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主题:【原创】混合动力汽车之路(一) -- 波波粥

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            • 家园 快速拆卸的设计还是很好用的

              比如坦克发动机那么复杂,但是整体吊装更换也不过4-5分钟。电动自行车上的电池体积小,重量轻,小偷顺手就偷了;但是上百公斤的汽车电池,小偷一定要开工具车的,与其这样大张旗鼓的偷电池,小偷还不如连车一起偷算了。

              • 家园 那着个更换的人工成本不计算呀

                每天换 3次 每次 20元. 还不如烧油呢

                • 家园 每天换3次那是要跑高速公路么

                  因为跑高速没时间等电池充电,所以要更换电池组。如果是在自己的城市里跑,晚上回家以后可以对电池组充电么,费用也就节省了。

                  • 家园 快速更换电池适合行业用户

                    我觉得,如果要快速更换电池了,最好就用全电动车,不用混合动力了。

                    因为混合动力就是为了在可能无法充电--无法换电池的情况下保证能用设计的。如果能确保快速换电池、快速充电,直接上全电动车好了,更节能,成本更低。

                    我觉得,电动车的几种应哟个方式应该是

                    1、串联混合动力,应用于偏重城市行驶的家用小车

                    2、并联、混联混合动力,应用在偏重性能的家庭小车(另外比亚迪的DM其实是兼有并联、串联模式的)

                    3、纯电动快速可换电池,用于行业应用(比如公交车、场地叉车等有固定路线的应用,这一方面避免了面向公众运营带来的电量计算、电池折旧计算等麻烦,另一方面也利于使用标准化电池和使用谷电)

                    4、家用纯电动车还是不可换电池更合适点。

                    个人感觉,面向行业的重点做全电动车可快速拆换电车,面向个人的是混合动力和不可快速拆换电车的纯电动车。

                    • 家园 这个思路非常好

                      前一段时间,我碰到我以前的教授,他也认为,在一个相当长的过渡时期呢,汽车动力装置会出现一个“百花齐放”的情景,对厂商来说,目标市场会更加的细分,对于中国本土厂商,的确是一个难得的机遇,船小好调头么。

      • 家园 换电池是好办法

        也有麻烦。

        按照我比较旧的对电池的认识,电池里面的电量的衡量,一直是有问题的,特别是在电池相对满的很大的区间内,电池里面究竟有多少电,是一个无法精确测量的概念。这样就给更换电池这个买卖行为带来了麻烦。客户要是不能精确知道买了多少电,那还有多少人愿意买呢?不清楚这方面技术是否有进步。

        另外还有一个问题:一次需要换多少个电池呢?按照普通锂离子电池每公斤存储160Wh的容量,按照每百公里10kWh的耗电量,要一次开出100公里(很难再短了),需要更换的电池重量是62.5公斤。虽然现在加油一次也是加几十公斤,不过液体毕竟方便很多。更换六十几公斤的固体,要麻烦很多了。当然这个是可以解决的。

        • 家园 现在的混合动力汽车和电动汽车上都有电池管理系统

          可以知道剩余电量,但是这个显示精确到什么程度,这我也不知道了,以后可以问问相关专家

          按照目前的电池性能,大概每百公里需要更换一次电池组,所以纯粹的电动车在长距离行驶还是受到限制的。但是有人想,这个更换电池的业务可以和汽车租赁结合起来,电池都是属于某个公司的,用户是向公司租赁电池,可以在A地租电池,B地还回去。现在关于混合动力/电动汽车有不少五花八门的想法的,也很有趣。

      • 家园 换电池这个方案可以和加油站合并

        让加油站代换一下,不用新建电池站了。

        不过,还是期待看看BYD的快速充电技术。

    • 家园 混合动力汽车之路这个系列要暂停了

      因为某些原因,原计划的几个后续帖子需要暂时冻结一段时间了,请大家谅解

      不过关于混合动力汽车,俺还有其它坑可以挖,欢迎大家继续关注

    • 家园 【原创】混合动力汽车之路(五)

      在前几篇帖子里,对混合动力系统的各种布置作了介绍,简单的说来,按照内燃机和电动机/发电机的连接方式,混合动力可以分为串联混合动力,并联混合动力以及混联混合动力;按照电动机对汽车动力系统的参与程度,从低到高可以分为轻度=〉中度=〉全混合 =〉Plug-In。

      波波粥:【原创】混合动力汽车之路(二)

      波波粥:【原创】混合动力汽车之路(三)

