五、总结:新能源的能源并不新,但电驱动是大势所趋

2024-11-25 12:38:10 未命名 facai369
​​国家大力推广新能源汽车已经好几年了,虽然目前保有量还远不如燃油车,但却获得了与销量不成比例的热度,不管汽车博主还是其它领域的博主,都愿意聊一聊新能源车。但我发现网友们在讨论新能源车时,却好像身处不同的世界,甚至还有人走到了两种极端,“燃油保皇党”们对新能源车冷嘲热讽,而“极端电吹风”们对燃油车极尽鄙视。 我作为较为温和的新能源车爱好者,不愿意看到大家走极端,还是希望都能够冷静和理智的看待新事物,今天就跟大家分享一下我对新能源汽车的看法,本文约9000字,阅读时间约15分钟左右,主要内容包括:为什么要发展新能源汽车?新能源汽车都有哪些?新能源汽车到底好在哪?欢迎大家看完后发表自己的看法,理性讨论,拒绝漫骂。 发展新能源汽车,是世界四大经济体美、中、日、欧的共识,他们也都是汽车大国,各种政策扶植和补贴支持,辅以环保法规压制传统燃油车,力度空前之大。 如果说中国作为后起之秀,发展新能源汽车是为了弯道超车的话,那么德国、美国和日本作为历史悠久的汽车强国和领导者,图什么呢?革自己的命吗? 答案就是大家最不愿意接受的——减排二氧化碳。而并非石油不够用了,石油确实是不可再生资源,但随着页岩油的开发,石油在我们有生之年依然看不到枯竭的那天,而在石油枯竭之前,我们率先遇到的情况可能就是烧不起石油了,因为二氧化碳的治理成本会非常高,不能走先排放再治理的老路。就像是蒸汽机车被淘汰不是没有煤了,而内燃机车被淘汰时,也不是没油了。 二氧化碳的温室效应导致全球变暖是科学界早已达成的共识,正在造成第六次物种大灭绝,长此以往,灭绝一些物种好像影响不大,地球也不会有任何危险,但这将会逐渐导致人类生存环境的恶化,最明显的就是低海拔地区淹没、食物减产、极端气候,所以环保不是保护地球或者保护其它物种,而是保护人类自己。 减少碳排放许多国家已初步达成共识,但如何减排的分歧却很大,这其中既包括经济因素(成本增加),也包括政治因素(发达国家通过碳排放限制发展中国家的发展)。大国之间虽然有分歧,但各自也定下了减排目标,负责任的大企业身先士卒努力减排。而汽车作为碳排放占比较高的行业,首当其冲受到越来越严厉的制约。 这里我只列举事实,不想过多的跟大家聊环保与减排的事,也不想讨论新能源汽车是不是真的更环保,一是争议很大我不愿意趟这滩浑水,二是我也不是极端环保主义者,我认可节能减排环保的初衷与做法,我也愿意尽我所能的去减排,但前提是不能让我牺牲太多利益,如果为了减排我要付出较多代价,那我也是不乐意的,如果减排是举手之劳,那我乐于效劳,如果在减排的同时我还能收获其它好处,那我将乐此不疲。我认为减排只有国家牵头去搞才有效果,从大企业开始,能力越大责任越大,然后逐步进化成良性循环下探至个人,而不是直接强制违背个人意愿,这样反而会引发逆反效应。 维基百科对新能源汽车的定义:是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型:混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV),其他新能源包括机械能(如超级电容器、飞轮、压缩空气等高效储能器)汽车等与非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料,如天然气(NG)、液化石油气(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚 。 显而易见,现阶段新能源汽车的能源还不够新,主要还是以采用了新型车载动力装置的为主,指的也就是电动汽车,使用电动机驱动或者电动机部分参与驱动的汽车,与只使用内燃机驱动的传统燃油车(Internal Combustion Engine,ICE)作为区分。不过大家通常所说的电动汽车,是纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV),直译是电池电动汽车。实际上电动汽车(Electric Vehicle,EV)是一个非常大的分类。 