日產也要做增程式汽車,不但便宜、而且熱效率高!2020年量產

日產也要做增程式汽車,不但便宜、而且熱效率高!2020年量產

提起“增程式”動力總成,大家第一時間能想到的是理想汽車和即將量產交付的理想ONE。但除了理想汽車之外,《高工車評》瞭解到,日產汽車也在進行“串聯HEV”研發。其工作原理是使用內燃機作為發電機來對電池充電並用電動機驅動的車輛,本質上也屬於增程式動力總成,但日產稱其為“e-POWER”。

相比理想ONE,日產的e-POWER在增程器上做了更多的設計,使得增程器的熱效率達到了驚人的45%,如果2020年實現量產,將成為熱效率最高的內燃機。

而關於增程式動力總成的前景,支持的人和極度反對的人都有各自的原因。

支持的人主要是有兩個原因:

第一, 增程式動力總成,搭載的發動機只用來發電,而不直接參與驅動車輛前進,所以,增程式也屬於新能源,而且不存在純電動車型的續航焦慮問題。

第二, 增程式動力總成比當下的插電式混動、甚至是純燃油車都更加經濟。

在純電動汽車未成熟之前,插電式混動在市場的份額將會進一步擴大,選擇純燃油車或者插電式混動還不如選擇增程式動力總成更加經濟。

不支持的人,答案就比較統一了。他們認為,增程式的能源本質上屬於內燃機燃燒汽油,因此不能像純電動車一樣實現能源替代。

而日系車企將混合動力汽車視為21世紀20年代電氣化的主要技術路線。

同時,混合動力汽車對於車企應對更嚴格的環境法規至關重要。當發動機被用於混合動力動力總成時,熱效率的最大化,可以很容易地改善整個混合動力運行過程中的效率,因此增程式有眾多優點。


開發出45%熱效率增程器引擎:

當前,日產已經研發出下一代汽油發動機,其熱效率最高可達到45%。如果按照2020年量產計劃,那麼它將會成為世界上量產發動機中熱效率最高的發動機。


日產也要做增程式汽車,不但便宜、而且熱效率高!2020年量產

日產串聯混合動力e-POWER

左邊是發動機,右邊是電機和逆變器,也可以簡單的將此理解為與理想相同的增程器工作原理。

不同的是,理想的增程式屬於並聯式,其採用了1.3T引擎驅動發電機,發出的電可以直接驅動電動機,而多餘的電量也可以給電池充電。

日產則採用串聯式設計,增程器發出的電量為電池充電,除此之外,日產在增程器技術方面做了更多開發,使得其熱效率達到45%。

據瞭解,目前日產採用了約為1.5升的渦輪增壓引擎,被用作電池充電的發電機,並且不會將驅動扭矩傳遞到軸。它可能是由渦輪增壓器增壓的小型發動機。

日產對該發動機設定了一定的限制,稱之為“定點操作”,可以輕鬆提高熱效率。

它避免使用能量來改變扭矩和速度。發動機可以保持恆定的旋轉和扭矩(定點操作)。例如,轉速可保持在2000至3000轉/分鐘的水平,此時具有較高的熱效率。

除此之外,通過安裝渦輪機以減少排量,減輕摩擦損失,同時增加了發電量。渦輪機被設計為,在達到最大熱效率的工作區域內具有高增壓效率。

通過縮小工作區域,還具有可以簡化發動機的附件,例如水泵和油泵。

若是普通發動機,最大轉速設定為約6000轉每分,因此潤滑系統,冷卻系統等等都需要相當大的工作區間。但增程器實際上並不需要這麼高的轉速。保持在最高4000轉的範圍內,就能夠實現最大發電量,所以增程器可以在高轉速的前提下簡化滑動部件,降低摩擦阻力等等。

最後,需要交代的是,當前日產的新發動機仍在開發中,目前其熱效率似乎已達到44%。至關重要的是,它是否可以在2020年之前增加額外的1%,並應用到大規模生產中。


開發成本可控,能快速組合出多種動力總成:

為了能夠趕上HEV領域的老大——豐田,日產必須大幅降低混合動力汽車的開發成本,增程式動力總成有先天優勢。

由於電機可以根據車型的特性控制扭矩,發動機的作用將會被弱化,日產預計發動機型號將減少到兩三種。例如,將旗下車輛分為三種規格:小型,大型和高端。

根據市場車型再準備三種款式的電動機。蓄電池中的電芯將通用化,至於數量將根據車輛規格而變化。

最後通過協調用於發電的發動機、電動機和蓄電池的類型,日產就可以通過車型規格選用最合適的動力總成,來提高開發效率。並且它還可以通過增加通用化零部件來幫助降低成本。達到低成本,高效組合出多種動力總成的效果。


新發動機,2020年量產:

在市場應用方面,串聯HEV是使用內燃機作為發電機來對電池充電並用電動機驅動的車輛,本質上屬於增程式動力總成,但日產稱其為“e-POWER”,目前應用於兩款型“Note”和“Serena”。

而這款新發動機將用於日產e-POWER下一代串聯式混合動力車輛中。首款車將是X-TRAIL SUV,預計將於2020年第一季度發佈。


日產也要做增程式汽車,不但便宜、而且熱效率高!2020年量產

當前X-Trail的外觀。下一代車型將配備新款發動機

除此之外,日產計劃在未來擴充國內外使用e-POWER的車型陣容,而且在北美和中國開發的豪華車品牌英菲尼迪中也將採用e-POWER。

日產認為,HEV的銷量在2030年左右幾乎相當於電動汽車(EV)的效率,將佔去其全球銷量總數的四分之一。以2018財年的為例,HEV的銷量將達到約138萬輛。所以在當前市場環境下,增加HEV車輛的開發生產,非常重要。

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