Plug-in VS Gamma estesa

Dopotutto, è difficile fare una grande inversione a U.

Pertanto, una struttura a autonomia estesa più semplice è diventata la scelta migliore per i nuovi veicoli, e l'ibrido plug-in, che non solo può sfruttare appieno il calore di scarto della trasmissione meccanica e ridurre il consumo di energia, è diventato la prima scelta per la trasformazione delle aziende automobilistiche tradizionali.

2、 L'autonomia estesa è iniziata cento anni fa e la batteria del motore era una volta una bombola di trascinamento

Dopo aver chiarito la differenza tra ibrido plug-in e autonomia estesa, e perché le auto nuove generalmente scelgono l'autonomia estesa, le case automobilistiche tradizionali scelgono l'ibrido plug-in.

Quindi, per la gamma estesa, la struttura semplice significa arretratezza?

Innanzitutto, dal punto di vista temporale, la portata estesa è effettivamente una tecnologia arretrata.

La storia dell'autonomia estesa può essere fatta risalire alla fine del XIX secolo, quando Ferdinand Porsche, fondatore della Porsche, costruì la prima auto ibrida di serie al mondo, la Lohner Porsche.

La Lohner Porsche è un veicolo elettrico. La trazione è affidata a due motori nei mozzi anteriori. Tuttavia, a causa della ridotta autonomia, Ferdinand Porsche installò due generatori per aumentarla, dando vita a un sistema ibrido seriale che divenne il precursore dell'aumento di autonomia.

Dal momento che la tecnologia a lungo raggio esiste da oltre 120 anni, perché non si è sviluppata rapidamente?

Innanzitutto, nel sistema ad autonomia estesa, il motore è l'unica fonte di energia sulla ruota, e il dispositivo ad autonomia estesa può essere considerato un grande tesoro di ricarica solare. Il primo immette combustibili fossili ed emette energia elettrica, mentre il secondo immette energia solare ed emette energia elettrica.

Pertanto, la funzione essenziale del range extender è quella di convertire il tipo di energia, convertendo prima l'energia chimica dei combustibili fossili in energia elettrica e poi convertendo l'energia elettrica in energia cinetica attraverso il motore.

Secondo le conoscenze fisiche di base, nel processo di conversione energetica si verifica inevitabilmente un certo consumo. Nell'intero sistema ad autonomia estesa sono coinvolte almeno due conversioni energetiche (energia chimica, energia elettrica ed energia cinetica), quindi l'efficienza energetica di un sistema ad autonomia estesa è relativamente inferiore.

Nell'era del vigoroso sviluppo dei veicoli a carburante, le case automobilistiche tradizionali si concentrano sullo sviluppo di motori con maggiore efficienza nei consumi e di cambi con maggiore efficienza di trasmissione. Quale azienda, in quel momento, sarebbe riuscita a migliorare l'efficienza termica del motore dell'1%, o addirittura a sfiorare il premio Nobel?

Per questo motivo, la struttura di potenza dell'autonomia estesa, che non può migliorare ma solo ridurre l'efficienza energetica, è stata abbandonata e ignorata da molte case automobilistiche.

In secondo luogo, oltre alla bassa efficienza energetica, anche i motori e le batterie sono due dei principali fattori che limitano lo sviluppo di veicoli ad autonomia estesa.

Nel sistema a lungo raggio, il motore è l'unica fonte di energia del veicolo, ma 20-30 anni fa la tecnologia del motore di trazione dei veicoli non era matura, il costo era elevato, il volume era relativamente grande e la potenza non era sufficiente per azionare il veicolo da sola.

All'epoca, la situazione delle batterie era simile a quella dei motori. Né la densità energetica né la capacità singola erano paragonabili all'attuale tecnologia delle batterie. Per ottenere una maggiore capacità, è necessario un volume maggiore, il che comporta costi più elevati e un peso maggiore del veicolo.

Immaginate che 30 anni fa, se aveste assemblato un veicolo a lunga autonomia in base ai tre indicatori elettrici di quello ideale, i costi sarebbero aumentati direttamente.

Tuttavia, l'autonomia estesa è interamente gestita dal motore, che offre i vantaggi di assenza di isteresi di coppia, silenziosità e altro ancora. Pertanto, prima della diffusione dell'autonomia estesa nel settore delle autovetture, questa era maggiormente utilizzata per veicoli e navi come carri armati, carri armati minerari giganti e sottomarini, che non sono sensibili a costi e volumi e hanno requisiti più elevati in termini di potenza, silenziosità, coppia istantanea, ecc.