现阶段的新能源汽车/电动汽车类型非常多,分类方式也各种各样,下图是以能量来源及电动机参与驱动的程度进行分类: 虽然带有“混”字,实际上它的48V电机功率很小(但比传统12V电机大了不少),不能直接驱动车轮,只是取代了原来的发动机12V启停电机,从而使得自动启停功能更加好用,也可以实现在匀速行驶或减速时让发动机短暂停机,再次需要动力时48V电机可以迅速将发动机拉高转速,缩短内燃机效率比较低的阶段,从而达到减排目的。这是德系车面对欧盟越来越严厉的排放法规作出的改进,对于改善发动机噪音与震动也有些帮助,但在实际驾驶中省油效果比较有限。 通常称之为“油电混动车/油混”(与“插电式混合动力汽车/插混”区分),以日系车为代表,丰田THS和本田IMMD的名气之大,相信爱车人士无人不知,其实日产e-Power也毫不逊色。 都是混动,但两田的结构差异非常大,丰田THS是行星齿轮混联式结构,电动机和发动机共同输出动力,不同工况下进行动力分流切换主力输出。本田IMMD是主串联式结构,发动机带着电机发电,再由电动机驱动,只在高速工况发动机才通过离合器切换为直接驱动,而日产e-Power是纯串联式结构。但日系三杰殊途同归,最终目的是让电动机弥补发动机的不足,在内燃机的低效工况实现电驱(甚至完全电驱),大幅降低了油耗,尤其是在走走停停的市区工况。 混动车能省多少油,就减了多少排放,这是毋庸置疑的。只是在欧美中三地混动车并没有得到政策的大力支持,几乎没有享受到新能源车的优待,中国只有个别城市把混动车划分为专门的一类——节能车,有额外的牌照与少量的补贴。 插混和油混的区别就是字面意思,在油混的基础上多了插电功能,简单理解就是把电池做大一点,可以外接充电,比如两田的HEV这么一搞就变成PHEV了,可以挂绿牌享受政策优待。 但其它家的PHEV可不一定是这么来的,多数PHEV都是用燃油车改来的,最简单的一种就是给前驱燃油车后轴挂一个电机,后座和后备箱里塞满电池,前机舱用一个小电机挂在发动机上发电,一辆崭新的PHEV就诞生了,还是四驱的。当然PHEV的结构还有很多种,什么P01234,分别代表了电机所处位置,在发动机前面还是后面,在变速箱前面还是后面,最终的驾驶感受和油耗表现也相差甚远。 PHEV可以充电,纯电续航从51公里到100多公里不等(50几公里的占绝大多数),一般市区通勤仅靠充电勉强够用,开着像是纯电动车,而出远门时就可以用油,用电时成本很低,用油时也能省油。近年来一些全新研发的PHEV车型节能效果越来越好了,但有些纯为政策而魔改的PHEV,在亏电时的驾驶感受和油耗表现不会比同壳燃油车更好,甚至会更差,结构还更复杂故障率更高。 增程式在中国被分类到了插混这一类里面,毕竟也是既能加油又能充电的混动车,算成插混的一个细分子类也没毛病,但增程式与插混还是有本质区别的。驱动形式方面,插混的发动机参与驱动,而增程式的发动机只负责发电,完全由电动机来驱动。结构方面,很多插混都是在燃油车基础上改来的,而增程式首先是一辆纯电动车,然后在纯电动车的基础上布置增程器、油箱、电控、热管理等模块,所以说增程式要么全新研发,要么与纯电动车共平台研发。 增程式也是串联式混合动力的一种,与本田IMMD和日产e-Power一样。增程式完全由电动机驱动的特性,使得它在任何时候的驾驶体验都与纯电动车是相同的,增程器(发动机)启动后只是增加了一些噪音和震动。增程式电动车的电池普遍更大,纯电续航里程远高于插混,在市区完全可以当作纯电动车来开,而亏电或电量保持模式时的油耗也低于同级燃油车。 纯电动车大家最熟悉了,也没什么可介绍的,因为结构最简单,电池供电,电机驱动,一看就懂。 纯电动车随着电池能量密度的提升,续航越来越长,已经逼近于燃油车了,目前最大的问题其实是充电慢和冬季衰减较大,日常驾驶如果家里车位能安装充电桩的话,交流慢充一晚上都能充满。但如果没家桩的话,或者要出远门的话,那么充电就是个让人头疼的问题,规划充电路线、充电慢、充电桩少、坏桩、燃油车占位……网上吐槽纯电动车最多的,也就是充电问题。 所以纯电动车的发展趋势,一是逐渐增大电池提升续航里程,二是提高充电功率加快充电速度,如果充电速度能够控制在10分钟内,那么和加油的体验就没有太大差别了。 一般指的是氢燃料电池车,氢气与空气中的氧气在燃料电池堆中发生化学反应(并非燃烧),释放出电能。