如何解決新能源汽車的續(xù)航焦慮?你首先想到的可能是用大電池,但一款車能塞電池的空間畢竟有限,在固態(tài)電池完全普及之前,從電池環(huán)節(jié)入手,未必能緩解續(xù)航焦慮。那么另一種方法,就是混動(dòng)路線,用發(fā)動(dòng)機(jī)給新能源車型做補(bǔ)充,于是就有了插混與增程式電動(dòng)兩種思路。
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2023年以來(lái),中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)迎來(lái)混動(dòng)技術(shù)的全面爆發(fā),增程式電動(dòng)與插電式混合動(dòng)力兩種技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,并一直延續(xù)到現(xiàn)在。那么,究竟是增程更勝一籌,還是插混更具優(yōu)勢(shì)呢?
增程式電動(dòng):簡(jiǎn)潔架構(gòu)下的取舍之道
增程式電動(dòng)技術(shù)的核心邏輯可以概括為“串聯(lián)式架構(gòu)”。在這一系統(tǒng)中,發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與動(dòng)力電池串聯(lián)排布,發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪,而是僅作為“發(fā)電機(jī)組”存在。
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發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的電能要么直接供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛,要么存入動(dòng)力電池中。車輪始終由電機(jī)驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)只工作在發(fā)電這一單一工況下。
從技術(shù)原理來(lái)看,增程式的優(yōu)勢(shì)十分鮮明。首先是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,由于發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需通過(guò)變速箱與車輪建立機(jī)械連接,整套動(dòng)力系統(tǒng)省去了傳統(tǒng)變速箱、離合器、傳動(dòng)軸等復(fù)雜部件,降低了機(jī)械復(fù)雜度和故障率。
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其次是發(fā)動(dòng)機(jī)工況優(yōu)化,發(fā)動(dòng)機(jī)可以始終運(yùn)行在最高效的轉(zhuǎn)速區(qū)間,即便在電量不足時(shí),燃油轉(zhuǎn)化為電能的效率也能維持在較高水平;再者是純電驅(qū)動(dòng)體驗(yàn),車輛在任何工況下均由電機(jī)驅(qū)動(dòng),因此具備純電動(dòng)車平順、安靜、響應(yīng)迅速的特性,在城市通勤場(chǎng)景中優(yōu)勢(shì)明顯。
增程式的短板同樣不容忽視,最核心的問(wèn)題在于能量二次轉(zhuǎn)換損耗。在高速巡航等穩(wěn)態(tài)工況下,燃油先轉(zhuǎn)化為電能、再由電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)程,相比燃油直接驅(qū)動(dòng)車輪多了一次能量轉(zhuǎn)換,整體效率反而低于傳統(tǒng)燃油車或插混車型。
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此外,增程式車型通常需要配備較大容量的動(dòng)力電池以保證純電續(xù)航里程,同時(shí)還需要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等部件,在整車重量和成本控制上面臨挑戰(zhàn)。當(dāng)電池電量耗盡、車輛進(jìn)入“饋電”狀態(tài)后,發(fā)動(dòng)機(jī)需要全功率發(fā)電,此時(shí)噪音、振動(dòng)和油耗都會(huì)顯著上升,駕駛體驗(yàn)大打折扣。
插電式混合動(dòng)力:復(fù)雜架構(gòu)下的全能追求
與增程式的“串聯(lián)”邏輯不同,插電式混合動(dòng)力采用的是“并聯(lián)”或“混聯(lián)”架構(gòu)。在這一系統(tǒng)中,發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)既可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輪,也可以協(xié)同工作。
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通過(guò)一套精密的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu),系統(tǒng)可以根據(jù)行駛工況靈活選擇驅(qū)動(dòng)模式:低速時(shí)用電驅(qū)動(dòng),高速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū),急加速時(shí)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)輸出,減速時(shí)回收能量為電池充電。
插電式混動(dòng)的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在全工況效率優(yōu)化上,由于發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)車輪,在高速巡航這類穩(wěn)態(tài)工況下,插混車型可以避開能量二次轉(zhuǎn)換的損耗,實(shí)現(xiàn)更高的燃油經(jīng)濟(jì)性;其次是動(dòng)力輸出的多樣性,并聯(lián)模式下,發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)可以同時(shí)發(fā)力,提供強(qiáng)勁的加速性能;串聯(lián)模式下,又可以享受純電驅(qū)動(dòng)的平順體驗(yàn)。
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插混技術(shù)的短板同樣明顯,首當(dāng)其沖的是結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)在不同驅(qū)動(dòng)模式間的無(wú)縫切換,插混系統(tǒng)需要配備復(fù)雜的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)、多擋變速箱以及精密的控制系統(tǒng),這不僅增加了制造成本,也對(duì)研發(fā)能力和可靠性提出了更高要求。
其次是調(diào)校難度大,發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)何時(shí)切換、如何配合、換擋平順性如何保證,都需要大量的標(biāo)定工作,不同廠商的產(chǎn)品體驗(yàn)差異懸殊。
優(yōu)劣之辨:誰(shuí)才是最優(yōu)選擇?
