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プラグイン VS 拡張範囲

射程距離の延長は後進的な技術ですか?

ファーウェイの余成東氏は先週、インタビューで「航続距離延長型車両が十分に進歩していないというのはナンセンスだ。航続距離延長モードは現時点で最も適切な新エネルギー車モードだ」と述べた。

この声明は、拡張ハイブリッド技術 (以下、拡張プロセスと呼びます) について、業界と消費者の間で再び激しい議論を引き起こしました。また、理想のCEOであるLi Xiang氏、WeimaのCEOであるShen Hui氏、WeiPaiのCEOであるLi Ruifeng氏など、多くの自動車企業の経営陣が意見を表明している。

WeiブランドのCEOであるLi Ruifeng氏は、WeiboでYu Chengdong氏と直接対話し、「鉄を作るにはまだ難しいことが必要であり、プログラムを追加するハイブリッド技術は後進的であるというのが業界のコンセンサスだ」と述べた。さらに、Wei ブランドの CEO はすぐにテスト用に M5 を購入し、議論に火薬の匂いが加わりました。

実際、「増加は逆行しているかどうか」を巡る議論の波が起こる前に、イデアル社とフォルクスワーゲンの幹部らもこの問題について「激しい議論」を行っていた。フォルクスワーゲン中国の馮思涵最高経営責任者(CEO)は「増額プログラムは最悪の解決策だ」と率直に語った。

近年の国内自動車市場を見てみると、新車は航続距離延長か純電気の2つの駆動方式を選択するのが一般的で、プラグインハイブリッド駆動にはあまり乗り出していない。それどころか、従来の自動車会社は、新エネルギー製品は純粋な電気かプラグインハイブリッドのいずれかであり、航続距離の延長にはまったく「関心」を持っていません。

しかし、市場で航続距離延長システムを採用する新車が増え、イデアルやEnjie M5などの人気車の登場により、航続距離延長は徐々に消費者に知られるようになり、市場では主流のハイブリッド形式になりました。今日。

航続距離の延長の急速な台頭は、伝統的な自動車会社の燃料モデルやハイブリッドモデルの販売に影響を与えることは必至であり、これが上記の伝統的な自動車会社と新型車との間の紛争の根源となっている。

では、航続距離の延長は後進的な技術なのでしょうか?プラグインとの違いは何ですか?なぜ新車は航続距離の延長を選択するのでしょうか?これらの疑問に対して、車東熙は 2 つの技術的なルートを徹底的に研究した結果、いくつかの答えを見つけました。

1、拡張レンジとプラグインミキシングは同じ根であり、拡張レンジの構造はよりシンプルです

航続距離の延長とプラグイン ハイブリッドについて説明する前に、まずこれら 2 つの動力形式を紹介しましょう。

国家標準文書「電気自動車の用語」(gb/t 19596-2017)によれば、電気自動車は純粋な電気自動車(以下、純粋電気自動車という)とハイブリッド電気自動車(以下、ハイブリッド電気自動車という)に分けられます。 )。

ハイブリッド車は動力構造によりシリーズ、パラレル、ハイブリッドに分けられます。このうちシリーズ式とは、車両の駆動力をモーターのみで得るタイプのことを指します。パラレル式とは、車両の駆動力がモーターとエンジンによって同時にまたは別々に供給されることを意味します。ハイブリッド式とは、シリーズ/パラレルの2つの走行モードを同時に行うことを指します。

レンジエクステンダーはシリーズハイブリッドです。エンジンと発電機で構成されるレンジエクステンダーはバッテリーを充電し、バッテリーで車輪を駆動したり、モーターに直接電力を供給して車両を走行させます。

ただし、補間と混合の概念は比較的複雑です。電気自動車に関して言えば、ハイブリッドは、外部充電容量に応じて、外部充電可能なハイブリッドと外部充電不可能なハイブリッドに分類することもできます。

その名の通り、充電ポートがあれば外部から充電できる外部充電可能なハイブリッドであり、「プラグインハイブリッド」とも呼ばれます。この分類基準によれば、拡張範囲は補間および混合の一種です。

同様に、非外部充電可能なハイブリッドには充電ポートがないため、外部から充電することはできません。エンジン、運動エネルギー回収、その他の方法でのみバッテリーを充電できます。

