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什么叫油电混合汽车?
油电混合动力汽车即燃料(汽油,柴油)和电能的混合,是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车,属于一种优势互补的技术,也可以归结为集成创新,拿主流的混合动力技术来言,动力源主要是发动机,然后配备了第二个动力源电池,这二者结合起来进行节能,辅助发动机的电动马达可以在正常行驶中产生强大而平稳的动力。在起步、加速时,又由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。因此,车主可以享受更强劲的起步、加速同时还能实现较高水平的燃油经济性。
简单的说就是在低速时用电,高速时用油。众所周之汽车有一个经济车速。当车速低时发动机老是在低转速下运转非常废油,所以用电来驱动。当高速时电的驱动力不够就需要用油。与此同时还可以给电瓶充电(电瓶是低速时的动力源)油电混合就是为了省油节能。
油电混合、48V轻混、插电式混动汽车、插电式增程汽车、燃料电池汽车,五种所谓混动汽车级别不同特点不一,概念是这样的。
油电混合汽车属于燃油车,是轻度混合动力,电驱系统只作为辅助动力输出以及节油;其结构包括普通内燃式发动机、集成电机的混动变速箱,发动机没有特殊之处,称之为油电混合主要在于变速箱。
不论是ECVT、EDU还是其他类型,其结构中一定包括一台发电电机和一台驱动电机,汽车最废油的状态是加速、怠速和倒车,在这几种状态下变速箱里的电机可以输出动力,电机发力则内燃式发动机的运行符合变小、喷油量降低,实现结构说白了是用电换油;而且电机有恒扭矩发力的优点,在起步瞬间可以爆发最大扭矩,所以性能也不会很差。
但是这类车的节油也是有限的,因电机消耗的电量来自动力电池组,其电量无法通过电网充电获取,而是依靠变速箱里的发电机在发动机的带动下发电;这种状态下发动机的运行符合加大,油耗会升高。所以油电混合汽车的节油等于【HEV混电驱动节油-发电状态耗油】,比例并不高,不过使用这种混动系统的车多为合资品牌,这类车能在结构方面没有下线的减重,车身足够轻再加上这组“电动节油器”油耗还是会低一些。
48V轻混系统概念与油电混合相同,区别是油电混合使用混动变速箱,电机功率足够大还能够低速纯电行驶或怠速使用电压缩机;而轻混是将电机与发动机集成,电机通过带轮与发动机曲轴连接,能实现的功能也有加速时辅助发力实现性能提升和油耗降低。
但发电机集成限制了电机体积(功率),且输出动力必须通过发动机曲轴飞轮输出转矩,纯电运行需要先克服发动机的阻力,但发动机不启动点火时阻力很大且没有润滑会造成磨损,所以48V轻混不能纯电驾驶,级别比油电混合低一级。
插电式混动汽车功能比较全面,发动机集成电机有轻混运行模式,电机非集成布局不影响内燃发动机驱动系统,且可以以电机和发动机同时输出动力也实现了油电混合模式;其次非集成电机体积不受限制,功率扭矩都可以做到很大,加之电池组从油电混合的1kwh左右升级至10~20kwh,容量加大后可以以纯电行驶50~100公里,近期有部分品牌推出了接近200公里续航的插电混动汽车,这种集油电混合、轻混、纯电动三种模式为一体的汽车实用性将会大大提升。
插电式增程汽车属于插混的缩水版,汽车取消变速箱、发动机与发电机组成增程器只用来发电,发出的电量充入电池组,汽车只能以纯电动模式运行;当然电池组的容量仍就比较大,能提供100~200公里之间的纯电续航,大部分时间与插电混动相同以纯电模式运行,长途驾驶时以增程器发电补充电量,发动机不参与驱动会一定比例节省耗油量,只是性能也会比插电混动差一些,这是以节油为主的混动架构。
燃料电池汽车本质为增程式电动汽车,区别是取消了插电充电功能,增程器不是内燃机与发电机的组合,而是利用氢燃料电池进行静态的化学发电。车辆只需要加注液态氢,在燃料电池内部与氧反应形成电流,将电流输出给储能电池组充电,最后消耗储电以纯电模式驾驶;这种结构技术并不先进、能耗也很高,所以是所有与混动系统有关的汽车里销量最差的,保有量不过几千台。
以上五种混动汽车只有插电式两类属于新能源汽车,因电力通过电网补充可以辅助调整峰谷,足够大的电池组梯次利用也能补偿新能源发电的储电站;其他通过常规能源转化为电能的汽车,目前仍属于燃油车范畴,大致区别就是这样。
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电动车的电池循环利用成为行业关键问题之一,请问下一代的电动汽车发展趋势如何?
电动汽车动力电池梯次利用是行业发展基础,下一代电动汽车的核心在于改变动力电池类型。
电动汽车存在的意义不仅是减少化石能源的消耗以及实现终端零排放,推动新能源发电的增速快速取代同样存在排放的火力发电似乎才是重心,其中动力电池在这一战略规划中扮演着源动力的角色。因为动力电池在汽车上完成10年左右的使用任务之后,这些电池通过分拣测试使绝大多数进入储能电站领域才是最重要的环节。
但不同类型的电池使用寿命存在较大的差异
镍钴锰、镍钴锰酸锂、镍钴铝等三元锂电池的理论使用寿命超过1000次,然而实际完整充放电次数并不能达到这一水平。真实用车过程中平均达到600次左右即会出现SOC下降20%~30%,在这一节点动力电池会被汽车淘汰;之后进入储能电站以同步充放合理控制SOC的状态运行,其理论使用年限也仅为30年左右。
磷酸铁锂电池理论使用寿命可在2000次左右,真实使用过程中SOC降至相同标准的续航总里程会大的多,同时这些电池在进入储电站后可使用50年左右。虽然磷酸铁锂电池的能量密度比较低,然而综合使用年限与更低的制造成本而言,铁电池才会是未来的主要动力电池类型。
那么铁电池为什么没有成为主流呢?原因在于补贴阶段会按照能量密度分级,密度越大补贴越高这才导致铁电池被乘用车淘汰。这一阶段的技术研发方向多多少少有些钻牛角尖的感觉,因为过高的密度会造成晶体结构的不稳定导致电池组有较高的自燃率;提升能量密度能够提升续航里程,但个人认为提升续航的基础还是在于降低动力电池的制造成本,或者让电池的真实制造成本透明化。利用低成本且密度始终的电池以及市场化竞争打破电池价格垄断,这是提升续航的最有效方式。
这一问题作为非专业人员能看到的,专业技术团队自然也不会想不到;所以在补贴退出动力电池不再受到密度的束缚之后,磷酸铁锂电池会再次成为主流动力电池。从多家车企获取的信息印证了这种推论,三代车或四代新车均规划了换装电池提升续航的产品,其中还包括一些知名度很高的插电式混动汽车。在技术发展方向确定后磷酸铁锂电池也出现了升级,在制造成本可控的前提下能量密度进行了适当提升,成组的成本可降低¼~⅓而续航同比例增长。
这种转型不仅解决了新能源汽车的里程焦虑问题,同时也实现了电池的梯次利用可以更长的时间创造更大的价值;即使在后期普及无线充电或架空接触网充电道路后,低成本大容量的铁电池仍然会是最理想的类型。个人观点,仅供参考。
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