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Plug-in VS de alcance estendido

A tecnologia de alcance estendido é atrasada?

Na semana passada, Huawei Yu Chengdong disse em uma entrevista que "é absurdo dizer que o veículo de alcance estendido não é avançado o suficiente. O modo de alcance estendido é o modo de veículo de nova energia mais adequado no momento".

Esta declaração desencadeou mais uma vez uma discussão acalorada entre a indústria e os consumidores sobre a tecnologia híbrida aumentada (doravante denominada processo aumentado).E vários chefes de empresas automobilísticas, como o CEO ideal Li Xiang, o CEO da Weima, Shen Hui, e o CEO da WeiPai, Li Ruifeng, expressaram suas opiniões.

Li Ruifeng, CEO da marca Wei, conversou diretamente com Yu Chengdong no Weibo, dizendo que "ainda precisa ser difícil fabricar ferro, e é um consenso da indústria que a tecnologia híbrida de adição de programas está atrasada".Além disso, o CEO da marca Wei comprou imediatamente um M5 para testes, acrescentando outro cheiro de pólvora à discussão.

Na verdade, antes dessa onda de discussão sobre “se o aumento é retrógrado”, os executivos da Ideal e da Volkswagen também tiveram uma “discussão acalorada” sobre o assunto.Feng Sihan, CEO da Volkswagen China, disse sem rodeios que “o programa de aumento é a pior solução”.

Olhando para o mercado automóvel nacional nos últimos anos, verifica-se que os carros novos geralmente escolhem as duas formas de potência: autonomia alargada ou eletricidade pura, e raramente se envolvem em energia híbrida plug-in.Pelo contrário, as montadoras tradicionais, pelo contrário, seus novos produtos energéticos são pura eletricidade ou híbridos plug-in, e não se importam de forma alguma com o alcance estendido.

No entanto, com cada vez mais carros novos adotando o sistema de autonomia estendida no mercado e o surgimento de carros populares como o ideal e o Enjie M5, a autonomia estendida é gradualmente conhecida pelos consumidores e se tornou uma forma híbrida convencional no mercado hoje.

O rápido aumento da autonomia alargada terá necessariamente um impacto nas vendas de modelos a combustível e híbridos das empresas automóveis tradicionais, o que é a raiz da disputa entre as empresas automóveis tradicionais acima mencionadas e os automóveis recém-construídos.

Então, a tecnologia de alcance estendido é atrasada?Qual é a diferença com o plug-in?Por que os carros novos escolhem autonomia estendida?Com estas questões, Che Dongxi encontrou algumas respostas após um estudo aprofundado das duas rotas técnicas.

1. O intervalo estendido e a mixagem de plug-in são a mesma raiz, e a estrutura do intervalo estendido é mais simples

Antes de discutir o alcance estendido e o híbrido plug-in, vamos primeiro apresentar essas duas formas de potência.

De acordo com o documento padrão nacional "terminologia de veículos elétricos" (gb/t 19596-2017), os veículos elétricos são divididos em veículos elétricos puros (doravante denominados veículos elétricos puros) e veículos elétricos híbridos (doravante denominados veículos elétricos híbridos ).

O veículo híbrido pode ser dividido em série, paralelo e híbrido de acordo com a estrutura de potência.Entre eles, o tipo série significa que a força motriz do veículo vem apenas do motor;Tipo paralelo significa que a força motriz do veículo é fornecida pelo motor e pelo motor ao mesmo tempo ou separadamente;O tipo híbrido refere-se a dois modos de condução em série/paralelo ao mesmo tempo.

O extensor de alcance é um híbrido de série.O extensor de alcance composto por motor e gerador carrega a bateria, e a bateria aciona as rodas, ou o extensor de alcance fornece energia diretamente ao motor para acionar o veículo.

No entanto, o conceito de interpolação e mistura é relativamente complexo.Em termos de veículo elétrico, o híbrido também pode ser dividido em híbrido carregável externamente e híbrido não carregável externamente, de acordo com a capacidade de carga externa.

Como o nome sugere, desde que haja uma porta de carregamento e possa ser carregado externamente, é um híbrido carregável externamente, que também pode ser chamado de “híbrido plug-in”.De acordo com este padrão de classificação, o alcance estendido é um tipo de interpolação e mistura.

Da mesma forma, o híbrido não carregável externamente não possui porta de carregamento, portanto não pode ser carregado externamente.Ele só pode carregar a bateria através do motor, recuperação de energia cinética e outros métodos.