In conclusione, non è irragionevole per l'amministratore delegato di Wei Pai e Volkswagen affermare che l'autonomia estesa sia una tecnologia arretrata. Nell'era del boom dei veicoli a carburante, l'autonomia estesa, con costi più elevati e minore efficienza, è effettivamente una tecnologia arretrata. Volkswagen e Great Wall (marchio Wei) sono anche due marchi tradizionali cresciuti nell'era del carburante.

È giunto il momento di arrivare al presente. Sebbene in linea di principio non vi sia alcun cambiamento qualitativo tra l'attuale tecnologia ad autonomia estesa e quella di oltre 100 anni fa, si tratta ancora di generatori ad autonomia estesa, veicoli a motore, che possono essere ancora definiti "tecnologia retrograda".

Tuttavia, dopo un secolo, la tecnologia ad autonomia estesa è finalmente arrivata. Con il rapido sviluppo della tecnologia dei motori e delle batterie, i due motori originali sono diventati il ​​suo principale fattore competitivo, eliminando gli svantaggi dell'autonomia estesa nell'era dei carburanti e iniziando a penetrare il mercato dei carburanti.

3、 Miscelazione selettiva del plug-in in condizioni di lavoro urbane e condizioni di lavoro ad alta velocità a lungo raggio

Ai consumatori non interessa se l'autonomia estesa sia una tecnologia retrograda, ma quale sia più efficiente nei consumi e quale più comoda da guidare.

Come accennato in precedenza, il range extender è una struttura in serie. Non può alimentare il veicolo direttamente e tutta la potenza proviene dal motore.

Pertanto, i veicoli con sistema ad autonomia estesa offrono un'esperienza di guida e caratteristiche di guida simili a quelle dei tram tradizionali. Anche in termini di consumo energetico, l'autonomia estesa è simile a quella della sola elettricità: basso consumo energetico in condizioni urbane e elevato consumo energetico ad alta velocità.

Nello specifico, poiché l'extender di autonomia carica solo la batteria o fornisce energia al motore, può essere mantenuto a una velocità relativamente economica per la maggior parte del tempo. Anche in modalità puramente elettrica (che consuma prima l'energia della batteria), l'extender di autonomia non può nemmeno avviarsi, né produrre consumo di carburante. Tuttavia, il motore di un veicolo a benzina non può sempre funzionare a una velocità fissa. Se è necessario sorpassare e accelerare, è necessario aumentare la velocità e, se si rimane bloccati nel traffico, si rimane al minimo per molto tempo.

Pertanto, in normali condizioni di guida, il consumo di energia (consumo di carburante) dei veicoli ad autonomia estesa su strade urbane a bassa velocità è generalmente inferiore a quello dei veicoli a carburante dotati di motore della stessa cilindrata.

Tuttavia, come nel caso dell'elettricità pura, il consumo di energia ad alta velocità è maggiore rispetto a quello a bassa velocità; al contrario, il consumo di energia dei veicoli a carburante ad alta velocità è inferiore rispetto a quello in condizioni urbane.

Ciò significa che in condizioni di funzionamento ad alta velocità, il consumo energetico del motore è maggiore, la batteria si esaurisce più velocemente e il range extender deve funzionare a "pieno carico" per un lungo periodo. Inoltre, a causa della presenza di pacchi batteria, il peso dei veicoli ad autonomia estesa a parità di dimensioni è generalmente maggiore rispetto a quello dei veicoli a benzina.

I veicoli a benzina traggono vantaggio dall'esistenza del cambio. Ad alta velocità, il veicolo può passare a una marcia superiore, in modo che il motore funzioni a un regime economico e il consumo di energia sia relativamente inferiore.

Pertanto, in termini generali, il consumo energetico dei veicoli a lunga autonomia in condizioni di lavoro ad alta velocità è pressoché uguale a quello dei veicoli a carburante con motore della stessa cilindrata, o addirittura superiore.

