Er tækni með aukið drægni afturhaldssöm?
Í síðustu viku sagði Huawei Yu Chengdong í viðtali að „það sé fáránlegt að segja að ökutæki með lengri drægni séu ekki nógu háþróuð. Stillingin fyrir lengri drægni er hentugasta nýja orkustillingin fyrir ökutæki eins og er.“
Þessi yfirlýsing leiddi enn á ný til mikilla umræðu milli bílaiðnaðarins og neytenda um aukna blendingatækni (hér eftir nefnd aukið ferli). Fjölmargir stjórnendur bílaiðnaðarins, eins og Li Xiang, forstjóri Ideal, Shen Hui, forstjóri Weima, og Li Ruifeng, forstjóri WeiPai, hafa lýst skoðunum sínum.
Li Ruifeng, forstjóri Wei vörumerkisins, ræddi beint við Yu Chengdong á Weibo og sagði að „það þurfi enn að vera erfitt að framleiða járn og það sé samstaða í greininni um að blendingstæknin við að bæta við forritum sé afturhaldssöm.“ Að auki keypti forstjóri Wei vörumerkisins strax M5 til prófunar, sem bætti við annarri lykt af byssupúðri í umræðuna.
Reyndar, áður en þessi bylgja umræðna um „hvort hækkunin sé afturför“ áttu Ideal og stjórnendur Volkswagen einnig „upphitaðar umræður“ um þetta mál. Feng Sihan, forstjóri Volkswagen í Kína, sagði berum orðum að „hækkunaráætlunin væri versta lausnin“.
Þegar litið er á innlendan bílamarkað undanfarin ár má sjá að nýir bílar velja almennt tvær orkugjafarform, lengri drægni eða eingöngu rafmagn, og nota sjaldan tengiltvinnbíla. Þvert á móti, hefðbundnir bílaframleiðendur nota nýjar orkugjafar sínar annað hvort eingöngu rafmagn eða tengiltvinnbíla og gefa sér engan áhuga á lengri drægni.
Hins vegar, með fleiri og fleiri nýjum bílum sem taka upp kerfið með aukinni drægni á markaðnum, og tilkomu vinsælla bíla eins og Ideal One og Enjie M5, hefur aukinn drægni smám saman orðið vinsæll meðal neytenda og er orðinn almennur tengiltvinnbíll á markaðnum í dag.
Hröð aukning á notkun lengri drægni mun örugglega hafa áhrif á sölu á eldsneytis- og tvinnbílum hefðbundinna bílaframleiðenda, sem er rót deilunnar milli fyrrnefndra hefðbundnu bílaframleiðenda og nýsmíðaðra bíla.
Er þá tækni til að auka drægni afturábak? Hver er munurinn á tengiltvinnbílum? Af hverju velja nýir bílar aukna drægni? Við þessum spurningum fann Che Dongxi nokkur svör eftir ítarlega rannsókn á þessum tveimur tæknilegu leiðum.
1. Útvíkkað svið og viðbótablöndun eru af sömu rót og uppbygging útvíkkaðs sviðs er einfaldari.
Áður en við ræðum um langdrægni og tengiltvinnbíla, skulum við fyrst kynna þessar tvær aflgerðir.
Samkvæmt landsstaðlaskránni „Hugtök rafknúinna ökutækja“ (gb/t 19596-2017) eru rafknúin ökutæki skipt í hreina rafknúin ökutæki (hér eftir nefnd hrein rafknúin ökutæki) og blendingarrafknúin ökutæki (hér eftir nefnd blendingarrafknúin ökutæki).
Blendingabíla má skipta í raðtengt, samsíðatengt og blendingabíla eftir aflsskipan. Raðtengt þýðir að drifkraftur ökutækisins kemur eingöngu frá mótornum; samsíðatengt þýðir að drifkraftur ökutækisins kemur frá mótor og vél samtímis eða sitt í hvoru lagi; blendingabílar vísa til tveggja aksturshamna: raðtengt/samsíðatengt á sama tíma.
Drægislengirinn er raðtengdur blendingur. Drægislengirinn, sem samanstendur af vél og rafal, hleður rafhlöðuna og rafhlaðan knýr hjólin, eða drægislengirinn veitir vélinni rafmagn beint til að knýja ökutækið.
