《講堂》都叫混動,豐田和比亞迪區別在哪兒?

《講堂》都叫混動,豐田和比亞迪區別在哪兒?

講堂問答正式啟動,這是我們的第一期節目。我們從後臺問題中挑選出了三個進行回答。

許正超:

目前眾多汽車廠家車輛遠近光燈都選用LED光源,不用都不好意思推出!我想請老師講一下LED光源與氙氣大燈、鹵素大燈在雨霧天氣等,不同使用環境下的優缺點。

➤ Route 64:

當車企集體用新技術取代舊技術,並且取代過程幾乎不存在拉鋸時,用不著懷疑,就是新技術領先舊技術。LED車燈就是典型案例,綜合性能全面優於氙氣和鹵素大燈。

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單純從基本照明性能上來講,LED和氙氣都是高亮度,而鹵素的亮度一般偏低。氙氣大燈色溫更接近陽光,與LED對比似乎略佔優勢。但是氙氣大燈存在兩個問題,體積大【注1】和響應速度慢【注2】。

這兩個缺點限制氙氣大燈的發展前景。

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當前車輛大燈需要承載的功能越來越多,彎道照明、矩陣大燈的智能調整照射區域,甚至奔馳、WEY等品牌推出的可以在道路上投射標誌、車道線的像素級大燈,這些都是唯有小體積能夠大量堆疊並且響應快的LED/OLED才可實現。

而且大燈在車輛造型設計中承載的任務也越來越重,大體積的氙氣、鹵素燈便不如LED運用靈活。比如現在很多車企都採用的眯眯眼設計,用鹵素和氙氣就實現不了。

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氙氣大燈、鹵素大燈都驚呆了:還有這種操作?

因此,鹵素燈因為其色溫偏暖,有較好的穿透性,在雨霧天氣能夠發揮作用,更重要的是成本低,在車輛上還有一定的應用價值,而氙氣相對於LED,不但在性能上佔不到優勢,應用範圍窄,又是先發技術,不夠“先進”,宣傳上也無法借力。

在LED、OLED技術成熟,成本大幅下降的當下,已經沒有不可取代的價值存在了,自然走向淘汰。

對於你的問題,想必也就不需要單獨解釋了,未來鹵素只用於入門車,氙氣淘汰,LED將一統天下。並不需要考慮光源對於使用環境的影響,而應該具體到特定車輛對於燈光的調校,有評測指出,不同車型的LED大燈照明效果截然不同,差的甚至不如鹵素。

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但很可惜,燈光的測試並不受太多重視,國內也缺少相關的評測方法與機構,國內現行的強制性標準GB 25911-2010汽車用LED前照燈中對配光、光色、光通量等只是進行了基礎的規定,實際效果千差萬別。

即使是美國IIHS,針對車輛燈光的評測樣本量也偏少,且與國內車型版本不同,參考價值不高,這一點還需要國家法規和檢測機構的進一步跟進。

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注1:體積大,氙氣大燈總成中包含兩個必不可少的組成部分:激發器和透鏡。氙氣大燈是通過極高電壓電離氙氣發光,激發器負責將汽車12V電源瞬間增至23000V而透鏡則是用於約束光線,氙氣大燈光源發散嚴重,路上見到有些車輛近光也很晃眼睛,那就有可能是非法改裝了沒有透鏡的氙氣燈。

《講堂》都叫混動,豐田和比亞迪區別在哪兒?

注2:氙氣大燈的響應速度慢,早些時候配備氙氣燈的車輛一般只是近光用氙氣,而遠光仍然用鹵素就是因為氙氣大燈從通電到發出足夠的亮度所需的時間較長,不能滿足遠光燈作為示警燈等發出快速閃爍信號的應用場合。當然,這個缺點在近些年得到了一定的改善。

小茹:

比亞迪的混動技術具體和豐田現在的THS2有什麼不同?為什麼唐DM在電池缺電的情況下油耗比燃油版高1.9-2.2升,而凱美瑞就算冬天怎麼開油耗都沒啥大的變化。

➤ Route 64:

比亞迪和豐田的混動系統差異很大,在混動系統的分類中,比亞迪屬P3結構(P3為主,唐DM還有P4),一個則是PS,結構上的差別可以參見往期講堂 。不同的設計導向使得豐田THS2注重經濟性,而比亞迪則注重動力性。

為什麼會產生這樣的差異,我們得從混動的節油原理來看。混動節油主要通過兩點:一是動能回收,將傳統汽車剎車時浪費的能量收集起來再利用,二是調節發動機的工作點,讓發動機運轉在高效區間,行駛所需能量不變的情況下,消耗更少的燃油。

第一種節油效果所有的混動車都有,比亞迪和豐田的差異不大。當下火熱的48V輕混就專幹這事,儲存剎車時回收的能量,在起步、加速時幫發動機一把。

《講堂》都叫混動,豐田和比亞迪區別在哪兒?