No entanto, actualmente, o tipo híbrido distingue-se principalmente pela estrutura de poder do mercado.Neste momento, o sistema híbrido plug-in é um sistema híbrido híbrido paralelo ou híbrido.Comparado com o alcance estendido (tipo de série), o motor híbrido plug-in (híbrido) pode não apenas fornecer energia elétrica para baterias e motores, mas também conduzir veículos diretamente através de transmissão híbrida (ECVT, DHT, etc.) e formar uma junta força com o motor para dirigir veículos.

Sistemas híbridos plug-in, como o sistema híbrido Great Wall Lemon, o sistema híbrido Geely Raytheon e o BYD DM-I, são todos sistemas híbridos híbridos.

O motor do extensor de autonomia não pode conduzir o veículo diretamente.Deve gerar eletricidade através do gerador, armazenar a eletricidade na bateria ou fornecê-la diretamente ao motor.O motor, como única saída da força motriz de todo o veículo, fornece energia ao veículo.

Portanto, as três partes principais do sistema extensor de alcance - extensor de alcance, bateria e motor não envolvem conexão mecânica, mas estão todas conectadas eletricamente, de modo que a estrutura geral é relativamente simples;A estrutura do sistema híbrido plug-in é mais complexa, o que exige acoplamento entre diferentes domínios dinâmicos por meio de componentes mecânicos como caixa de câmbio.

De modo geral, a maioria dos componentes de transmissão mecânica do sistema híbrido possui características de altas barreiras técnicas, longo ciclo de aplicação e pool de patentes.É óbvio que os carros novos “em busca de velocidade” não têm tempo de arrancar com as marchas.

No entanto, para as empresas tradicionais de veículos a combustível, a transmissão mecânica é um dos seus pontos fortes, e elas possuem profundo acúmulo técnico e experiência em produção em massa.Quando a maré da electrificação se aproxima, é obviamente impossível para as empresas automóveis tradicionais desistirem de décadas ou mesmo séculos de acumulação de tecnologia e começarem de novo.

Afinal, é difícil fazer uma grande reviravolta.

Portanto, uma estrutura de autonomia estendida mais simples tornou-se a melhor escolha para veículos novos, e o híbrido plug-in, que pode não apenas aproveitar ao máximo o calor residual da transmissão mecânica e reduzir o consumo de energia, tornou-se a primeira escolha para a transformação de empresas de veículos tradicionais.

2. O alcance estendido começou há cem anos e a bateria do motor já foi uma garrafa de arrasto

Depois de esclarecer a diferença entre híbrido plug-in e autonomia estendida, e por que os carros novos geralmente escolhem autonomia estendida, as montadoras tradicionais optam pelo híbrido plug-in.

Então, para a faixa estendida, estrutura simples significa atraso?

Em primeiro lugar, em termos de tempo, o alcance alargado é, de facto, uma tecnologia atrasada.

A história da autonomia estendida remonta ao final do século 19, quando Ferdinand Porsche, o fundador da Porsche, construiu o primeiro carro híbrido de série do mundo, Lohner Porsche.

Lohner Porsche é um veículo elétrico.Existem dois motores de cubo no eixo dianteiro para conduzir o veículo.Porém, devido ao curto alcance, Ferdinand Porsche instalou dois geradores para melhorar o alcance do veículo, que formou um sistema híbrido em série e se tornou o ancestral do aumento de alcance.

Dado que a tecnologia de alcance alargado existe há mais de 120 anos, porque é que não se desenvolveu rapidamente?

Em primeiro lugar, no sistema de alcance estendido, o motor é a única fonte de energia na roda, e o dispositivo de alcance estendido pode ser entendido como um grande tesouro de carregamento solar.O primeiro insere combustíveis fósseis e produz energia elétrica, enquanto o último insere energia solar e produz energia elétrica.

Portanto, a função essencial do extensor de autonomia é converter o tipo de energia, primeiro convertendo a energia química dos combustíveis fósseis em energia elétrica e depois convertendo a energia elétrica em energia cinética através do motor.

De acordo com o conhecimento físico básico, certo consumo ocorrerá no processo de conversão de energia.Em todo o sistema de alcance estendido, pelo menos duas conversões de energia (energia química, energia elétrica, energia cinética) estão envolvidas, de modo que a eficiência energética do alcance estendido é relativamente menor.

Na era do vigoroso desenvolvimento dos veículos movidos a combustível, as empresas automobilísticas tradicionais concentram-se no desenvolvimento de motores com maior eficiência de combustível e caixas de câmbio com maior eficiência de transmissão.Naquela época, qual empresa poderia melhorar a eficiência térmica do motor em 1%, ou até perto do Prêmio Nobel.