Hins vegar er hugtakið millibil og blöndun tiltölulega flókið. Hvað varðar rafknúin ökutæki má einnig skipta tvinnbílum í utanaðkomandi hleðslutæki og tvinnbíla án utanaðkomandi hleðslu eftir hleðslugetu þeirra.
Eins og nafnið gefur til kynna, svo framarlega sem hleðslutengi er til staðar og hægt er að hlaða hann utanaðkomandi, þá er þetta tengiltvinnbíll sem hægt er að hlaða utanaðkomandi, sem einnig má kalla „tengiltvinnbíl“. Samkvæmt þessum flokkunarstaðli er aukin drægni eins konar millibilun og blöndun.
Á sama hátt hefur blendingabíllinn sem ekki er hægt að hlaða utanaðkomandi enga hleðslutengi, þannig að ekki er hægt að hlaða hann utanaðkomandi. Hann getur aðeins hlaðið rafhlöðuna með vélinni, endurvinnslu hreyfiorku og öðrum aðferðum.
Hins vegar er það nú þegar tvinnbílar eru aðallega aðgreindir eftir aflsbyggingu á markaðnum. Eins og er er tengiltvinnbílakerfið samsíða eða tvinnbílakerfi. Í samanburði við raðtengda vélina getur tengiltvinnbíllinn (tvinnbíll) ekki aðeins veitt rafmagn fyrir rafhlöður og mótora, heldur einnig knúið ökutæki beint í gegnum tvinnbíla (ECVT, DHT o.s.frv.) og myndað sameiginlegt afl með mótornum til að knýja ökutæki.
Tengiblendingakerfi eins og Great Wall Lemon blendingakerfi, Geely Raytheon blendingakerfi og BYD DM-I eru öll blendingakerfi.
Vélin í drægilengjaranum getur ekki knúið ökutækið beint. Hún verður að framleiða rafmagn í gegnum rafalinn, geyma rafmagnið í rafhlöðunni eða senda það beint til mótorsins. Mótorinn, sem eina útrás drifkraftsins í öllu ökutækinu, sér því fyrir orku.
Þess vegna fela þrír meginhlutar drægilengingarkerfisins - drægilengjari, rafhlaða og mótor - ekki í sér vélræna tengingu, heldur eru allir rafmagnstengdir, þannig að heildarbyggingin er tiltölulega einföld; Uppbygging tengiltvinnbílakerfisins er flóknari og krefst tengingar milli mismunandi hreyfiþátta í gegnum vélræna íhluti eins og gírkassa.
Almennt séð eru flestir vélrænir gírkassar í blendingakerfum eins og mikill tæknilegur þröskuldur, langur notkunartími og einkaleyfisgrunnur. Það er augljóst að nýir bílar sem eru að leita að hraða hafa ekki tíma til að ræsa með gírum.
Hins vegar, fyrir hefðbundin fyrirtæki sem framleiða eldsneytisökutæki, er vélræn gírskipting einn af styrkleikum þeirra og þau búa yfir mikilli tæknilegri uppsöfnun og reynslu af fjöldaframleiðslu. Þegar rafvæðingin nálgast er augljóslega ómögulegt fyrir hefðbundin bílafyrirtæki að gefast upp á áratuga eða jafnvel alda tækniuppsöfnun og byrja upp á nýtt.
Það er jú erfitt að taka stóra U-beygju.
Þess vegna hefur einfaldari uppbygging með lengri drægni orðið besti kosturinn fyrir ný ökutæki, og tengiltvinnbílar, sem geta ekki aðeins nýtt varma úr vélrænni gírkassa til fulls og dregið úr orkunotkun, hafa orðið fyrsti kosturinn fyrir umbreytingu hefðbundinna ökutækjafyrirtækja.
2. Aukin drægni hófst fyrir hundrað árum og rafgeymirinn var eitt sinn eins og dragflaska.
Eftir að hafa skýrt muninn á tengiltvinnbílum og lengri drægni, og hvers vegna nýir bílar velja almennt lengri drægni, velja hefðbundnir bílaframleiðendur tengiltvinnbíla.
Þýðir einföld uppbygging þá afturhaldssemi fyrir útvíkkaða sviðið?
