全混动力、轻混还是插电式混合动力?混合动力汽车类型指南
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混合动力汽车分为三大类:无需外部充电的全混合动力(自充电)、仅为汽油发动机提供辅助的轻混动力,以及可通过充电插座充电、能够以纯电模式行驶一定里程的插电式混合动力(PHEV).区分三者的关键指标是充电方式、电池容量以及能否纯电独立行驶;哪种更适合你,取决于你的日常里程主要是在市区还是高速公路,以及你能否方便地插电充电.
亮点
- 轻混动力是 48V 系统;无法纯电行驶,仅为发动机提供辅助.
- 全混动力电池容量通常约为 ~1 kWh .
- PHEV电池大约是全混动力的 10–20倍 大小.
- PHEV通常提供 25–50英里 的纯电续航里程.
- PHEV每英里的维护成本约为 ~3美分;汽油车平均为 6美分.
混合动力、轻混动力和插电式混合动力有什么区别?
区分这三种系统最直接、最清晰的标准是:谁来给电池充电,电机能否独立驱动车辆?轻混动力的车不能插电,也无法纯电行驶;其电气系统仅够为汽油发动机提供辅助.全混动力同样不能插电,但通过车载汽油发动机和能量回收制动为电池充电;在低速时可以纯电独立行驶.插电式混合动力则顾名思义,从插座充电,其电池容量足以提供接近纯电动车的续航里程.
电池大小将这一区别具体化为数字.全混动力电池通常在 1 kWh 左右;这些能量会在下一次加速时立即耗尽.而PHEV电池大约是全混动力电池的 10–20倍 大小,可为纯电行驶提供大约 10–70英里 的续航里程.轻混动力则配备 48V 锂离子电池、皮带驱动的集成启动发电机(BISG)和DC/DC转换器;48V相比12V的优势在于能以更小的损耗输出更高的功率.
| 特性 | 轻混动力(MHEV) | 全混动力(HEV) | 插电式混合动力(PHEV) |
|---|---|---|---|
| 可以插电吗? | 否 | 否 | 是,需要充电 |
| 能否纯电独立行驶? | 否 | 短距离可以 | 可以,这是主要模式 |
| 典型电池容量 | 小型48V | ~1 kWh | PHEV比全混动力大10–20倍 |
| 纯电续航里程 | 无 | 非常短 | 约10–70英里 |
| 市区经济性 | 中等 | 非常高 | 若能充电则最高 |
工作原理:每种系统如何管理能量?
轻混动力:安静的助手
轻度混合动力车的电气系统还不足以取代发动机.小型电机在起步和加速时为汽油发动机增加扭矩;在走走停停的交通中,它使发动机的熄火与重启更加平顺.驾驶体验与传统汽油车几乎无法区分;因此,轻度混合动力是以最低价格进入混合动力技术的过渡之路.但由于发动机必须始终运转以驱动车辆,与普通混合动力车相比,它消耗更多燃油并产生更多排放.
全混合动力:两种动力源之间的自动平衡
在全混合动力中,汽油发动机和电机协同工作.在典型的行驶中,车辆以电力起步;当达到一定速度时——以经典的 丰田普锐斯为例,约15英里/小时——系统将汽油发动机与电力结合.由计算机决定何时启用哪种动力源,驾驶员无需通过控制器管理这些切换.电池耗尽时由汽油补充能量,加速时通过再生制动充电;插电充电这一环节完全不会出现在日常生活中.
插电式混合动力:兼职电动车
PHEV主要依靠电机运行,当电池电量下降时,燃油发动机会自动介入;也就是说,电池耗尽时驾驶员不会被抛在路上.当纯电续航降至零、汽油发动机接管时,电池也并非完全耗尽:系统会保留约 1 kWh的储备,使车辆继续像一辆带再生制动的混合动力车那样运行.PHEV的电池约为纯电动汽车电池的四分之一大小;大多数车型采用更小更便宜的 3.3 kW车载充电电路,通常不支持DC快充.通过家用插座充电一整晚,即 10-12小时 内即可充满.
PHEV通常提供三种工作模式.混合动力模式下,计算机会为了效率平衡电力与汽油的比例:在城市和定速巡航时优先使用EV模式,在急加速和高速时优先使用汽油模式.EV Save模式为后续保存电池电量,并立即强制汽油发动机进入混合动力模式;在进入有排放限制的市中心之前,或在需要电动扭矩的路段之前非常有用.Charge模式则强制发动机为电池充电;由于效率低于插电充电且成本更高,这是一种在效率上得不偿失的做法,只有在长距离爬坡之前可作为例外考虑.