      波波粥:【原创】混合汽车动力之路(四)

      丰田Prius采用的是混联结构的Plug-In混合动力系统。发动机的动力一部分直接驱动,另一部分被用于发电,电动机也参与驱动,内燃机/电动机的动力输出比例可自由控制。这种技术的优势就是节油效果显著,但结构复杂,重量大,空间需求大,成本高昂。我们的目的是要把混合动力汽车做得“价格便宜量又足”(难道混合动力汽车就是一盘菜),这样看来,简单的重复Prius的技术路线并不可取。

      和混联结构相比,并联结构的优点不少:发动机和电动机各不相干,省略了发电机,简化了动力分配系统,控制简单。但它也有一个突出的缺点,就是一旦在行驶中电池耗尽,而又无法及时充电的话,电池,电动机就彻底变成“死重”,不产生效益,白白浪费燃料。如果要增加电动系统的工作时间,则需要更多的电池组,在成本和重量上都是不合算的,因为有效载荷/汽车自重系数是衡量汽车燃油经济性的重要指标之一。看来并联结构的缺点也不少么,但是一些追求大马力的汽车还是采用了这种设计,因为它们主要追求的还是动力性能。

      例如保时捷(Porsche)的Cayenne Hybrid,它采用并联混合动力结构,混合动力模块(离合器与电动马达)安装在发动机和变速箱之间,从而省略了一套齿轮组(而混联混合动力结构需要一套行星齿轮组来分配内燃机/电动机的动力输出)。当54马力的电动机动力够用时,电动机与发动机之间的离合器断开,车辆就可以实现纯电力驱动。而当需要发动机动力时,离合器又会自动接合,同时启动发动机输出动力。采用这样的设计之后,混合动力版的Cayenne比常规Cayenne省油,油耗从12.8L/百公里降到了9.8L/百公里(其实还是油老虎,不过它搭载的是3.6升发动机,功率达280马力),并且加速性能也得到显著改善。

      Cayenne Hybrid:

      点看全图

      Cayenne Hybrid的动力系统示意图:

      点看全图

      那么,串联混合动力的表现如何呢?

      在串联混合动力系统中,内燃机仅仅扮演了一个发电机的角色,直接驱动汽车的是电动机。内燃机带动发电机,提供电力给电动机,多余的电力可以储存在电池中(对电池组充电)。在电池组充满以后,内燃机可以停机,纯粹由电池组给电动机提供能量,等电池电量降低到一定程度后,内燃机再工作。这样可以使用较少的电池组,减轻车重,同时内燃机作为电动机,它的工作范围较窄,可以在排放优势区域内工作,降低了油耗与限制性气体的排放。哈哈,看起来优势很多呢

      通用汽车的Chevrolet Volt就是“串联混合动力”的代表。它使用的电动机功率提升到163马力,同时搭载一款排量较小的汽油发动机(1.4L发动机)。在Chevrolet Volt上配备了可使用家用电源充电的锂离子充电电池组,电池组电力可供行驶64公里。在电池余量不足时就会起动发动机发电,并以其产生的电力行驶及充电。

      Chevrolet Volt,GM出品

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      Chevrolet Volt的动力系统布置示意图:

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      这里删除了部分文字

      悬念,悬念

      关键词(Tags): #混合动力

      本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
    • 家园 这个价格分析有问题

      prius在北美基本型msrp 22000刀 对比 corolla 基本型 15000刀,平均30mpg,咱少算点,也套你那个7L/百公里.如果套你的数据算,不到20年就保本了.

      你用prius在中国的不合理价格来做计算,如果用来说明为什么prius在中国卖得不好倒没问题,但用来说明prius的系统成本如何太高,这个就有问题了.

      • 家园 我其实想表达两层意思

        第一个就是您说的,Prius在中国的不合理价格影响了他的销售。还有一个意思是,Prius选择的混合动力解决方案,在混合动力中也是属于成本较高的那一类,那么这种方案的费效比是不是很好,在接下来的系列里面会做一些探讨。

    • 家园 【原创】混合动力汽车之路(四)

      在上一篇帖子里,谈到了轻度混合动力和中度混合动力装置,现在,“真正的”混合动力装置就要登场了!

