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最近车哥们试驾了丰田双擎车,起初注意力一直集中在两种动力的切换性能,一路上各种体验加速超车的刺激。整体的感觉是,双擎的确比单擎(发动机)更有劲。丰田介绍,卡罗拉双擎和雷凌双擎的百公里油耗最低为4.2升,看了一下油耗表,车哥们手糙,开了几天都显示5.1升。这款双擎车搭载了1.8升燃油发动机,5.1升的油耗可以藐视同级比燃油车了。但是有一天开着车行驶在高速公路上时,车哥们脑袋里突然想出一个问题:同样是一升油,同样的车重,没有外接插电或外来增加的能量,为什么双擎车能比燃油车行驶得更远?换句话说,为什么同样的条件下,双擎车比纯燃油车更省油?哪来的神力?之前车哥们也思索过类似的问题,是关于增程电动汽车的。与燃油车相比,增程电动汽车多了一个发电机,发电机用汽油发电,再由电驱动车辆,比用汽油直接驱动车辆多了一个环节。按照常理来说,多了一个环节就多了一份能量损失。为何增程电动汽车还更加节能环保呢?为了钻透这个问题,车哥们特意再次深入钻研了双擎车的工作原理,想知道省油的秘诀到底是什么?牛顿告诉我们,运动的物体倾向于运动,静止的物体倾向于静止。从静止到运动和从运动到静止需要做更多的功,也就需要消耗更多能量。对汽车而言,频繁的起步、刹车都消耗了比匀速行驶更多的燃油。双擎车就是在起步、加速和减速、停车这四个领域充分节俭,物尽其用,节省了一部分油耗。车哥们感慨,怪不得丰田在双擎领域技术领先,这跟日本人国土面积狭小、物产资源有限大有关系。因为贫瘠,所以节俭,所以能做到物尽其用。看人家美国佬,都是大排量,还不是因为掌控了全球的石油资源,油价便宜吗?买油跟买水一样便宜,当然就不在乎这点能量消耗了。言归正传,对发动机而言,发动机是通过汽油燃烧,把热能转化为机械能驱动车辆,目前热能转化效率一般也就在35%左右,最高达到40%。发动机在低速行驶时的油耗更不理想,低速行驶、起步加速消耗的燃油远远高于匀速行驶时的耗油量。双擎车省油的秘诀就在这里,它有发动机和驱动电机两大动力源。低速行驶或起步、加速时,用电机驱动车辆,车速达到燃油经济性最好的行驶速度时,可以自动转换为由汽油发动机驱动车辆。同时,通过行星齿轮等技术,让汽油发动机和电机根据车速、路况、加速需要自动切换组合动力源,电机和发动机各展所长,每时每刻都让发动机的转速处于经济转速内,把燃油消耗保持在最低水平。简而言之,就是双擎汽车自己有大脑,自己随时思考判断什么时候用什么动力。到这里各位看出来了,这个技术最大的难点就是两种动力的自动切换性能和切换时机把握了。这也是混合动力技术面临的最大挑战。丰田双擎之所以独霸混动领域这么多年,双擎车型销量超过800万辆,就是因为进入这个领域早,掌握了大量技术专利,把双擎这套技术路径趟平了,以至于世界上绝大多数研发混动的车企为了规避专利,只能绕道而行。那么问题来了,双擎电机的电流也来自发动机燃油,这会增加燃油消耗吗?简单概括就是这个问题:用一升油驱动车辆行驶的距离和用一升油发电、再用这些电驱动车辆行驶的距离,哪个更远?表面看上去,多增加一个环节,从理论和时间上来讲都会耗费更多能量。但是,在频繁起步、停车、加速的实际路况中,用油发电驱动车辆行驶的距离可能会更远。因为发动机在发电时用的是经济转速,这个转速是最省油的。但发动机直接驱动车辆,会因为频繁起步加速而增加油耗。当然,用电机驱动车辆频繁起步、加速也会增加电耗,但发动机经济转速发电能弥补这个消耗。另外,双擎车在等红灯时,发动机和电机停止运转,节省油耗,在刹车时,能自动回收刹车能量发电,这两个省油功能燃油车也不具备(部分燃油车采用了怠速启停技术)。这也是双擎车省油的原因之一。写完这个稿子,车哥们建议,不要看不起节俭的人,节俭能出大智慧。从双擎的工作原理来看看,下面标蓝的环节就是省油环节。1. 启动时——油电混合双擎动力系统在启动车辆时,发动机并不工作,单靠能在瞬时提供最大扭矩的电动机,灵敏.顺畅地启动车辆。(在需要开动暖气进行驾驶等情况下,发动机也有可能同时运转。)
2. 中速行驶时——在车辆启动并达到一定车速之前,发动机不运转,单靠电动机驱动车辆。也就是说,在达到发动机效率高速之前,只利用蓄电池的电能驱动车辆。因此,这时不消耗汽油。车辆的实际状况,发动机也有可能同时运转。
3. 行驶时——同时利用电动机和发动机,根据实际行驶状况,自动控制发动机的转数。将输出功率和燃油经济性始终保持在最佳状态。在发动机启动后,根据实际行驶状况,自动分配“直接驱动车轮”和“用于发电”的这两种动力。*
4. 全速行驶时——在超车等需要强筋加速力时,同时利用发动机和电动机这两大动力,实现强劲顺畅的加速性能。通过混合使用双动力,丰田的油电混合双擎动力系统的加速性能高出同等排量的普通汽车。
5. 减速制动时——塔下制动踏板,电动机就可摇身变为发电机,将回收后的能量储存到HV蓄电池内。普通的汽车在减速时,制动摩擦后的车辆机械运动能量就会转化为热能,并散失到大气中。丰田的油电混合双擎动力系统,可将车辆的机械运动能量转化为电能,并加以再利用。
6.停车时——碰到红灯停车时,发动机和电动机都会自动停止运转。这样就不会因为怠速而浪费汽油,也没有尾气排放。