不过燃料电池堆普遍输出功率较低,所以在汽车上使用时,还需要搭配一块锂电池,锂电池与燃料电池堆协同充放电。这种结构听起来是不是与增程式/串联式混合动力极其相似?没错,燃料电池堆就相当于增程器,储氢罐相当于油箱,最终都是用电动机来驱动。 由于燃料电池堆的排放物只有水,相比烧油完全无污染,而且加氢的速度极快,体验和加油相近,所以氢燃料电池车被很多人所看好。不过氢燃料电池车也存在很多问题:储氢难度高,导致续航不够长;加氢站建设困难,导致加氢成本居高不下,加氢站远不如充电桩普及;储氢罐+燃料电池这套系统太占空间,导致车内空间利用率不高。这就是氢燃料电池车虽然同样享受着各国政策优待与补贴,却一直叫好不叫座发展缓慢的根本原因。 如果新能源车只是为了低碳,那对于普通消费者来说就有点虚无缥缈曲高和寡了,实际上新能源车除了更低碳外,还有很多传统燃油车不具备的优点,这也是一部分人非常喜爱新能源车的主要原因: 0、政策优势非产品本身特性,就不展开讲了:送绿牌、不限行、免购置税、有补贴(HEV除外) 日系HEV省油是显而易见的,油耗低了多少,就省了多少。 部分PHEV只用油时也比同级燃油车略省油,如果充电用比较多,那电费只有油费的零头。 EREV的道理与PHEV相同,由于纯电续航里程更长,所以用电的机会更多,用油时的油耗也有优势。 BEV任何时候都只能充电使用,在家充电最便宜,比燃油车便宜很多,去公共充电桩虽然浪费时间,但电费依然比油费便宜(跑高速和冬季不一定)。 内燃机想要输出动力,不是瞬间完成的,转速需要一个逐渐拉高的过程,无论是从零起步还是匀速再加速超车时,都会有一个短暂的延迟才能输出更高扭矩,爆发出澎湃动力。所以燃油车想要最强的性能,需要原地轰油门先拉高转速才能弹射起步,而这在日常驾驶时很难用得上。 而电动机则不存在这个问题,可以0转速全扭矩输出,动力随叫随到,动力响应快几个数量级,体感加速也就是推背感更强。这就是电动车与燃油车驾驶体验最大的不同之处,一脚油门就能感受出来区别,驾驶员会非常爽,缺点是乘客由于缺乏心理准备会更容易晕车,所以很多电动车会优化油门调教,或者提供更加舒适的模式,缓慢释放扭矩,让加速过程有个爬坡的过程,这样对乘客会更友好。 内燃机的转速较低(0-6000转),且高效率转速区间较窄,所以需要搭配多档变速箱,低速时提高转速降低档位放大扭矩,高速时降低转速提高档位以达到较高效率。 而电动机的转速很高(0-15000转),且转速范围内的整体效率也超高,日常使用区间的效率能达到90%以上,所以无需变速箱就能满足日常使用,追求极速(200+km/h)性能的话也只需要搭配2档变速箱就够了(保时捷Taycan)。 再好的变速箱也存在换挡时动力间歇性变化导致的顿挫问题,再加上涡轮增压发动机的涡轮介入时的迟滞效应,所以燃油车在加速时的平顺性始终是一大难题。而使用电动机驱动的话,无需变速箱,就完全不用考虑换档平顺性的问题了,只需要把电机的扭矩输出曲线调整的更加线性舒适一些就够了,困扰汽车上百年的老大难问题,就这么一劳永逸的解决了。 完全使用电动机驱动的纯电动车、增程式电动车、燃料电池车,它们的平顺性都是无与伦比的。 本田IMMD和日产e-Power混动车也是主电机驱动,平顺性和驾驶体验都比同型号燃油车强很多,丰田THS则要逊色一些,但也比燃油车强。 不过很多PHEV依然保留了传统变速箱,非纯电模式下主要靠发动机输出,虽然电动机也参与输出了,但动力衔接与调教更加复杂,对于平顺性的改善可谓是一言难尽,有些车型会更好,有些车型则会更糟。 燃油车减速主要通过磨损刹车片来完成,如果遇到红绿灯或堵车情况,踩完刹车再踩油门加速到原来的速度,一脚油就浪费掉了,所以在市区走走停停的路况,燃油车的发动机热效率一直处在较低水平,还不断的刹车浪费能量,油耗会很高。 而电动车的驱动电机不仅可以提供动力,在需要减速时电动机还可以秒变发电机,靠车辆的前进惯性拖着电机转子发电,然后存储到电池中,以备下次加速时使用,这叫做制动能量回收/动能回收技术。动能回收可以大大减少刹车片的使用,能耗可降低约10-20%,也就是说仅靠动能回收技术,就能让电动车的续航增加10%以上,混动车的油耗降低10%以上。 