, z časového hlediska je prodloužený dolet skutečně zaostalou technologií.
Historie prodlouženého dojezdu sahá až do konce 19. století, kdy Ferdinand Porsche, zakladatel Porsche, postavil první sériový hybridní vůz na světě s názvem Lohner Porsche.
Lohner Porsche je elektrické vozidlo. Vozidlo pohání dva elektromotory na přední nápravě. Kvůli krátkému dojezdu však Ferdinand Porsche nainstaloval dva generátory pro zlepšení dojezdu vozidla, čímž vytvořil sériový hybridní systém a stal se průkopníkem prodlužování dojezdu.
Vzhledem k tomu, že technologie s prodlouženým dojezdem existuje již více než 120 let, proč se tak rychle nerozvíjí?
V systému s prodlouženým dojezdem je motor jediným zdrojem energie na kole a zařízení s prodlouženým dojezdem lze chápat jako velký solární nabíjecí poklad. První vstupuje do fosilních paliv a vydává elektrickou energii, zatímco druhý vstupuje do solární energie a vydává elektrickou energii.
Základní funkcí prodlužovače dojezdu je proto přeměna daného typu energie, nejprve přeměna chemické energie ve fosilních palivech na elektrickou energii a poté přeměna elektrické energie na kinetickou energii prostřednictvím motoru.
Podle základních fyzikálních znalostí je v procesu přeměny energie nezbytná určitá spotřeba. V celém systému s prodlouženým dojezdem probíhají nejméně dvě energetické přeměny (chemická energie, elektrická energie, kinetická energie), takže energetická účinnost systému s prodlouženým dojezdem je relativně nižší.
V éře prudkého vývoje vozidel na palivo se tradiční automobilky soustředí na vývoj motorů s vyšší palivovou účinností a převodovek s vyšší účinností přenosu. Která společnost v té době dokázala zlepšit tepelnou účinnost motoru o 1 %, nebo se dokonce přiblížit Nobelově ceně?
Proto byla struktura výkonu s prodlouženým dojezdem, která sice nemůže zlepšit, ale naopak snížit energetickou účinnost, mnoha automobilkami opuštěna a ignorována.
Za druhé, kromě nízké energetické účinnosti jsou motory a baterie také dvěma hlavními důvody, které omezují vývoj prodlouženého dojezdu.
V systému s prodlouženým dojezdem je motor jediným zdrojem energie vozidla, ale před 20 ~ 30 lety nebyla technologie pohonu vozidel vyspělá a náklady byly vysoké, objem byl relativně velký a výkon nebyl schopen pohánět vozidlo samostatně.
V té době byla situace s bateriemi podobná jako u motorů. Ani hustota energie, ani jednotková kapacita se nedaly srovnávat se současnou technologií baterií. Pokud chcete mít velkou kapacitu, potřebujete větší objem, což s sebou nese vyšší náklady a vyšší hmotnost vozidla.
Představte si, že kdybyste před 30 lety sestavili vozidlo s prodlouženým dojezdem podle tří elektrických ukazatelů ideálního vozidla, náklady by se okamžitě zvýšily.
Prodloužený dojezd je však kompletně poháněn motorem a motor má výhody absence hystereze točivého momentu, tichého provozu atd. Proto se před popularizací prodlouženého dojezdu v oblasti osobních automobilů více používal u vozidel a lodí, jako jsou tanky, obří těžební vozy a ponorky, které nejsou citlivé na cenu a objem a mají vyšší požadavky na výkon, tichý chod, okamžitý točivý moment atd.
Závěrem lze říci, že generální ředitel společností Wei Pai a Volkswagen prohlásil, že prodloužený dojezd je zaostalá technologie. V době boomu vozidel na palivo je prodloužený dojezd s vyššími náklady a nižší účinností skutečně zaostalou technologií. Volkswagen a Great Wall (značka Wei) jsou také dvě tradiční značky, které vyrostly ve věku paliv.
Nastal čas současnosti. Ačkoli v zásadě nedochází k žádnému kvalitativnímu rozdílu mezi současnou technologií prodlouženého dojezdu a technologií prodlouženého dojezdu před více než 100 lety, stále se jedná o výrobu energie generátorem prodlouženého dojezdu, motorová vozidla, která se stále dají nazvat „zaostalou technologií“.
Po století se však konečně objevila technologie prodlouženého dojezdu. S rychlým rozvojem technologie motorů a baterií se původní dva typy mopů staly její nejdůležitější konkurencí, smazaly nevýhody prodlouženého dojezdu v době pohonných hmot a začaly dobývat trh s palivy.
3. Selektivní míchání v městských podmínkách a při provozu s prodlouženým dojezdem a vysokou rychlostí
Pro spotřebitele je jedno, zda je prodloužený dojezd zaostalá technologie, ale která je úspornější a která se pohodlněji řídí.
Jak již bylo zmíněno výše, prodlužovač dojezdu je sériová struktura. Prodlužovač dojezdu nemůže pohánět vozidlo přímo a veškerý výkon pochází z motoru.
Díky tomu mají vozidla s prodlouženým dojezdem podobné jízdní vlastnosti a zážitek z jízdy jako čisté tramvaje. Z hlediska spotřeby energie je prodloužený dojezd podobný čisté elektřině – nízká spotřeba energie v městském prostředí a vysoká spotřeba energie při jízdě vysokou rychlostí.
Konkrétně proto, že prodlužovač dojezdu pouze nabíjí baterii nebo dodává energii do motoru, lze jej po většinu času udržovat v relativně ekonomickém rozsahu rychlostí. I v čistě elektrickém režimu s prioritou jízdy (nejprve spotřebovávající energii z baterie) se prodlužovač dojezdu nemůže ani nastartovat, ani spotřebovávat palivo. Motor vozidla na palivo však nemůže vždy fungovat v pevném rozsahu rychlostí. Pokud potřebujete předjíždět a zrychlovat, musíte zvýšit rychlost, a pokud uvíznete v dopravní zácpě, budete dlouho běžet na volnoběh.