Í fyrsta lagi, hvað tíma varðar, er aukin drægni vissulega afturhaldssöm tækni.
Sögu aukinnar drægni má rekja aftur til loka 19. aldar, þegar Ferdinand Porsche, stofnandi Porsche, smíðaði fyrsta seríubílinn í heimi, Lohner Porsche.
Lohner Porsche er rafknúinn ökutæki. Tveir hjólamótorar eru á framöxlinum til að knýja ökutækið. Vegna stuttrar drægni setti Ferdinand Porsche hins vegar upp tvo rafalstöðvar til að auka drægni ökutækisins, sem myndaði raðtengda blendingakerfi og varð forfeður drægniaukningar.
Þar sem tækni með lengri drægni hefur verið til í meira en 120 ár, hvers vegna hefur hún ekki þróast hratt?
Í fyrsta lagi, í kerfinu með lengri drægni, er mótorinn eina orkugjafinn á hjólinu og hægt er að skilja tækið með lengri drægni sem stóran sólarhleðslusjóð. Sá fyrrnefndi innbyrðir jarðefnaeldsneyti og gefur frá sér raforku, en sá síðarnefndi innbyrðir sólarorku og gefur frá sér raforku.
Þess vegna er meginhlutverk drægilengjarans að umbreyta orkutegundinni, fyrst með því að umbreyta efnaorku í jarðefnaeldsneyti í raforku og síðan raforkunni í hreyfiorku í gegnum mótorinn.
Samkvæmt grunnþekkingu eðlisfræðinnar er ákveðin orkunotkun óhjákvæmileg í orkubreytingarferlinu. Í öllu kerfinu með langdrægri akstursdrægni eru að minnsta kosti tvær orkubreytingar (efnaorka, raforka, hreyfiorka) að verki, þannig að orkunýtnin við langdrægri akstursdrægni er tiltölulega lægri.
Á tímum öflugrar þróunar eldsneytisnotkunarökutækja einbeita hefðbundin bílaframleiðendur sér að þróun véla með meiri eldsneytisnýtni og gírkassa með meiri skilvirkni gírkassa. Hvaða fyrirtæki gæti þá bætt varmanýtni vélarinnar um 1%, eða jafnvel nálægt Nóbelsverðlaununum?
Þess vegna hefur orkuuppbygging aukinnar drægni, sem getur ekki bætt heldur dregið úr orkunýtni, verið skilin eftir og hunsuð af mörgum bílaframleiðendum.
Í öðru lagi, auk lágrar orkunýtni, eru mótorar og rafhlöður einnig tvær helstu ástæður sem takmarka þróun lengri drægni.
Í kerfi með lengri drægni er mótorinn eina aflgjafinn fyrir ökutækið, en fyrir 20 ~ 30 árum var tækni drifmótora ökutækja ekki þroskuð, kostnaðurinn var mikill, rúmmálið tiltölulega mikið og aflið gat ekki knúið ökutækið eitt og sér.
Á þeim tíma var ástand rafhlöðunnar svipað og ástand mótoranna. Hvorki orkuþéttleiki né afkastageta hvers rafhlöðu var hægt að bera saman við núverandi rafhlöðutækni. Ef þú vilt hafa mikla afkastagetu þarftu stærra rúmmál, sem leiðir til hærri kostnaðar og þyngri þyngdar ökutækis.
Ímyndaðu þér að fyrir 30 árum, ef þú settir saman ökutæki með langri drægni samkvæmt þremur rafmagnsvísum hugsjónabílsins, þá myndi kostnaðurinn hækka strax.
Hins vegar er aukið drægi alfarið knúið áfram af mótornum og mótorinn hefur þá kosti að vera án togsveiflu, hljóðlátur og svo framvegis. Þess vegna, áður en aukið drægi varð vinsælt í fólksbílum, var það frekar notað í ökutækjum og skipum eins og skriðdrekum, risavaxnum námubílum, kafbátum, sem eru ekki viðkvæmir fyrir kostnaði og rúmmáli og hafa meiri kröfur um afl, hljóðlátleika, augnablikstog o.s.frv.