Dopo aver parlato delle caratteristiche di consumo energetico dei veicoli a lunga autonomia e del carburante, esiste una tecnologia ibrida in grado di combinare i vantaggi del consumo energetico a bassa velocità dei veicoli a lunga autonomia e del consumo energetico a bassa velocità dei veicoli a carburante, e di avere un consumo energetico più economico in un intervallo di velocità più ampio?

La risposta è sì, ovvero mescolate le cose.

In breve, il sistema ibrido plug-in è più pratico. Rispetto al sistema ad autonomia estesa, il primo può alimentare il veicolo direttamente con il motore a combustione interna ad alta velocità; rispetto al sistema a benzina, anche il sistema ibrido plug-in può essere utilizzato come sistema ad autonomia estesa. Il motore a combustione interna fornisce potenza al motore elettrico e aziona il veicolo.

Inoltre, il sistema ibrido plug-in è dotato anche di trasmissioni ibride (ECVT, DHT), che consentono di "integrare" le rispettive potenze del motore elettrico e di quello elettrico, per far fronte a rapide accelerazioni o elevate richieste di potenza.

Ma come dice il proverbio, puoi ottenere qualcosa solo se ci rinunci.

A causa della presenza di un meccanismo di trasmissione meccanico, la struttura della miscelazione plug-in è più complessa e il volume è relativamente maggiore. Pertanto, tra i modelli ibridi plug-in e quelli ad autonomia estesa dello stesso livello, la capacità della batteria del modello ad autonomia estesa è maggiore rispetto a quella del modello ibrido plug-in, il che può anche garantire una maggiore autonomia in modalità puramente elettrica. Se l'auto è destinata esclusivamente agli spostamenti in aree urbane, il modello ad autonomia estesa può essere ricaricato anche senza rifornimento.

Ad esempio, la capacità della batteria del modello ideale del 2021 è di 40,5 kWh e l'autonomia in modalità puramente elettrica secondo il ciclo NEDC è di 188 km. La capacità della batteria della Mercedes Benz GLE 350 e (versione ibrida plug-in) e della BMW X5 xdrive45e (versione ibrida plug-in), di dimensioni simili, è di soli 31,2 kWh e 24 kWh, e l'autonomia in modalità puramente elettrica secondo il ciclo NEDC è di soli 103 km e 85 km.

Il motivo per cui il modello DM-I di BYD è così popolare al momento è dovuto in gran parte alla maggiore capacità della batteria del modello precedente rispetto a quella del vecchio modello DM, e persino superiore a quella del modello ad autonomia estesa di pari livello. Gli spostamenti in città possono essere effettuati utilizzando solo l'elettricità e senza petrolio, riducendo di conseguenza i costi dell'auto.

Riassumendo, per i veicoli di nuova costruzione, i sistemi ibridi plug-in (ibridi) con una struttura più complessa richiedono non solo un ciclo di ricerca e sviluppo preliminare più lungo, ma anche un gran numero di test di affidabilità sull'intero sistema ibrido plug-in, il che ovviamente non è rapido nel tempo.

Con il rapido sviluppo della tecnologia delle batterie e dei motori, l'ampliamento dell'autonomia con una struttura più semplice è diventata una "scorciatoia" per le nuove auto, aggirando direttamente la parte più difficile della costruzione dell'auto, quella relativa alla potenza.

Ma per la nuova trasformazione energetica delle aziende automobilistiche tradizionali, è ovvio che queste non vogliono rinunciare all'energia, alla trasmissione e ad altri sistemi in cui hanno investito anni di energie (risorse umane e finanziarie) nella ricerca e nello sviluppo, per poi ripartire da zero.

La tecnologia ibrida, come quella plug-in, che non solo sfrutta appieno il calore di scarto dei componenti dei veicoli a combustibile quali motore e cambio, ma riduce anche notevolmente il consumo di carburante, è diventata la scelta comune delle aziende automobilistiche tradizionali in patria e all'estero.

Pertanto, che si tratti di ibrido plug-in o ad autonomia estesa, si tratta in realtà di un sistema di sostituzione in un periodo di collo di bottiglia per l'attuale tecnologia delle batterie. Quando in futuro i problemi di autonomia delle batterie e di efficienza nella ricarica saranno completamente risolti, anche i consumi di carburante saranno completamente azzerati. Tecnologie ibride come l'autonomia estesa e l'ibrido plug-in potrebbero diventare la modalità di alimentazione di alcuni equipaggiamenti speciali.