Portanto, a estrutura de potência de autonomia estendida, que não pode melhorar, mas reduzir a eficiência energética, foi deixada para trás e ignorada por muitas montadoras.

Em segundo lugar, além da baixa eficiência energética, os motores e as baterias são também duas razões principais que limitam o desenvolvimento da autonomia alargada.

No sistema de alcance estendido, o motor é a única fonte de energia do veículo, mas há 20 a 30 anos, a tecnologia do motor de acionamento do veículo não estava madura e o custo era alto, o volume era relativamente grande e a potência não podia dirigir o veículo sozinho.

Naquela época, a situação da bateria era semelhante à do motor.Nem a densidade de energia nem a capacidade única poderiam ser comparadas com a tecnologia atual de baterias.Se você quer ter uma capacidade grande, precisa de um volume maior, o que trará custos mais caros e maior peso do veículo.

Imagine que há 30 anos, se você montasse um veículo de autonomia estendida de acordo com os três indicadores elétricos do ideal, o custo dispararia diretamente.

No entanto, a faixa estendida é totalmente acionada pelo motor, e o motor tem as vantagens de não ter histerese de torque, ser silencioso e assim por diante.Portanto, antes da popularização do alcance estendido na área de automóveis de passageiros, ele era mais aplicado em veículos e navios como tanques, carros gigantes de mineração, submarinos, que não são sensíveis a custo e volume, e possuem maiores requisitos de potência, silencioso , torque instantâneo, etc.

Concluindo, não é absurdo que o CEO da Wei Pai e da Volkswagen diga que o alcance estendido é uma tecnologia atrasada.Na era dos veículos movidos a combustível em expansão, a autonomia alargada com custos mais elevados e menor eficiência é, de facto, uma tecnologia atrasada.Volkswagen e Great Wall (marca Wei) também são duas marcas tradicionais que cresceram na era do combustível.

Chegou a hora do presente.Embora, em princípio, não haja nenhuma mudança qualitativa entre a atual tecnologia de alcance estendido e a tecnologia de alcance estendido há mais de 100 anos, ainda é geração de energia de gerador de alcance estendido, veículos motorizados, que ainda pode ser chamada de "tecnologia atrasada".

No entanto, depois de um século, a tecnologia de alcance estendido finalmente chegou.Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de motores e baterias, os dois esfregões originais tornaram-se a sua competitividade mais importante, eliminando as desvantagens da autonomia alargada na era do combustível e começando a morder o mercado de combustíveis.

3、 Mistura seletiva de plug-ins em condições de trabalho urbano e condições de trabalho de alta velocidade de alcance estendido

Para os consumidores, eles não se importam se a autonomia estendida é uma tecnologia atrasada, mas sim qual é mais eficiente em termos de combustível e qual é mais confortável de dirigir.

Conforme mencionado acima, o extensor de alcance é uma estrutura em série.O extensor de alcance não pode conduzir o veículo diretamente e toda a potência vem do motor.

Portanto, isso faz com que os veículos com sistema de autonomia estendida tenham experiência de direção e características de direção semelhantes aos bondes puros.Em termos de consumo de energia, a autonomia alargada também é semelhante à electricidade pura - baixo consumo de energia em condições urbanas e elevado consumo de energia em condições de alta velocidade.

Especificamente, como o extensor de alcance apenas carrega a bateria ou fornece energia ao motor, o extensor de alcance pode ser mantido em uma faixa de velocidade relativamente econômica na maior parte do tempo.Mesmo no modo de prioridade elétrica pura (consumindo primeiro a energia da bateria), o extensor de autonomia não consegue sequer arrancar, nem produzir consumo de combustível.No entanto, o motor de um veículo a combustível nem sempre pode operar numa faixa de velocidade fixa.Se precisar ultrapassar e acelerar, é preciso aumentar a velocidade e, se ficar preso em um engarrafamento, ficará parado por muito tempo.

Portanto, em condições normais de condução, o consumo de energia (consumo de combustível) de autonomia estendida em estradas urbanas de baixa velocidade é geralmente menor do que o de veículos a combustível equipados com o mesmo motor de cilindrada.

Contudo, tal como acontece com a electricidade pura, o consumo de energia em condições de alta velocidade é superior ao consumo em condições de baixa velocidade;Pelo contrário, o consumo de energia dos veículos movidos a combustível em condições de alta velocidade é menor do que em condições urbanas.

Isto significa que em condições de trabalho de alta velocidade, o consumo de energia do motor é maior, a energia da bateria será consumida mais rapidamente e o extensor de autonomia precisará trabalhar em "carga total" por um longo tempo.Além disso, devido à existência de conjuntos de baterias, o peso dos veículos de autonomia alargada com o mesmo tamanho é geralmente maior do que o dos veículos a combustível.