Að lokum má segja að það sé ekki óeðlilegt af forstjóra Wei Pai og Volkswagen að aukin drægni sé afturhaldssöm tækni. Á tímum mikilla vinsælda eldsneytisbíla er aukin drægni með hærri kostnaði og minni skilvirkni sannarlega afturhaldssöm tækni. Volkswagen og Great Wall (Wei vörumerkið) eru einnig tvö hefðbundin vörumerki sem hafa vaxið upp á eldsneytisöldinni.
Tíminn er kominn til nútímans. Þó að í grundvallaratriðum sé engin eigindleg breyting á núverandi tækni með aukinni drægni og tækni með aukinni drægni fyrir meira en 100 árum, þá er þetta samt sem áður raforkuframleiðsla með aukinni drægni, vélknúnum ökutækjum, sem enn má kalla „afturhaldstækni“.
Hins vegar, öld síðar, er tækni til að auka drægni loksins komin á markað. Með hraðri þróun mótor- og rafhlöðutækni hafa upprunalegu moppurnar tvær orðið mikilvægasta samkeppnishæfni hennar, útrýmt ókostum langrar drægni á eldsneytisöldinni og farnar að bitna á eldsneytismarkaðnum.
3. Sértæk viðbótablöndun við vinnuskilyrði í þéttbýli og við vinnuskilyrði með miklum hraða
Neytendum er alveg sama hvort aukið drægi sé afturhaldssamur tækni, heldur hvort bíllinn sé sparneytnari og þægilegri í akstri.
Eins og áður hefur komið fram er drægislengjarinn raðtengdur. Hann getur ekki ekið ökutækinu beint og allur krafturinn kemur frá mótornum.
Þetta gerir það að verkum að ökutæki með kerfi með aukinni drægni hafa svipaða akstursupplifun og aksturseiginleika og sporvagnar. Hvað varðar orkunotkun er aukna drægnin einnig svipuð og hrein rafmagn - lítil orkunotkun í þéttbýli og mikil orkunotkun við mikinn hraða.
Þar sem drægisviðslengirinn hleður aðeins rafhlöðuna eða veitir mótornum afl, er hægt að halda drægisviðslenginum innan tiltölulega hagkvæms hraðabils mestallan tímann. Jafnvel í eingöngu rafmagnsstillingu (fyrst neytir hann orku rafhlöðunnar) getur drægisviðslengirinn ekki einu sinni ræst né framkallað eldsneytisnotkun. Hins vegar getur vél eldsneytisökutækis ekki alltaf starfað innan fasts hraðabils. Ef þú þarft að aka fram úr og gefa í aukana þarftu að auka hraðann og ef þú festist í umferðarteppu muntu ganga lausaganginn í langan tíma.
Þess vegna er orkunotkun (eldsneytisnotkun) lengri drægni á lághraðavegum í þéttbýli almennt lægri við venjulegar akstursaðstæður en hjá ökutækjum með eldsneyti sem eru búin sömu vélarrúmi.
Hins vegar, eins og með hreina rafmagn, er orkunotkunin við mikinn hraða meiri en við lágan hraða; Þvert á móti er orkunotkun eldsneytisökutækja við mikinn hraða minni en í þéttbýli.
Þetta þýðir að við mikinn hraða er orkunotkun mótorsins meiri, rafhlöðuorkan verður notuð hraðar og drægisviðaukinn þarf að vinna á „fullum álagi“ í langan tíma. Þar að auki, vegna tilvistar rafhlöðupakka, er þyngd ökutækja með lengri drægi af sömu stærð almennt meiri en ökutækja með eldsneyti.
Eldsneytisbílar njóta góðs af gírkassanum. Við mikinn hraða getur ökutækið farið upp í hærri gír, þannig að vélin er á hagkvæmum hraða og orkunotkunin er tiltölulega minni.
Þess vegna er orkunotkunin við akstur með lengri drægni við mikla hraða almennt séð næstum sú sama og í ökutækjum með eldsneyti og sömu slagrými vélarinnar, eða jafnvel meiri.
Eftir að hafa rætt um orkunotkunareiginleika langdrægrar drægis og eldsneytis, er til blendingstækni sem getur sameinað kosti lághraða orkunotkunar ökutækja með langri drægi og lághraða orkunotkunar ökutækja með eldsneyti og getur haft hagkvæmari orkunotkun á breiðara hraðabili?
