混动系统之所以会遇到失速问题,其实是由一系列系统化的原因导致的。比如提供直驱动力的发动机性能不够强大、混动系统的BMS标定不甚合理、电池SOC的估算不够精准等等。只要其中一个环节没有做好,很有可能就会出现失速风险。
当然,人们其实也大可不必谈失速就色变。因为不管是车企还是车主,只需要在小细节上留一个心眼,就也能很大程度规避失速带来的安全隐患。
下面呢就给我几分钟,让我给大伙好好扒一扒失速的原因。
首先,什么是失速?
失速顾名思义,字面上的理解就是失去速度或是失去加速的能力,它反映的,其实是一种开车过程中动力系统可能会出现问题的情况。
要是曾经有非常激进地开过油车的小伙伴,应该有体会过一种叫做断油的情况。也就在咱们猛踩地板油、发动机转速急剧升高的时候,突然发动机给不上劲儿了,怎么踩都加不上速。
插混车型的失速虽然和油车的断油原理不太一样,但实际的体感还是比较相似。在电池电量几乎见底的时候,咱们可能会发现突然怎么踩油门车辆都加不上速了,于此同时,原先比较高的车速还会不停地往下降,到某个比较低的车速之后则会停止下降。
但和油车断油松油门以后就能快速恢复不同,插混车型的失速是个持续性的状态。如果无法停下车辆给电池充电,那么车辆将只能以较低的车速行驶。
而这,就很可能会造成非常严重的后果。
就比如,失速的出现往往是在高速通勤的场景下。而高速路上最大的危险来源,其实就是速度差。
国内的高速公路大都有一个最低速度限制,比如60或80公里每小时,就是为了防止出现因为后车太快、前车太慢的追尾事故。
而在失速发生时,大部分车辆的速度往往都在最低限速之下。此时如果后方有其他高速行驶的车辆,甚至是大货车在快速接近时,就非常可能导致严重的追尾事故。
同时因为失速时动力下降过快,切伴随着大量的系统警告声,车辆的驾驶员也有可能因为手忙脚乱而错过环境信息,导致其他的衍生事故。比如我之前就有一名同事在高速路上遇到了车辆失速,虽然后车及时发现成功减速,但因为他当时在操作满是故障提示的车机系统,导致忽略了前方的堵车路况,最终追尾了前车。
此外,在丢失了大部分的动力以后,要是遇上需要快速超车、加速避让的场景时,也会变得心有余而力不足。因此虽说在城区通勤时不太出现,就算失速了也没啥大不了的,但失速对于高速通勤来说,称它为隐形杀手可能真就不为过。
如果大伙真的运气不好碰上了高速失速,记得千万要马上打开双闪,再找准时机靠边停车、呼叫救援。万万不能有“再撑一会就到”的侥幸心理哦。
那么问题来了,好端端的一台车,为啥跑着跑着就会失速呢?
这就要说到插电式混动车型的动力结构了。
在绝大部分的插电式混动车上,主要负责驱动车辆的是效率高、体积小、动力强的电动机。而因为它们对电能的需求比较大,车上又没法布置发电功率很强的内燃机,因此电动机的主要能量来源大都是放电功率更高的动力电池。
而发动机,则更多的是充当一个发电机的角色,除了在部分车型上会偶尔用来在高速路况驱动一下车辆以外,更多的时候都是在通过烧油发电给电池做补给。
这个过程对发动机的各项要求其实都不会很高,毕竟只需要在最高效率的转速区间稳定发电就好了嘛,所以在如今大部分的混动车型上,发动机的输出功率几乎都是远小于系统总功率的。马力动辄300、400kW的混动车型,发动机的最大发电功率往往就只有100kW左右。
这种设计在满油满电的时候可以说是相当哇塞,既省油,动力又强,续航还长。可一到电池包没电的时候,问题就来了。电池没电之后,电动机没有了足够能量来源,转头就得找发动机要说法,要么让发动机自己驱动车辆,要么就是满功率发电给电机供能。
但前头咱也说了,发动机的最大功率相比电动机多少有些杯水车薪,就算它铆足了劲也只能提供满电时候几分之一的动力。
于是乎,我们前头说过的失速就来了。
到这肯定有聪明的朋友们要问了,那只要给电池设定一个最低限值,比如到了20%以下就强制发动机给它充电,不就能彻底避免失速了?
道理嘛,确实是这么个道理,许多混动车型的强制保电逻辑确实也是这么设计的。但这,依旧不能完全杜绝失速的发生。
因为在长时间高速等工况行驶时,电动机的能耗可能会提升到平时的近两倍,但发动机的发电功率却无法改变。由此便会产生一个电量消耗大于补充的差值,让电池的电量继续降。除非停下来让发动机安静的发会儿电,不然最后还是需要面对失速的风险。
另一个无法完全杜绝失速的原因其实和电池本身有关,因为别看我们能从车上很清楚的看见电池还有百分之多少的电,但这个数字,在所有的新能源车上其实都是估算出来的。真正准确的数据,只有在电池包完全断电静置一段时间之后才能测得。
估算的方法其实有很多,比如安时积分法、开路电压法、内阻法、卡曼滤波法等等,我们就不以一一展开说了。但这些方法无一例外,在实际估算中都会出现误差累积的情况。
比如安时积分法,靠的是每个一段时间对放电电流做采样,计算能量的消耗值来估算电量。可在电流波动比较大的工况下,安时积分法就无法计算到采样间隔中的能量消耗,也就会出现误差。而一旦误差积累起来,呈现在仪表台上的可能就会是10%甚至是超过20%的虚电。
有许多失速案例发生前,车主都会表示表显的电量突然从25%左右掉到了0%,也正是这个原因。
那么,失速就是完全没有杜绝的办法吗?
当然不是,就像我在开头说过的,失速解决起来难度其实并没有很大。不管是车企还是车主,都有应对的办法。
从车企的角度看,失速的问题的解法无非就是两个方面,一是增加发动机在直驱时候的动力水平,二是尽可能让电池保持电量够用的状态。
后者实施起来比较简单,毕竟这说到底就是个软件标定问题,只要将强制发动机介入发电的电量下限提高一些,或是设计一些小规则——比如车子急加速时发动机就必须介入为电池分担负荷等等,就能够避免电池的电量快速见底。
相比之下,提升发动机的直驱能力会需要车企更多的研发投入,当然,也是失速问题最根本、最有效的解法。
目前主流的做法有两个方向,一是用更高的热效率、更精密的材料和结构设计提升发动机本身的动力性能,也就是让它自身强壮起来。
二是给在发动机的输出端增加变速机构,就像燃油车拥有变速箱一样,大幅扩充发动机的扭矩输出范围,也就是给发动机配上一个趁手的武器,国内的吉利、长城、奇瑞都在做的多挡DHT就是这个思路。
这一套连招下来,基本也就和失速说再见了。
而从车主的角度来说,想要避免失速其实也非常简单,那就是在跑高速、长途之前,先把电池充充满,然后把动力模式切换到油点混合,大概率是不会出现失速滴。
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