しかし、現在、市場ではパワー構成によってハイブリッド型が主流となっている。このとき、プラグインハイブリッドシステムは、パラレルハイブリッドまたはハイブリッドハイブリッドシステムである。エクステンデッドレンジ(シリーズタイプ)と比較して、プラグインハイブリッド(ハイブリッド)エンジンは、バッテリーとモーターに電気エネルギーを供給するだけでなく、ハイブリッドトランスミッション(ECVT、DHTなど)を介して車両を直接駆動し、ジョイントを形成することもできます。モーターの力で車両を駆動します。

長城レモンハイブリッドシステム、吉利レイセオンハイブリッドシステム、BYD DM-Iなどのプラグインハイブリッドシステムはすべてハイブリッドハイブリッドシステムです。

レンジエクステンダーのエンジンは車両を直接駆動することはできません。発電機で電気を生成し、バッテリーに電気を蓄えるか、モーターに直接供給する必要があります。モーターは車両全体の駆動力の唯一の出口として車両に動力を供給します。

したがって、レンジエクステンダーシステムの 3 つの主要部分であるレンジエクステンダー、バッテリー、モーターは機械的な接続を必要とせず、すべて電気的に接続されているため、全体の構造は比較的シンプルです。プラグイン ハイブリッド システムの構造はより複雑で、ギアボックスなどの機械コンポーネントを介して異なる動的ドメイン間を結合する必要があります。

一般的に言えば、ハイブリッド システムの機械式トランスミッション コンポーネントのほとんどは、技術的障壁が高く、出願サイクルが長く、特許プールが長いという特徴があります。「スピードを求める」新車にはギアを入れてスタートする時間がないことは明らかです。

しかし、従来の燃料自動車企業にとって、機械式トランスミッションは自社の強みの一つであり、深い技術蓄積と量産経験を持っています。電動化の潮流が到来するとき、従来の自動車会社が数十年、さらには数世紀にわたる技術蓄積を放棄して再出発することは明らかに不可能です。

やっぱり大きくUターンするのは難しいです。

したがって、よりシンプルな拡張レンジ構造が新車の最良の選択肢となり、機械式トランスミッションの廃熱を最大限に活用し、エネルギー消費を削減できるだけでなく、車両の変革の第一の選択肢となったプラグインハイブリッド。伝統的な自動車企業。

2、航続距離の延長は100年前に始まり、モーターのバッテリーはかつてドラッグボトルでした

プラグイン ハイブリッドと航続距離の延長の違いと、新車が一般に航続距離の延長を選択する理由を明確にした後、従来の自動車会社はプラグイン ハイブリッドを選択します。

それでは、拡張範囲に関しては、単純な構造は後進性を意味するのでしょうか?

まず第一に、時間の観点から言えば、航続距離の延長は確かに後進的な技術です。

航続距離の延長の歴史は、ポルシェの創設者であるフェルディナント・ポルシェが世界初のシリーズハイブリッドカー、ローナー・ポルシェを製造した 19 世紀末まで遡ることができます。

ローナーポルシェは電気自動車です。フロントアクスルには車両を駆動するための 2 つのハブモーターがあります。しかし、航続距離が短かったため、フェルディナンド・ポルシェは車両の航続距離を向上させるために発電機を 2 台設置し、シリーズハイブリッドシステムを形成して航続距離増加の祖となりました。

長距離通信技術は 120 年以上存在しているのに、なぜ急速に発展しなかったのでしょうか?

まず第一に、拡張範囲システムでは、モーターが車輪の唯一の動力源であり、拡張範囲デバイスは大きなソーラー充電宝物として理解できます。前者は化石燃料を入力して電気エネルギーを出力し、後者は太陽エネルギーを入力して電気エネルギーを出力します。

したがって、レンジエクステンダーの本質的な機能はエネルギーの種類を変換することであり、まず化石燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、次にモーターを通じて電気エネルギーを運動エネルギーに変換します。

基本的な物理的知識によれば、エネルギー変換の過程で一定の消費が必ず発生します。長距離システム全体では、少なくとも 2 つのエネルギー変換 (化学エネルギー、電気エネルギー、運動エネルギー) が含まれるため、長距離システムのエネルギー効率は比較的低くなります。