      这所谓真正的混合动力装置,指的就是“全混合动力”和“Plug-In”这概念。相对于这两种系统,轻度混合动力与中度混合动力系统中的电机系统,扮演的是配角,内燃机还是唯一的主角。而全混合动力与“Plug-In”中的电机系统,则和内燃机平分秋色,各自扮演男女主角

      话说108年前,在那风雨飘摇的清朝末年,八国联军联军侵华。。。,打住,打住,这不是在说混合动力汽车吗,怎么说到1900年去了?

      是啊,在整整108年前,在中华民族最黑暗的年代里,在西方,汽车工业已经登上了历史的舞台。要说混合动力汽车,就不能不谈到混合动力汽车的前身:电动汽车。

      电动汽车几乎和内燃机汽车同步出现,在最初的汽车诞生时,动力装置是五花八门,而主流是三种:电动车,蒸汽动力汽车,内燃机汽车。在1900年,美国全年销售了4192辆汽车,其中1575辆电动车,1688辆蒸汽动力汽车,而内燃机汽车则1000辆还不到,只有929辆。最初的内燃机汽车因为难闻的尾气和巨大的噪音,并不受绅士和淑女们的欢迎,安静的电动汽车则大受追捧。

      真正的“汽”车:蒸汽动力汽车

      点看全图

      也是在这一年,保时捷博士(Ferdinand Porsche)也推出了他的第一款电动汽车:Lohner-Posche

      点看全图

      Lohner-Posche拥有44块铅酸蓄电池,可供行驶约3小时,它的电动机最大功率达到了惊人的7马力,强劲的动力可以使它的最高时速达45至58公里/小时。

      但是电池是电动汽车与生俱来的弱点,电池限制了电动汽车的行驶时间/里程,所以电动汽车也逐渐的退出了汽车主流,把老大的宝座拱手让给了内燃机汽车。历史的车轮在这108年里划了一个大圈,今天,我们又在为电动汽车所带来的前景而激动不已。但历史也是螺旋上升的,今天的电动汽车已处在突破的前夜,早已非当年吴下阿蒙。

      混合动力汽车的混合二字非常形象,“Hybrid”也有杂交的意思,混合动力汽车不就是集电动机与内燃机于一身么。“全混合动力”是真正按照“混合动力”这个要求来设计的汽车,而丰田Prius是“全混合动力”第一车,Prius在混合动力汽车发展史留下了光辉的一页,它是会被载入史册(汽车历史)的。

      全混合动力汽车示意图:

      点看全图

      要做到“全混合”动力,首先要大幅度提高电机功率,在某些混合动力汽车上,电机功率已超过150KW。在低速运行阶段(如30公里/小时以下),汽车全部使用电机来行驶一定的里程,如30公里;在其他工况下,电机也全部做功,因为电机功率更大,那么可以使用较小排量的发动机,达到更省油的目的。

      全混合动力与中度混合动力对比示意图:

      点看全图

      全混合动力汽车重要子系统示意图:

      点看全图

      全混合动力汽车的省油潜力更大,但是需要的银子也是大大的,全套系统价格超过10万RMB

      而Plug-In技术,电机系统可以对内燃机输入扭矩进行优化,使得输出扭矩曲线更加平滑。

      传统汽车的扭矩-转速图:

      点看全图

      使用电机优化后的扭矩-转速图(蓝线,呵呵,自己画的,看起来有点丑):

      点看全图

      其中,集成了电动机的变速箱是Plug-In的关键部件,这样可以大大的节省车内的空间,对混合动力来讲意义很大,因为混合动力装置系统复杂,车内空间需求巨大(又要放很多电池组,又要放电机,怎么会小呢

      集成了电动机的变速箱(GM)

      点看全图

      这个东东也要再加上10000RMB的,升级系统,money拿来

      土鳖,come

      关键词(Tags): #混合动力元宝推荐:老马丁,

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      • 家园 最近的丰田混合动力又有了进步,体积重量更小

        这里有个链接:外链出处

        • 家园 柴油车上使用混合动力

          柴油发动机在低速时的扭矩大,和汽油发动机相比,电机参与扭矩优化的优势就显得不明显了。另外,柴油发动机现在比汽油发动机省油,所以在柴油轿车上使用混合动力的意义也不大。但是在目前的技术条件下,柴油发动机要满足欧6以及以后更高的排放标准所付出的成本代价还太大,所以许多厂商在加紧开发混合动力轿车。

          柴油车本身成本就要高些,再加上混合动力系统,这个价格就更高了,所以从成本的角度来说,现在也很少有选择柴油发动机+混合动力这个技术路线的。但是这并不意味着柴油发动机+混合动力的技术水平会比Prius的低。

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