再生制动:三种混合动力的共同核心
三种技术共同具备、并使混合动力车的经济性成为可能的机制就是再生制动.原理很简单:制动时,电机被反向驱动作为发电机工作,将车轮的动能转化为储存在电池中的电能;而在传统制动中,这些能量会以热量形式流失.大多数混合动力车中,再生制动与摩擦制动协同工作,轻微制动时系统会优先使用再生制动.
走走停停的城市交通会不断提供为电池充电的机会;因此无论是全混动还是插电式混动(PHEV),在城市里都能达到异常出色的燃油经济性表现.两项附带好处也很实在:由于再生制动承担了大部分工作,刹车片磨损会明显减少;此外,PHEV提供驾驶员可调的变量再生强度、甚至基于松开油门踏板的单踏板驾驶的可能性,比全混动更高.
它们在城市和长途路上表现如何?
城市行驶:全混动最擅长的领域
由于再生制动在走走停停的交通中不断回收能量,全混动车在城市驾驶中非常高效;这也是出租车和专职服务车辆大多选择混动车的原因.对于短途城市使用的人来说,三种混动类型都是合理的选择;但如果日常出行距离在 10-50英里 之间且具备充电条件,PHEV可以完全靠电力完成这些出行,一滴汽油都不用.
长途:PHEV的短板在这里显现
在长途高速公路行驶中,情况会逆转.全混动在高速上不如城市里省油;发动机持续高负荷运转,再生机会也随之减少.而对PHEV来说,问题更严重:高速车速会迅速耗尽纯电续航,车辆很快变成一台沉重的汽油混动车.由于额外电池的重量,PHEV在城市/高速混合使用中的燃油经济性会比全混动略差.一个很少插电充电的PHEV,会变成一台带着自身重量靠汽油行驶、经济性还不如普通混动车的车辆.对于经常长途高速出行的人,如果想要混动技术,最自然的选择是轻混或一辆好的汽油车;低温也会降低续航, 40°F 以下的温度会减少PHEV的纯电续航.
用车体验:成本、保养和回本账
保养方面的消息是好消息.混动车包括正常磨损在内的定期保养费用通常不比汽油车高;混动变速箱系统是封闭的,不需要定期换油.PHEV的保养维修成本约为每英里 3美分 而汽油车平均为 6美分 .燃油节省是可量化的:对于每年行驶15,000英里的驾驶者,汽油版车型的燃油成本约为 1,434美元 而混动版本保持在 975美元 左右;即每年节省约 459美元.但另一方面,混动的购买价格也更高:在轿车细分市场平均需多付 约1,300美元 SUV则需多付高达 3,000美元的差价,差额主要来自电池.更换电池也不是一笔便宜的开销.
PHEV能否回本取决于一个问题:您的日常行驶里程是否大部分都能纯电完成?每天都能用尽纯电续航、所在地区电价便宜或拥有太阳能板发电的驾驶者,是最快能弥补PHEV与普通混动之间差价的人群.而对于不常插电充电的人来说,同样的钱应该花在更轻、更便宜的普通混动车上.电量耗尽后小排量汽油发动机会显得动力不足,尤其是在满载或爬坡时,这也是PHEV车主需要了解的现实.
哪种混动类型适合谁?
您可以将决策归结为三个问题:您有充电条件吗?您的行驶里程主要在市区还是高速公路?您有多想要纯电驾驶体验?
- 轻度混动: 适合想要像传统汽车一样驾驶、想以最低价格体验混动技术、且大部分行程为长途高速公路行驶的驾驶者.电动部件相对简单.
- 全混动: 对于不想插电充电、主要在市区和城镇内用车的驾驶者来说,这是最均衡的选择;在出租车和网约车使用中已被证明可靠.
- 插电式混动: 适合能够定期插电充电、日常通勤在纯电续航范围内、周末还想要汽油续航保障的驾驶者.对于想在全面转向纯电之前先试探一下的人来说,它也是理想的过渡桥梁.
两个实用提醒:第一,在购买之前先确认在物理上是否真的可以插电充电;如果没有定期充电的条件,PHEV就不是适合您的车.第二,车标不一定总是可靠的线索——有些车型名称带有"Hybrid"字样,实际上却掩盖了它是PHEV的事实.最可靠的检查方法是查看燃油经济性标签上的汽油和电力数据栏,或者数一数车上有几个加油/充电口盖:两个口盖就意味着可以插电.
最后的话:等式很简单,但因人而异
混合技术不是单一产品,而是电气化的三个不同深度层级.轻混能减少燃油但不会改变汽车的本质;全混能显著改善城市油耗且无需充电;PHEV在您有充电条件的情况下能将日常驾驶完全电气化,同时在长途行驶中保留燃油车的自由.正确的问题不是“哪种混合更好?”,而是“我的一周由哪些距离和哪些路况组成?”当您回答了这个问题,哪种系统对您更合理自然就会显现出来.