燃料自動車の開発が活発に行われる時代において、従来の自動車会社は、より燃料効率の高いエンジンと、より高い伝達効率を備えたギアボックスの開発に注力してきました。そのとき、エンジンの熱効率を1%、あるいはノーベル賞に近いほど改善できる企業はどこだろうか。

したがって、エネルギー効率を向上させることはできないが低下させることになる航続距離の延長による動力構造は、多くの自動車会社から取り残され、無視されてきました。

第二に、エネルギー効率の低さに加えて、モーターとバッテリーも航続距離の延長の開発を制限する 2 つの主な理由です。

長距離システムでは、モーターが車両の唯一の動力源ですが、20~30年前、車両駆動モーターの技術は未熟で、コストが高く、体積が比較的大きく、電力を供給できませんでした。一人で車を運転する。

当時、バッテリーの状況はモーターの状況と似ていました。エネルギー密度も単一容量も、現在のバッテリー技術と比較することはできません。大きな容量を持たせようとすると、より大きな体積が必要になり、コストが高くなり、車両重量も重くなります。

30 年前、理想的な車両の 3 つの電気インジケーターに従って航続距離の長い車両を組み立てると、コストが直接かかっていたことを想像してください。

しかし、延長された航続距離は完全にモーターによって駆動され、モーターにはトルクヒステリシスがなく、静かであるなどの利点があります。したがって、乗用車の分野で航続距離の延長が普及する前は、コストや量に敏感ではなく、出力、静粛性などの要件が高い、戦車、巨大鉱山車両、潜水艦などの車両や船舶に適用されていました。 、瞬間トルクなど。

結論として、Wei Pai と Volkswagen の CEO が航続距離の延長は後進的な技術であると言うのも無理はありません。燃料自動車ブームの時代において、航続距離を延長して高コストと低効率を実現することは、まさに後進的な技術です。フォルクスワーゲンと長城 (魏ブランド) も、燃料時代に成長した 2 つの伝統的なブランドです。

時は現在に至りました。現在の航続距離延長技術と100年以上前の航続距離延長技術は原理的には質的な変化はないが、依然として「後進技術」ともいえる航続距離延長発電機発電やモーター駆動車両である。

しかし、1 世紀を経て、ついに長距離通信技術が登場しました。モーターとバッテリー技術の急速な発展により、オリジナルの 2 つのモップが最も重要な競争力となり、燃料時代における航続距離の延長による欠点が解消され、燃料市場に食い込み始めました。

3、都市部の作業条件および広範囲の高速作業条件下での選択的なプラグイン混合

消費者にとっては、航続距離の延長が後進的な技術であるかどうかは気にせず、どちらがより燃費が良く、どちらが運転がより快適であるかが重要です。

前述したように、レンジエクステンダーは直列構造です。レンジ エクステンダーは車両を直接駆動することはできず、すべての電力はモーターから供給されます。

したがって、これにより、拡張範囲システムを備えた車両は、純粋な路面電車と同様の運転体験と運転特性を得ることができます。消費電力の点でも、航続距離の延長は純粋な電気と同様であり、都市環境下では低消費電力、高速環境下では高消費電力となります。

具体的には、レンジ エクステンダーはバッテリーを充電するかモーターに電力を供給するだけなので、ほとんどの場合、比較的経済的な速度範囲に維持できます。純粋な電気優先モード(最初にバッテリーの電力を消費する)でも、レンジエクステンダーは始動することさえできず、燃料消費も発生しません。しかし、燃料自動車のエンジンは常に一定の速度範囲で動作するとは限りません。追い越しをして加速する必要がある場合は速度を上げる必要があり、渋滞にはまる場合は長時間アイドリングすることになります。

そのため、通常の走行状態では、都市部の低速走行時のエネルギー消費量(燃料消費量)は、一般に同排気量エンジンを搭載した燃料車よりも低くなります。

ただし、純粋な電気と同様、高速条件でのエネルギー消費は低速条件よりも高くなります。逆に、高速走行時の燃料自動車のエネルギー消費量は、都市部の走行時よりも低くなります。