增程與插混孰優(yōu)孰劣,答案并非簡(jiǎn)單的非黑即白。從消費(fèi)者實(shí)際使用場(chǎng)景出發(fā),兩種技術(shù)路線各有其最適配的人群與工況。
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對(duì)于日常通勤距離較長(zhǎng)、充電條件便利、高速行駛占比較低的用戶而言,增程式具備明顯優(yōu)勢(shì)。這類用戶絕大部分時(shí)間運(yùn)行在純電模式下,享受的是純電驅(qū)動(dòng)的低成本與舒適性,發(fā)動(dòng)機(jī)作為“增程器”的使用頻率極低。即便偶爾需要長(zhǎng)途出行,增程模式也能消除里程焦慮。增程式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單帶來(lái)的可靠性優(yōu)勢(shì)和維護(hù)成本優(yōu)勢(shì),在這一用戶群體中能夠得到充分體現(xiàn)。
相反,對(duì)于路況復(fù)雜、高速行駛占比較高、充電條件不夠便利的用戶,插電式混動(dòng)則更具吸引力。在頻繁的高速工況下,插混車型的發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式能夠?qū)崿F(xiàn)更高的燃油效率;在需要?jiǎng)恿?chǔ)備的山路或超車場(chǎng)景中,并聯(lián)模式的動(dòng)力輸出更具底氣。此外,插混車型對(duì)充電樁的依賴度更低,即使完全不充電,作為普通混合動(dòng)力車輛使用,其油耗表現(xiàn)也遠(yuǎn)優(yōu)于饋電狀態(tài)下的增程式車型。
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從技術(shù)演進(jìn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)視角來(lái)看,兩種路線并非一成不變。增程式正在向“大電池+高效率增程器”方向進(jìn)化,通過(guò)提升純電續(xù)航里程和增程器熱效率,進(jìn)一步放大其在城市工況下的優(yōu)勢(shì);插混則向著“多擋化+集成化”發(fā)展,通過(guò)增加變速箱擋位提升發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)工況的效率邊界,同時(shí)通過(guò)高度集成化設(shè)計(jì)縮小動(dòng)力系統(tǒng)的體積和重量。
值得關(guān)注的是,兩種技術(shù)路線之間并非涇渭分明的對(duì)立關(guān)系。隨著電驅(qū)動(dòng)技術(shù)和控制算法的發(fā)展,增程與插混的界限正在變得模糊。一些新型混動(dòng)架構(gòu)已經(jīng)能夠在串聯(lián)和并聯(lián)模式之間靈活切換,本質(zhì)上是對(duì)增程和插混優(yōu)勢(shì)的融合。未來(lái)混動(dòng)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),或許不再是“增程還是插混”的路線之爭(zhēng),而是誰(shuí)能更好地在復(fù)雜架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)效率、成本、可靠性與駕駛體驗(yàn)的最優(yōu)平衡。
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說(shuō)到底,增程與插混的博弈,從來(lái)不是 “非此即彼” 的單選題,而是新能源汽車向 “無(wú)焦慮出行” 進(jìn)化的雙選題。就像有人偏愛(ài)城市通勤的純電絲滑,有人需要長(zhǎng)途奔襲的高效穩(wěn)妥,沒(méi)有最好的技術(shù),只有最對(duì)味的選擇。
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