Os veículos a combustível beneficiam da existência da caixa de velocidades.Em condições de alta velocidade, o veículo pode subir para uma marcha mais alta, de modo que o motor fique em uma velocidade econômica e o consumo de energia seja relativamente menor.

Portanto, de modo geral, o consumo de energia de autonomia estendida sob condições de trabalho em alta velocidade é quase o mesmo que o dos veículos a combustível com o mesmo motor de cilindrada, ou até superior.

Depois de falar sobre as características de consumo de energia de autonomia estendida e combustível, existe uma tecnologia híbrida que pode combinar as vantagens do consumo de energia de baixa velocidade de veículos de autonomia estendida e consumo de energia de baixa velocidade de veículos a combustível, e pode ter consumo de energia mais econômico em uma faixa de velocidade mais ampla?

A resposta é sim, ou seja, misture tudo.

Resumindo, o sistema híbrido plug-in é mais conveniente.Comparado com o alcance estendido, o primeiro pode conduzir o veículo diretamente com o motor em condições de trabalho em alta velocidade;Comparada com o combustível, a mistura plug-in também pode ser de alcance estendido.O motor fornece energia ao motor e aciona o veículo.

Além disso, o sistema híbrido plug-in também possui transmissões híbridas (ECVT, DHT), o que permite que a respectiva potência do motor e do motor alcance a "integração" para lidar com acelerações rápidas ou alta demanda de potência.

Mas como diz o ditado, você só consegue algo se desistir.

Devido à existência de mecanismo de transmissão mecânica, a estrutura da mixagem de plug-ins é mais complexa e o volume é relativamente maior.Portanto, entre modelos híbridos plug-in e modelos de alcance estendido do mesmo nível, a capacidade da bateria do modelo de alcance estendido é maior do que a do modelo híbrido plug-in, o que também pode trazer um alcance elétrico puro mais longo.Se o cenário do carro for apenas se deslocar na área urbana, a autonomia estendida pode até ser carregada sem reabastecer.

Por exemplo, a capacidade da bateria ideal para 2021 é de 40,5 kWh, e a quilometragem de resistência elétrica pura do NEDC é de 188 km.A capacidade da bateria do Mercedes Benz gle 350 e (versão híbrida plug-in) e BMW X5 xdrive45e (versão híbrida plug-in) próxima ao seu tamanho é de apenas 31,2 kwh e 24 kwh, e a quilometragem de resistência elétrica pura do NEDC é de apenas 103 km e 85 km.

A razão pela qual o modelo DM-I da BYD é tão popular atualmente é em grande parte porque a capacidade da bateria do modelo anterior é maior do que a do antigo modelo DM, e até excede a do modelo de alcance estendido do mesmo nível.As deslocações nas cidades podem ser conseguidas utilizando apenas electricidade e sem petróleo, e o custo da utilização de automóveis será reduzido em conformidade.

Resumindo, para veículos recém-construídos, o híbrido plug-in (híbrido) com estrutura mais complexa requer não apenas um ciclo de pré-pesquisa e desenvolvimento mais longo, mas também um grande número de testes de confiabilidade em todo o sistema híbrido plug-in, que é obviamente não rápido no tempo.

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de baterias e motores, a extensão do alcance com uma estrutura mais simples tornou-se um "atalho" para carros novos, passando diretamente pela parte de potência mais difícil da construção de automóveis.

Mas para a nova transformação energética das empresas automobilísticas tradicionais, elas obviamente não querem abrir mão da energia, da transmissão e de outros sistemas nos quais investiram muitos anos de energia (recursos humanos e financeiros) em pesquisa e desenvolvimento, e então começar de arranhar.

A tecnologia híbrida, como o híbrido plug-in, que pode não apenas aproveitar ao máximo o calor residual dos componentes do veículo a combustível, como motor e caixa de câmbio, mas também reduzir bastante o consumo de combustível, tornou-se a escolha comum das empresas de veículos tradicionais em casa e fora do país.

Portanto, seja híbrido plug-in ou de alcance estendido, é na verdade o esquema de rotatividade no período de gargalo da tecnologia de bateria atual.Quando os problemas de autonomia da bateria e eficiência de reposição de energia forem completamente resolvidos no futuro, o consumo de combustível será completamente eliminado.A tecnologia híbrida, como autonomia estendida e híbrido plug-in, pode se tornar o modo de energia de alguns equipamentos especiais.


Horário da postagem: 19 de julho de 2022