油电混动汽车是否需要充电?技术解析全揭秘
新能源汽车分为三类,分别为:
电动汽车插电混动增程电驱(涵盖氢燃料电池车,其本质为氢发电的增程电驱车)选择电动汽车自然无需讨论是否要充电的问题,保证能正常使用的前提条件就是充电;但是剩余两类车即便不充电,以内燃机作为主要动力单元驱动或发电也能行驶,只是这样的用车方式会不会损伤电池呢?
答案是肯定的,这也是不建议选择油电混合汽车的原因;因为动力电池组的充电方式有多种,常规的充电是最佳方式,其次则为行车发电(内燃机发电)和动能回收,这两种方式都只能作为辅助。
行车发电问题解析
增程汽车的特点无需赘述,车辆的动力电池组容量并不高,平均15-20kwh只能满足中短途通勤;长途驾驶时的运行为内燃机带动发电机运行,实时为动力电池组充电。那么充电功率就必然是可调整的,比如以中低速行驶的输出功率可能只有15kwh左右,以高速通勤的输出功率则要达到30kwh甚至更高(以性能和整备质量等因素决定);这就说明了充电的功率可以接近“慢充”,但也可以达到“快充”标准。
充电桩的类型分为交流慢充和直流快充,慢充平均功率在6.5kw左右,而快充可以轻松达到几十到上百千瓦;快充对于动力电池的使用寿命会有较大程度的缩减,也可以理解为电池组容量的衰减程度会大一些且快一些,所以快充一般都是在长途驾驶时使用,日常用车的充电还是用慢充,这对于电池而言几乎等于一种“保养”。
插电混动汽车与增程汽车基本相同,也有“快慢充”的区别,只是概念不一样。
以「DM-p」架构为参考,其装备的BSG(发电启动一体机)的功率为25kw,即便以额定功率运行也只是“准快充”,这就不会像增程汽车的高功率发电对动力电池的影响那么大了;只不过充电的效率也会偏低一些,车辆的运行模式是“油电混合+弱行车发电”,主攻高性能和相对低的等效油耗,所以这些车主要注意另一个问题即可、第二节解析。
老旧平台以DM2.0和吉利P2.5、大众DQ400e等混动架构为参考,这些混动架构没有与内燃机集成的BSG/ISG;不充电驾驶则会出现电池组亏电的问题,亏电后控制系统会通过内燃机带动驱动电机运转发电,其实驱动电机和发电机的结构是一样的,被动运转就能够用于发电。
但是这些车的驱动电机的功率至少有60-110kw,所以亏电后通过内燃机带动发电的效率其实很高,只是发电过程中只能用内燃机驱动,这会造成油耗升高和动力明显减弱的问题;然而这些都不在讨论范围内,重点是用驱动电机发电等同于快充,不偶尔充电的话当然会影响电池组的使用寿命。
动能回收问题解析
插电混动和增程电动汽车基本都没有快充,只有近期推出的一些新车搭载了快充模块;究其原因主要是电池组容量小,慢充也不过是2小时左右,快充的必要性实际没有那么高。不过也有些车主对快充有特殊的需求,那么这些车能不能改进加装快充口呢?
真的可以:通过动能回收口即可加装!
动能回收是通过减速和刹车时的惯性力与制动力,带动电机运转并转化能量进行充电;其功率是很高的,正常制动减速的回收功率标准在10-20kw波动,车速稍高的回收功率即可达到20-40kw,高车速快刹车的功率可以更高一些。很显然动能回收等于快充,所以这一部分的协议与硬件标准都是快充标准,增加快充口也就没有问题了——不充电单纯有油电混合、增程模式或间歇性内燃机驱动,答案是肯定会损伤电池了,包括有BSG/ISG电机的插电混动车也不例外。
关于混动车充电问题还需要了解另一个知识点-「C」。
充、放电倍率一般用“C”来标注,电池组的充电和放电倍率都是有固定标准的;假设动力电池组的容量为15kwh,加速时输出功率为60kwh,此时的放电倍率就是(60÷15=4C),也就四倍放电。各类三元锂电池组的最高放电倍率基本都是10C,仍然按照15kwh为参考,最大放电功率就是150kw;只是不宜长时间以极限倍率放电,实际也不会这么操作,因为功率太高动力过强会难以操控。
这里需要重点分析的是“充电倍率”,电池组能承受的最大充电倍率一倍为4C;混动汽车的电池组容量平均正巧在15kwh左右,4C也就是只宜达到60kwh左右。但最理想的标准还是1C……所以这些车更适合用慢充来充电,以BSG的标准充电是理想的,增程车高功率发电和动能回收的发电都不应该作为主要充电模式。
问题与解决方式解析:
一致性出现问题均衡一直使用快充或者作为燃用的混动车,其动力电池组总会出现电池一致性的问题;尤其是行驶中的内燃机发电和动能回收会造成充电功率的大幅波动,这会让电池的一致性变差更多。其概念简而言之为部分电池的电压低于整体电压, 比如有些电池充电到2.9V就能充满,而标准3.3V电池则会出现充电到2.8V后就会停止充电,正常的电池就难以充满;反之在放电时低容量电池放电到2.5V,前提电池即使有电也无法继续放电,续航里程就是这么减少的。
想要解决电池一致性的问题,最简单的方式就是正常充电;偶尔在充满电后挂着充电枪数小时,此时控制系统会按照上一次耗电到极限(5%)的记录数据,配合充满电后的电池组数据进行运算和校对,这个过程可以均衡电池。所以混动汽车也要每隔一段时间充电一次,如果想要降低用车成本的话,最佳方式就是当作电动汽车使用,尽量少用油电混合模式才是正确的哦。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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