Za normálních jízdních podmínek je proto spotřeba energie (paliva) s prodlouženým dojezdem na nízkorychlostních městských silnicích obecně nižší než u vozidel s pohonnými hmotami vybavených motorem stejného objemu.
Stejně jako u čisté elektřiny je však spotřeba energie za podmínek vysoké rychlosti vyšší než za podmínek nízké rychlosti; Naopak spotřeba energie vozidel na palivo za podmínek vysoké rychlosti je nižší než v městských podmínkách.
To znamená, že za podmínek vysoké rychlosti je spotřeba energie motoru vyšší, energie z baterie se bude spotřebovávat rychleji a prodlužovač dojezdu bude muset pracovat na „plné zatížení“ po dlouhou dobu. Navíc kvůli existenci bateriových bloků je hmotnost vozidla s prodlouženým dojezdem stejné velikosti obecně větší než u vozidel na palivo.
Vozidla na palivo těží z existence převodovky. Za vysokých rychlostí může vozidlo zařadit vyšší rychlostní stupeň, takže motor běží ekonomicky a spotřeba energie je relativně nižší.
Obecně řečeno, spotřeba energie s prodlouženým dojezdem za vysokorychlostních provozních podmínek je tedy téměř stejná jako u vozidel na palivo se stejným objemem motoru, nebo dokonce vyšší.
Po zmínění charakteristik spotřeby energie u vozidel s prodlouženým dojezdem a spotřebou paliva, existuje hybridní technologie, která by mohla kombinovat výhody spotřeby energie při nízké rychlosti u vozidel s prodlouženým dojezdem a spotřeby energie při nízké rychlosti u vozidel s pohonnými hmotami a zároveň by mohla mít ekonomičtější spotřebu energie v širším rozsahu rychlostí?
Odpověď zní ano, tedy smíchejte to.
Stručně řečeno, plug-in hybridní systém je pohodlnější. Ve srovnání s prodlouženým dojezdem může první z nich pohánět vozidlo přímo spalovacím motorem za provozních podmínek s vysokou rychlostí. Ve srovnání s palivem může být plug-in hybridní systém také podobný prodlouženému dojezdu. Motor dodává energii elektromotoru a pohání vozidlo.
Plug-in hybridní systém má navíc také hybridní převodovky (ECVT, DHT), které umožňují „integraci“ výkonu motoru a spalovacího motoru pro zvládnutí rychlé akcelerace nebo vysokého požadavku na výkon.
Ale jak se říká, něco získáš, jen když se toho vzdáš.
Vzhledem k existenci mechanického převodového mechanismu je struktura plug-in mixingu složitější a objem je relativně větší. Proto je u plug-in hybridních a prodloužených modelů stejné úrovně kapacita baterie modelu s prodlouženým dojezdem vyšší než u plug-in hybridního modelu, což může také přinést delší čistě elektrický dojezd. Pokud se vůz pohybuje pouze v městské oblasti, lze prodloužený dojezd nabíjet i bez doplňování paliva.
Například kapacita baterie ideálního vozu pro rok 2021 je 40,5 kWh a dojezd čistě na elektřinu v NEDC je 188 km. Kapacita baterie vozů Mercedes Benz gle 350 e (plug-in hybridní verze) a BMW X5 xdrive45e (plug-in hybridní verze) blízkých jeho velikosti je pouze 31,2 kWh a 24 kWh a dojezd čistě na elektřinu v NEDC je pouze 103 km a 85 km.
Důvod, proč je model BYD DM-I v současnosti tak populární, spočívá z velké části v tom, že kapacita baterie předchozího modelu je větší než u starého modelu DM a dokonce převyšuje kapacitu baterie modelu s prodlouženým dojezdem stejné úrovně. Dojíždění ve městech lze realizovat pouze s využitím elektřiny a bez oleje, a náklady na používání automobilu se odpovídajícím způsobem sníží.
Stručně řečeno, u nově vyrobených vozidel vyžaduje plug-in hybrid (hybrid) se složitější strukturou nejen delší předvýzkumný a vývojový cyklus, ale také velký počet testů spolehlivosti celého plug-in hybridního systému, což samozřejmě není časově rychlé.
S rychlým rozvojem technologie baterií a motorů se prodloužení dojezdu jednodušší konstrukcí stalo „zkratkou“ pro nová auta, která přímo obchází nejobtížnější část výroby automobilů, konkrétně hnací sílu.
Ale pro novou energetickou transformaci tradičních automobilek se zjevně nechtějí vzdát pohonných, převodových a dalších systémů, do kterých investovaly mnoho let energie (lidských a finančních zdrojů) do výzkumu a vývoje, a pak začít od nuly.
Hybridní technologie, jako je plug-in hybrid, která nejenže dokáže plně využít odpadní teplo z palivových komponentů vozidla, jako je motor a převodovka, ale také výrazně snížit spotřebu paliva, se stala běžnou volbou tradičních automobilových podniků doma i v zahraničí.
Ať už se tedy jedná o plug-in hybrid nebo hybrid s prodlouženým dojezdem, jedná se ve skutečnosti o systém obratu v období úzkého hrdla současné technologie baterií. Jakmile se v budoucnu zcela vyřeší problémy s dojezdem baterií a účinností doplňování energie, spotřeba paliva se zcela sníží. Hybridní technologie, jako je prodloužený dojezd a plug-in hybrid, se mohou stát hnacími prvky některých speciálních zařízení.
Čas zveřejnění: 19. července 2022