これは、高速動作条件下では、モーターのエネルギー消費量が多くなり、バッテリー電力の消費が速くなり、レンジエクステンダーは長時間「全負荷」で動作する必要があることを意味します。また、電池パックの存在により、同じサイズの航続距離の長い車両の車両重量は一般に燃料車両よりも大きくなります。

燃料自動車はギアボックスの存在から恩恵を受けます。高速条件下では、車両はより高いギアまで上昇できるため、エンジンは経済的な速度になり、エネルギー消費は比較的低くなります。

したがって、一般的に言えば、高速走行条件下での長距離走行時のエネルギー消費量は、同じ排気量のエンジンを搭載した燃料車とほぼ同じか、それ以上になります。

航続距離と燃料のエネルギー消費特性について説明した後、航続距離が長い車両の低速エネルギー消費と燃料車両の低速エネルギー消費の利点を組み合わせ、より経済的なエネルギー消費を実現できるハイブリッド技術はありますか?より広い速度範囲で?

答えは「はい」です。つまり、混ぜてください。

つまり、プラグインハイブリッドシステムの方が便利だということだ。延長された航続距離と比較して、前者は高速作業条件下でエンジンで直接車両を駆動できます。燃料と比較して、プラグインミキシングは航続距離を延長することもできます。エンジンはモーターに電力を供給し、車両を駆動します。

また、プラグインハイブリッドシステムにはハイブリッドトランスミッション(ECVT、DHT)も搭載されており、モーターとエンジンのそれぞれのパワーを「統合」して急加速や高出力要求に対応します。

しかし、諺にもあるように、何かを手に入れることは、諦めなければ得られません。

機械的な伝達機構の存在により、プラグインミキシングの構造はより複雑になり、容積は比較的大きくなります。したがって、同レベルのプラグインハイブリッドモデルと航続距離延長モデルでは、航続距離延長モデルのバッテリー容量がプラグインハイブリッドモデルよりも大きく、純粋な電気航続距離も長くなります。都市部の通勤のみのカーシーンであれば、無給油での航続距離の延長も可能だ。

例えば、2021年の理想的なバッテリー容量は40.5kwh、NEDCの純電気耐久走行距離は188kmです。メルセデスベンツ gle 350 e (プラグインハイブリッドバージョン) とそのサイズに近い BMW X5 xdrive45e (プラグインハイブリッドバージョン) のバッテリー容量はわずか 31.2kwh と 24kwh であり、NEDC の純粋な電気耐久走行距離はわずか 103km です。 85km。

BYDのDM-Iモデルが現在これほど人気が​​ある理由は、旧モデルのバッテリー容量が旧DMモデルよりも大きく、同レベルの拡張範囲モデルをも超えていることが大きい。都市部では石油を使わず電気のみで通勤が可能となり、その分車の利用コストも削減されます。

以上をまとめると、新車の場合、より複雑な構造のプラグインハイブリッド(ハイブリッド)は、事前の研究開発サイクルが長くなるだけでなく、プラグインハイブリッドシステム全体に対する多数の信頼性試験も必要となります。明らかに時間的に速くありません。

バッテリーとモーター技術の急速な発展により、より単純な構造で航続距離を延長することが新車の「近道」となり、自動車製造の最も困難なパワー部分を直接通過できるようになりました。

しかし、伝統的な自動車会社の新たなエネルギー変革のために、彼らは研究開発に長年のエネルギー(人的および資金的資源)を投資してきたパワー、トランスミッション、およびその他のシステムを放棄したくないのは明らかです。傷。

プラグインハイブリッドなどのハイブリッド技術は、エンジンやギアボックスなどの燃料車両コンポーネントの廃熱を最大限に活用できるだけでなく、燃料消費量も大幅に削減できるため、家庭や自動車メーカーの従来の一般的な選択肢となっています。海外。

したがって、プラグインハイブリッドであろうと航続距離の延長であろうと、実際には現在のバッテリー技術のボトルネック期間におけるターンオーバースキームです。将来的にバッテリーの航続距離とエネルギー補給効率の問題が完全に解決されれば、燃費も完全にクリアされるでしょう。航続距離の延長やプラグインハイブリッドなどのハイブリッド技術は、いくつかの特殊な機器のパワーモードになる可能性があります。


投稿日時: 2022 年 7 月 19 日