不知道大家发现没有,现在市面上几乎所有的插混/增程车型的发动机都是 1.5L 或 1.5T 的,包括比亚迪、理想、问界、上汽、东风、长城、奇瑞等。
日系品牌算是一个例外,本田的雅阁 PHEV 用的是 2.0L 发动机,丰田的 RAV4 双擎 E+用的是 2.5L 发动机,不过近日丰田也宣布开始研发 1.5L/2.0L 排量的插混专用小型发动机,可以预计未来在凯美瑞、卡罗拉、RAV4 等的插电混动车型上会用上 1.5L 发动机。
那么为什么大家在做 PHEV 车型时都不约而同地选择了 1.5L 这个排量呢?
原因一:1.5L 排量热效率更容易做高
混动相对于传统的燃油车,省油的秘诀就在于发动机超高热效率+一直在高效区间运行,插电混动的发动机大部分时间可能都是在“发电”,不用直接驱动车辆,因此这个时候基本只用考虑发动机的热效率就行了。
这个时候设计发动机先要确定单缸容量了,大量的实践与理论分析表明,对于主流发动机来说最佳单缸排量区间为 0.33-0.5L,对应四缸的容量就是 1.32-2.0L,市面上大部分四缸发动机都是在这个容量内了。
这个时候考虑到是效率优先而不是性能优先,因此尽量采用小排量的小缸径设计,采用小缸径的设计这样不仅面容比小(面积和容积的比),损失的热量更小。同时小缸径燃烧火焰往四周传播的距离越短,也可以得到更好的燃烧,爆震的风险也越小,这样就可以往高压缩比的方向去做,比亚迪最新的 DM 5.0 上的 1.5L 发动机就是这个思路,压缩比可以高达 16,最高热效率比亚迪称可以达到 46.06%。
当然在小缸径的基础上,一般还会采用长冲程的设计,这样活塞每次做工都利用的更充分,采用阿特金森/米勒循环也是为了进一步充分利用每次的做工。
单缸黄金容量+小缸径+长冲程的综合考量和设计,最终各家工程师锁定在了 1.5L 的这个“黄金排量”。
原因二:大电池可以弥补发动机功率的不足
我们都知道现实中的“六边形战士”是非常少的,我们不能“既要又要还要”,插混专用的发动机既然选择了高热效率就得牺牲一些什么,比如说性能。
因此我们可以看到很多插混的 1.5L/1.5T 的发动机性能比较弱,比如比亚迪秦 L/海豹 06 DM-i 上的 1.5L 发动机最大功率 74kW,最大扭矩 126N·m,选一款燃油车的 1.5L 发动机作为对比,吉利帝豪上的 1.5L 发动机最大功率 93kW,最大扭矩 152N·m。
再举一个 1.5T 涡轮增压发动机的例子,问界 M7 的 1.5T 发动机最大功率 112kW,最大扭矩 205N·m,雅阁 1.5T 的发动机最大功率 141kW,最大扭矩 260N·m。
不过这个时候插混的优势就来了,一般插混都有一个高于 8kWh 的大电池,如果按照 16C 的放电倍率来算,秦 L 上的 10kWh 的电池能提供 160kW 的放电功率,而秦 L 的驱动电机最大功率是 120kW,仅靠电池就可以“喂饱”电机了。
当然这里也有一个“亏电”的问题,一般插混车型电量最低到 10%发动机就强制介入了,有的更高能达到 25%。在比亚迪的发布会上比亚迪称能够“0.2 小时发的电够 1 小时纯电行驶”,当然这里给到的城市纯电行驶所需功率仅为 7.3kW,是理想下的状态。如果是超车、高速、爬坡等情况下的话肯定就不够了,这个时候最好让电池在比较高的电量状态。
当然如果从日常使用的来看,发动机最大 74kW 的功率,WLTC 工况下的平均需求是 13.4kW,如果发动机以最大功率工作,可以一边行驶一边以 60kW 的功率给电池充电,只用 10 分钟就能把 10kWh 的电池充满了,当然实际中发动机就以一半的最大功率在工作,但也足够应付了。
而燃油车没有这样的功率电池,HEV 混动的电池一般也就 1-2kWh,即便 40C 的放电倍率也提供不了太多功率,因此燃油车和 HEV 混动的发动机的性能需要更强一些,比如丰田的 2.5L 混动,在酷路泽这样的大 SUV 上还用上了 2.4T 的混动发动机。
综合来看,1.5L 排量的发动机已经成了各家做插电混动 PHEV 的首选,丰田也不得不加入。这个时候我们自主品牌与海外一线车企在发动机方面就没有劣势了,甚至还有优势。当然也有人说变速箱方面还有很大差距,但无论是纯电动车还是 PHEV 插电混动都是不需要传统的变速箱的。
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