Svarið er já, það er að segja, blandið því saman.
Í stuttu máli er tengiltvinnbíllinn þægilegri. Í samanburði við lengri drægni getur sá fyrrnefndi ekið bílnum beint með vélinni við mikinn hraða; í samanburði við eldsneyti getur tengiltvinnbíllinn einnig verið eins og lengri drægni. Vélin veitir mótornum kraft og knýr bílinn.
Að auki er tengiltvinnbíllinn einnig með tvinngírskiptingu (ECVT, DHT), sem gerir kleift að „samþætta“ afl mótorsins og vélarinnar til að takast á við hraða hröðun eða mikla aflþörf.
En eins og máltækið segir, maður fær aðeins eitthvað ef maður gefur það upp.
Vegna vélræns gírkassakerfis er uppbygging tengiltvinnbíla flóknari og rúmmálið tiltölulega stærra. Þess vegna er rafhlöðugeta tengiltvinnbíls með lengri drægni meiri en tengiltvinnbíls með lengri drægni, milli tengiltvinnbíla og bíla með aukinni drægni á sama stigi. Ef bíllinn er eingöngu notaður til að keyra innan þéttbýlis er jafnvel hægt að hlaða bílinn með lengri drægni án þess að fylla á eldsneyti.
Til dæmis er rafhlöðugeta Ideal One árgerð 2021 40,5 kWh og akstursdrægni eingöngu á rafmagni samkvæmt NEDC er 188 km. Rafhlöðugeta Mercedes Benz gle 350 e (tengiltvinnútgáfa) og BMW X5 xdrive45e (tengiltvinnútgáfa) sem eru nálægt stærð sinni er aðeins 31,2 kWh og 24 kWh og akstursdrægni eingöngu á rafmagni samkvæmt NEDC er aðeins 103 km og 85 km.
Ástæðan fyrir því að DM-I gerðin frá BYD er svona vinsæl um þessar mundir er að miklu leyti sú að rafhlöðugeta fyrri gerðarinnar er meiri en í gömlu DM gerðinni og jafnvel meiri en í gerðinni með lengri drægni á sama stigi. Hægt er að ferðast til og frá vinnu í borgum með því að nota eingöngu rafmagn en enga olíu og kostnaður við notkun bíla mun lækka í samræmi við það.
Í stuttu máli, fyrir nýsmíðaða ökutæki, krefst tengiltvinnbíll (hybrid) með flóknari uppbyggingu ekki aðeins lengri forrannsóknar- og þróunarferlis, heldur einnig fjölda áreiðanleikaprófana á öllu tengiltvinnkerfinu, sem er augljóslega ekki hröð í tíma.
Með hraðri þróun rafhlöðu- og mótortækni hefur aukning drægni með einfaldari uppbyggingu orðið „flýtileið“ fyrir nýja bíla, sem fer beint framhjá erfiðasta hluta aflgjafar bílasmíði.
En fyrir nýja orkubreytingu hefðbundinna bílafyrirtækja vilja þau augljóslega ekki gefa upp aflgjafa, gírkassa og önnur kerfi sem þau hafa fjárfest í mörg ár af orku (mannalegum og fjármagnslegum auðlindum) í rannsóknum og þróun, og byrja svo frá grunni.
Blendingstækni, svo sem tengiltvinnbílar, sem geta ekki aðeins nýtt varma úrgangs frá eldsneytisíhlutum ökutækja eins og vél og gírkassa til fulls, heldur einnig dregið verulega úr eldsneytisnotkun, hefur orðið algengt val hefðbundinna bílafyrirtækja bæði innanlands og erlendis.
Hvort sem um er að ræða tengiltvinnbíla eða bíla með aukinni drægni, þá er þetta í raun veltukerfið á flöskuhálstímabili núverandi rafhlöðutækni. Þegar vandamálin varðandi drægni rafhlöðunnar og skilvirkni orkunýtingar verða að fullu leyst í framtíðinni, mun eldsneytisnotkunin hverfa að fullu. Blendingstækni eins og tengiltvinnbílar með aukinni drægni og geta orðið orkugjafarstillingar fyrir nokkra sérstaka búnaði.
Birtingartími: 19. júlí 2022