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東風日產推出e-POWER技術 比本田豐田混動還厲害?

電動車究竟是什麼樣的車?只有現在滿大街三元鋰電池的充電的汽車才是電動車嗎?當然不是。事實上,電動車“電”的來源應該是多樣化的。

電動車只要滿足電驅動的前提,電的獲取方式就應該是更寬泛的——它既可以是普遍運用的三元鋰離子電池組,也可以是還停留在小眾應用階段的氫燃料電池,當然也可以是一臺燃油的發電機。

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搭載三元鋰電池的蔚來ES8、加註氫燃料的豐田Mirai以及加註燃油的理想ONE都可以說是根正苗紅的電動車。

不久前,東風日產正式釋出全新e-POWER混合動力系統和搭載這一架構的首款車型軒逸e-POWER。從構型上看,這套混合動力系統的出現,也為電動車電能來源的多樣化,提供了一個極佳的註解。

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e-POWER動力系統,採用100%燃油發電、100%純電驅動的工作模式,百分百電驅系統,而發動機只用於發電,始終不參與驅動汽車,全程由發電機和電池提供電能。儘管這套系統需要加註燃油,但是開起來卻非常像一臺電動車。

從更深層次的意義講,e-POWER混合動力系統的出現,也意味著藍牌照的燃油車序列裡,開始迎來電動化的轉型。那麼,東風日產e-POWER,到底是個怎樣的系統呢?

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一般來說,所有的混合動力構型,都會涉及到發動機和電動機的輸出耦合;畢竟,兩套動力系統的輸出對應的只有一個傳動軸,不實現耦合,是沒有辦法做到兩套動力系統對應一個輸出端協同工作的。而解決這種二對一的輸出,解決方式無外乎三種——串聯、並聯和混聯,和初中物理學的電路從實現邏輯上來看是一回事。

現在已經實現市場化普及的混合動力系統,主要以並聯式和混聯式為主。其中,並聯式混合動力主要出現在P2,P3這樣的架構上,歐洲以及自主品牌早期的插電式混合動力車型所運用的巨多。早年間本田的IMA混合動力系統,也是這樣一套架構。

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並聯式混合動力的構型特點是,不需要設定單獨的變速箱,在變速箱端加入一臺電動機作為輔助驅動,發動機和電動機不產生直接的關聯。從效率上來看,並聯式混合動力並不高效。

混聯式混合動力的代表是豐田的THS和本田最新的i-MMD,這種結構形式高效的實現了發動機和電動機之間的動力耦合,其核心是一臺實現電動機和發動機差速和動力耦合的變速箱。

混聯式混合動力的特點是,結構複雜,但可以將發動機和電動機工作高效結合起來,並讓二者產生關聯,發動機的剩餘功率還可以用於發電機的工作,目前來看,這種構型的混合動力系統,很高效。

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日產的這套e-POWER混合動力系統,是比較少見的串聯式混合動力系統。之所以少見,是因為在絕大多數的情況下,這種動力構型被命名為增程式電動動力進行傳播。

在所有的混合動力系統構型裡,串聯式混合動力系統是結構最為簡單的一種。甚至從某種意義上來講,串聯式混合動力系統都可以跳出混合動力系統的這個圈子,向文章一開始講到的那樣,直接歸類到電動車的序列裡。

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串聯式混合動力系統的特點,是完全打破發動機和電動機之間的動力耦合,發動機不參與車輪驅動,只是作為發電機為電動機提供動力。車輛的所有驅動來源都是單一的電動機,這樣一來,就解決了二對一的動力耦合關係。在結構上和動力輸出的邏輯上,大幅度的簡化了混合動力系統的難度。

另一方面,由於電動機在這個過程中全程參與到車輛的驅動中,所以串聯式混合動力的構型,也就擁有了完全的純電動車的駕駛質感。無論是從使用者端還是從企業端來看,這都是一個很好的解決方案。所以,理想ONE,選擇了一套增程式的電動動力。也就是說,理想ONE和e-POWER的動力流,本質上是一回事。

那麼問題就來了,為什麼在日產e-POWER之前,這種簡單的串聯式混合動力架構,並沒有全面普及呢?豐田和本田為什麼要去搞更復雜的混聯式混合動力架構呢?

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問題出在電動機上,雖然電動機縱使有恆功率恆扭矩的輸出特性,但是電動機要實現長時間高功率高扭矩的滿負荷輸出,依舊是個比較困難的事情,一是功率和扭矩輸出的數值,二來是長時間滿負荷輸出的耐久性。這其實在很多國外的測試影片裡就可以看出來,電動車雖然百公里加速時間很快,但是超級跑車的大排量發動機後勁起來之後,長距離的加速就往往可以超過電動車。

這種滿負荷的長時間輸出,在汽車高速行駛的過程中會非常常見。所以,在此前的混合動力技術路線裡,混聯式和並聯式的架構都採用了發動機參與到一部分車輛的驅動中,並在滿負荷的工況下,承擔起車輛主要驅動的任務。而串聯式的混合動力,是無法避免這種電動機本身的短板的。

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所以,串聯式的混合動力技術在過去的時間裡,雖然結構簡單,但是沒有迎來大的突破。

現在,隨著電動車技術產業的發展,高速電動機技術開始得以普及,串聯式混合動力的構型,也才正式提上日程。到這個階段,決定電動機滿負荷輸出效能的短板,其實是轉移到了作為增程器的發動機上了——發動機的發電效率和發電功率,決定了電動機的效能能否全面釋放了。

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理想ONE的增程式構型,額外增加了一套鋰離子電池組為電動機提供動力。但是,這套鋰離子電池組和發動機並不產生關聯,二者相對於電動機來說,是一套並聯的關係。發動機的發電功率相較於兩臺橋間電機的輸出,是略有不足的。所以這也就是為什麼,理想ONE的油耗並不低,且電池只能透過充電樁充電的原因所在。

相比於理想ONE,東風日產e-POWER混合動力動力架構最大的區別在於電池,從動力流上我們可以看到,e-POWER混合動力技術採用的是一套具備閃衝閃放功能的小容量電池組,電池組只是在車輛啟動和動能回收的過程中起到收集和釋放剩餘能量的作用,本身是不參與到車輛的長時間驅動中的。

這也就說明,e-POWER系統的發動機發電功率和發電效率,是足夠高的。不過,因為沒有大容量的電池實現純電的續航,所以e-POWER架構的車型,也就只能歸類到普通燃油車的序列裡。

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但實事求是地說,e-POWER的出現,還真是件好事。如果我們褪去電動車的關鍵詞,以燃油車的角度去評價e-POWER混合動力架構,那麼,搭載這套系統的車子是全面超越傳統燃油車的效能表現。對於正處於傳統能源和新能源轉型的當下而言,是個非常大的利好。

注:圖片源自網路