比亞迪和豐田的混動節油效果主要差在第二種。豐田THS2混動系統中,發動機與兩臺電機通過一組行星齒輪連接,電動機可以直接調節發動機的轉速與轉矩,使發動機在絕大多數情況下都能夠工作在高效區間(具體可參考講堂 。

而比亞迪的混動結構中電動機位於變速箱的輸出端,無法調節發動機的轉速,僅能在一定程度上調節發動機的輸出轉矩,很難保證發動機的工作條件,而且比亞迪追求動力性的設計傾向也使軟件對於節油方面的調校不如豐田,因此其節油效果自然較為一般。

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不過你說唐DM在電池缺電的情況下比燃油版油耗更高一些,這一點有些令人疑惑。新一代的唐DM我也曾在虧電狀態下駕駛過,綜合油耗在百公里11升左右,對於一款車長接近4.9米,車重超過2噸的SUV而言並不算高。

如果是老款的唐,在電池缺電時油耗倒是的確會有不小的上升,因為電池虧電情況下,整套混動系統基本只有第一種節油效果,卻多增加了好幾百千克的重量,油耗的確可能比同級燃油SUV更高。

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但新款車型加強了BSG(P0)電機,可以理解為一個加強的48V系統,比亞迪也將一定精力放在了節油上,因此新款唐DM的虧電油耗並不會比燃油版更高。如果你確實發現了新款唐DM油耗高的現象,或許你可以注意一下,車輛的混動模式,是否處於電量保持/增程狀態,也即發動機是否在給電池充電,這會導致明顯的油耗上升。

我叫腿哥:

為什麼電動車變速箱只有一個擋,而燃油車卻可以做到10個擋?

➤ Route 64:

簡單粗暴地說:因為電機比內燃機強,不需要變速箱輔助。

電動機的特性與內燃機特性差異巨大,兩個點:

1.電動機最大轉速高,10000rpm的電動機算是基本要求,12000rpm屢見不鮮,高的可以達到16000rpm以上。

而民用級別的內燃機一般轉速只能夠達到6000rpm;就算是以二檔7200rpm幹他出名的BRZ/86搭載的FA20最大轉速也僅為7400rpm;4G63,紅頭K20A也不過被稱為萬轉神機;F1的15000rpm是以發動機壽命僅為幾百公里為代價。

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2.電動機最大扭矩可以在0轉速輸出,而內燃機在怠速轉速(600-800rpm)以下是非常無力的,甚至無法維持穩定運轉。

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變速箱之於內燃機便是為了填補這兩個性能弱勢。轉速範圍對應車速範圍,如果1000rpm對應10km/h,那麼6000rpm就對應60km/h,無疑是遠遠不夠的,因此,我們需要變速箱來調節傳動比,給車輛掛上2擋、3擋,讓1000rpm對應30km/h,6000rpm就可以跑到180km/h,最大車速便可以提升。

或許有人說,為什麼不直接將變速箱固定3擋或者4擋的傳動比呢,最大車速不就可以滿足了嗎?這就是為了彌補內燃機另一個弱點,低速扭矩差。駕校期間大概都有過起步時誤掛3擋的體驗,發動機根本帶不動車輛,反而被憋熄火了。

因此可以看到,變速箱最基礎的功能是利用小傳動比來拓展最高車速,並且用大的傳動比來方便起步。這兩項功能,面對電動機時就用不著了,電動機0轉速時扭矩夠大,最大轉速也高,就算只有一個傳動比也能同時滿足最大車速和起步的需求。

而燃油車變速箱擋位越來越多,甚至已經做到了10個擋,電動機卻可以不配備多擋變速箱的另一個理由就是電動機的效率優勢,和內燃機一樣,電動機同樣有著自己的效率MAP圖和高效區間。

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但比起內燃機,電動機的高效區間就廣闊的多了,它不需要通過頻繁改變傳動比來使轉速維持在高效區間。2000rpm-7000rpm都可以保持效率在85-90%以上,對應車速可以從30km/h-105km/h,完全覆蓋常用車速。

給他再加一副變速箱改善30km/h以下和105km/h以上?還得算算多出來的機械損耗、重量和改良的那麼一點效率之間孰輕孰重。

但是一般家用電動車只有1個擋是不是意味著所有電動車都不需要變速箱呢?並不是。變速箱同樣可以提高電動車的性能,提高最高車速,增大低速扭矩等等,比如Taycan上便用了一臺兩擋變速箱。

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寶馬X1插電混動版的後軸電機也附帶了一臺兩擋變速箱,這是來自供應商GKN的整體式電驅動橋技術,它選用了較小較弱的電機,於是再集成一個兩擋變速箱改善性能,兩者結合在空間佈置,重量、成本、性能等方面比單獨一個大電機綜合表現更好。

給電動車研發2擋變速箱算是當前電動車發展的熱門項目,很多車企、供應商都在開發自己的電機變速箱集成式驅動系統。

《講堂》都叫混動,豐田和比亞迪區別在哪兒?

因此,不是電機不用變速箱,歸根到底還是內燃機“弱”,電機強,電機能自個兒驅動一輛車,而內燃機必須依靠變速箱、離合器等等的輔助。電動車配不配多擋變速箱是一個車輛定位、成本、性能之間的博弈。

本期講堂問答就此結束,各位是覺得講的內容太多了,應該再更簡潔一些,還是想要了解更多更細節的原理,歡迎大家在下方留言與我溝通。

我是Route 64!

本文作者為踢車幫 Route 64


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