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用四個問題 看日產e-POWER能否后來居上

2020-02-13 00:10:11 作者:黃克宇

 
e-POWER與其他系統到底有何不同?
 
與純電動系統相比
 
 

  兩者的相同點是都只通過電動機為車輛提供驅動力,在動力響應的積極性和平順性方面比較接近。而最大的不同點是純電動系統需要通過外接充電樁為電池充電,而e-POWER不需要外接充電。目前的純電動車續航里程少則200km以上,多則500km左右,對充電設備的依賴比較大。而e-POWER的續航里程能夠達到1000km以上,相比之下沒有什么續航顧慮。

  此外純電動系統的成本更高。首先大容量電池組的價格不菲,此外純電動車整車開發需要相應的純電動平臺,以便更好地布置三電系統,其研發制造成本也相對更高。e-POWER相比于燃油系統改動比較小,成本上更好控制。

e-POWER與純電動系統對比 
項目 e-POWER 純電動系統 
電池容量 非常小(1.5kWh)  (幾十至上百千瓦時不等)
續航里程 長(1000km左右) 較短(200km-500km不等) 
系統成本 低 高 
油耗水平 低 無 
空間表現 接近燃油車 接近燃油車(采用純電動平臺情況下) 
  注:數據來源 制表: 太平洋汽車網 
 
與增程式系統相比
 
 

  在了解了e-POWER的結構和工作邏輯之后,相信很多人都會有這樣的疑問:“這不就是增程式嗎?”

  其實兩者之間有著非常明顯的差別。首先增程式是基于純電動車而來的,為了解決續航焦慮和充電不便利的問題,在純電動系統基礎上增加了一臺用以發電的汽油機。也就是說增程式的動力源依舊是電池,需要外接電源充電,且電動機功率比較大。而e-POWER的動力源是發動機,兩套系統所用的電池容量也不同,增程式的電池容量要更大,成本也更高。

  由于增程式中的發動機扮演者輔助者的角色,所以一般而言搭載的發動機功率都不高。以寶馬i3增程版為例,其搭載的那臺兩缸發動機只有25kW的功率,并且為了節約成本,寶馬沒有專門為這套系統開發相應的發動機,而是在現有發動機基礎上進行了轉速和功率的限制。結果就是這臺小功率發動機在應對高速巡航時功率不足,此外發動機也難以在復雜的工況下維持在經濟區間,所以實際上發動機為電池充電時,油耗并不樂觀。

日產e-POWER技術解讀

  e-POWER正好相反,電池容量小,發動機功率大。較大的功率在應對高速巡航時,發動機也能維持在經濟轉速區間,保證較低的油耗。此外這臺1.2L發動機是在瑪馳身上搭載的那臺發動機基礎上提升燃油經濟性后得到的,發動機整體改動不大,性能穩定性上也有保障。

e-POWER與增程式動力系統對比 
項目 e-POWER 增程式動力系統 
電池容量 非常小 較大(i3為33kWh) 
續航里程 長(1000km左右) 長(1000km左右) 
系統成本 低 較高 
油耗水平 低 一般 
空間表現 接近燃油車 有電池組影響 
  注:數據來源 制表: 太平洋汽車網 
 
與混聯式混合動力相比
 
 

  目前主流的日系混動系統多是采用混聯式混合動力系統。與e-POWER相比,兩者以節油為目的的出發點是相同的,而且實際的油耗表現可能相差不大。串聯式混動系統在能量轉化上有不可避免地損耗,而混聯式混合動力系統在機械傳動和能量分流等方面造成的能量損耗也不可忽略。

  不同點首先是之前提到的工作模式地不同,混聯式混動系統可以實現發動機單獨驅動車輪,而e-POWER只能通過電動機驅動。也正因如此e-POWER的電動機功率要更大一些。此外目前主流的混聯式混合動力系統采用的電池都稍大一些,像此前的豐田雙擎車型,電池組都會占用一定的空間。e-POWER可以將電池布置在前排主副駕駛座下方,對空間沒有任何影響。

日產e-POWER技術解讀

  能量回收地效果也不容忽略。主流的混動車型在能量回收地效果上都不算非常明顯,而e-POWER的回收效果更接近純電動車。據了解,即便是搭載e-POWER的普通版Note,70%的情況下都可以采用單踏板來完成車輛的控制,高效的能量回收帶來的減速效果是非常明顯的。

e-POWER與混聯式混合動力系統對比 
項目 e-POWER 混聯式混合動力系統 
電池容量 非常小 較小(約幾千瓦時) 
續航里程 長(1000km左右) 較長(部分接近1000km) 
系統成本 低 較低(電池等成本影響) 
油耗水平 低 低 
空間表現 接近燃油車 部分有電池組影響 
  注:數據來源 制表: 太平洋汽車網 
 
臨時拼湊還是厚積薄發?

  簡單的結構,較低的成本,選擇在較晚的時候進入中國市場,這些因素加在一起,很容易讓國內的消費者產生一種不好的感覺,e-POWER是為了搶占市場而臨時拼湊出來的。

  事實上e-POWER可以算是日產在新能源領域的厚積薄發之作。其實早在2005年開發聆風的同時,e-POWER就已經開始了研發。但是相比于聆風搭載的純電動系統,由于e-POWER中加入了發動機,系統相對來說更復雜一些。所以正如我們所見,2011年聆風就已經上市了,而首款搭載e-POWER的Note車型在2016年才面世。

日產e-POWER技術解讀

  應該說e-POWER是一套被認可的系統。截止2018年底,配備e-POWER智充電動技術的車型已經占據Nissan Note車型整體銷量的66%,同時占據Nissan Serena車型銷量的40%,其中,Nissan Note更是因此成為2018年度日本市場最暢銷車型。

  這樣的認可自然不是靠低成本和串聯的簡單結構獲得的,e-POWER的優勢主要在于高品質的電動機以及系統的低油耗兩個方面。

  e-POWER共享了聆風身上的那臺80kW的電機。聆風的表現是有目共睹的,作為銷量全球第一的純電動車,2019年3月份銷量已經達到了40萬輛,質量口碑也成為聆風最主要的優勢,這其中作為純電動系統的核心,電動機自然是功不可沒。

  這臺永磁同步電機的額定功率能夠達到70kW。永磁同步電機憑借結構緊湊、可靠性高以及能量轉換效率高等優勢成為主流電動機,但同時它的缺點也比較明顯,電機會因過熱而發生退磁的情況,所以永磁同步電機的額定功率一般比最大功率要低很多。而實際使用場景中,最大功率用到的情況非常少。像日常滿載或是高速巡航等工況下,電機需要維持在較高的功率下工作,高額定功率的電機工作效率會更高也更安全。這是日產這臺電動機的優勢所在。

日產e-POWER技術解讀

  為了提高額定功率,e-POWER會在電機上采用潤滑油冷卻系統和更薄的磁片。此外e-POWER搭載的電池體積只有聆風使用電池的二十分之一,更輕的電池使得搭載e-POWER的車型重量更輕,節約油耗的同時,也讓車輛擁有更好的加速體驗,開起來會感覺更靈巧。

  低油耗的優勢首先要歸功于發動機。這臺來自瑪馳的1.2L自然吸氣發動機經過了針對降低油耗的改進,例如將壓縮比從10.2:1提升到12:1,加入冷卻廢氣再循環EGR。采用米勒循環,延遲關閉進氣門和開啟排氣門,增加做功時間。另外還加入了一些涂層來減少摩擦帶來的能耗損失等。此外利用e-POWER驅動系統與發動機物理分離的技術,無需考慮工況,可以選擇油耗最佳的發動機工作點,從而有效提高發動機熱效率。這套系統在日本JC08工況下測得的油耗是2.94L/100km,相比于主流混動系統,也是非常有競爭力的。

  此外高效的能量回收也有助于提升燃油經濟性,同時也讓駕駛變得更輕松有趣。e-POWER帶來的動力輸出平順積極,在這一點上與純電動車表現無異。而在NVH方面也有一些針對性的設計,例如減少發動機傳遞到車廂地板上的震動等,從而盡可能提供接近于純電動車的駕駛體驗。而在系統的結構布局上,e-POWER更接近于燃油車。應該說e-POWER是一套很出色的折中方案,即能帶來純電動車的駕駛體驗,又在一定程度上避免了使用麻煩。

日產e-POWER技術解析

  從長遠發展來看,e-POWER也有其自身的優勢。首先系統使用絕大多數純電動車的零部件,隨著e-POWER的普及,使用的電動機、逆變器和電池的需求在增加,這對于日產在純電動車方面的發展是比較有利的。日產高層也有過明確表示,日產在新能源方面的發展,最終還是會以純電動為目標。此外如何讓發動機保證在高效率區間為電池充電,在技術上也是有一定的難度,對于日產研發出更高熱效率的發動機,或許也是一種幫助。

 
寫在最后

  據了解,e-POWER入華后,會有三種不同動力組合,以滿足不同尺寸和級別車型的需要。所以不用擔心e-POWER只會搭載在騏達之類的小車上,未來兩年日產在華會推出什么樣的e-POWER車型,還是非常值得期待的。

  不過我們也應該看到,目前不論是何種混動系統,都有其比較擅長的工況,而e-POWER能否針對各種工況做出最優解答還是個問號。其采用的串聯式混動系統本身就有能量轉化損耗的問題,而一旦發動機的工況偏離最經濟的區間,油耗的表現想必也會打折扣。當然這一切都需要e-POWER進入國內后,我們再一一驗證。

(圖/文/攝:太平洋汽車網 黃克宇)

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