不同的新能源车动能回收的设计和力度不尽相同,既可以把它放在刹车踏板当中,比如踩刹车时前半段靠电机反拖后半段才使用刹车片,也可以把它放在油门踏板当中,松油门就能产生中等力度的制动感觉。这两种方式其实理论上不影响节能效果,因为动能回收始终都能优先参与制动。 如果动能回收力度(功率)较强,且全部放在了油门踏板当中,那么日常驾驶时99%的非紧急减速情况都可以不用踩刹车,仅靠油门踏板的开合角度就能完成加减速,这就是单踏板驾驶模式。现在已经有很多电动车提供了单踏板模式,一部分新能源车主爱不释脚,但更多人无法适应这种模式,还存在很大的争议。 我个人非常喜爱单踏板模式,单踏板模式右脚无需在油门与刹车之间反复挪动,脚会轻松很多,所以我认为单踏板特别适合原本需要频繁踩刹车的路况,比如: 1、市区红绿灯较多的路况; 2、堵车时; 3、盘山路,弯道较多,经常刚加速就需要减速过弯了; 4、长下坡。 但有一种情况单踏板驾驶会比较累,那就是匀速行驶时比如跑高速,需要始终半踩着油门才能精确控制车速,油门抬高一点都会减速。而燃油车的油门不用精确控制,间歇性踩油门,甚至完全松油门滑行一小段也问题不大。好在这种情况是自适应巡航/辅助驾驶的最佳使用场景,把精确控制车速的任务交给电脑,还能歇歇脚,完美解决了单踏板最大的缺点。 先看一张好玩的段子图,这是在特斯拉宣布将Model 3 Performance降至34万之后,以往对纯电动车不屑一顾的燃油车爱好者们都大呼真香,以前谁把Model 3简称为M3会把骂死,如今Model 3才是真正的M3: 燃油车为了追求高性能,代价非常大,需要多缸大排量的优秀发动机才能提供足够大的马力,匹配的变速箱也不能马虎,这些都会挤占大量的前机舱空间,车重分配与操控调教也会变得极为复杂。而电动车把一切都简化了,变速箱不再是必需品,电动机的体积功率密度也让内燃机望尘莫及,从此马力不再是高高在上的奢侈品,我们可以花较少的钱就能买到高性能的(电动)汽车。 我之所以花60万买了进口Model 3性能版当了头茬韭菜,当时就是觉得这个价钱进入3秒俱乐部可以啊,没想到国产版这么快就能杀到34万。电动车低成本高性能的优势会越来越明显,但我们也不能否认,高性能燃油车之所以价格昂贵,一大原因是大排量进口车被课以重税。 Roadster已经把加速干到2秒了,超跑也都在混动化,未来的性能车,会越来越依赖电动机。可能很多人对性能车不感冒,那么再看看主流家用车型,电动化带来的好处也是显而易见的: 售价最便宜的理想ONE拥有越级的最强性能,事实上由于电动机的零启特性,理想ONE的体感加速性能远比6.5s与6.9s的账面数据差距更大,让一辆奶爸车在单人驾驶时也有了凶猛的一面。 长久以来,国产汽车品牌始终很难步入豪华车行列,去正面挑战BBA,甚至面对合资品牌时也始终低人一等,这是因为我们造不出来好车吗?是,也不是。 国产车在外观、内饰、配置甚至做工用料等方面,很多时候是有优势的,而口碑之所以难以提升,根本原因就是在驾驶与操控性能等方面存在差距,而这是一辆汽车最基础的部分,如果连最基础的都做不好,其它方面再怎么堆料也很难得到消费者认可。我们继续深究差距到底出现在哪?发动机技术是有一定的差距,但不是很大,近年来也在迎头赶上,而且后天是可以部分弥补的,真正的核心差距就在变速箱上,这是个难以弥补的硬性差距。 强如大众福特这种百年老店,双离合变速箱都遭人诟病很多年。随便翻一翻汽车质量投诉榜,半数以上都是变速箱问题。所以说没有好的变速箱,是国产车最大的软肋。口碑最佳的国产燃油车,几乎都用的是进口变速箱,产能受制于人,成本高昂。 而到了电动车时代,终于可以愉快的和变速箱说拜拜了,困扰汽车行业百年的换挡顿挫难题,制约国产车发展几十年的元凶,迎刃而解。百年一遇的国产车弯道超车的机会,就是现在,全世界所有的汽车厂商重新回到同一条起跑线上来,去调教电动机,去优化电控,用电动机辅助内燃机,我们有机会比百年老店做得更好,我们有机会打造自己的高档汽车。 这就是造车新势力如雨后春笋般出现的原因,大佬们看到了千载难逢的机会,义无反顾的投身创业,资本们看到了趋势,蜂拥而入推高估值,新能源车企销量节节攀升股价也飙升,趋势已经很明朗了。 前面介绍了这么多电动车的优势,相信很多人看完也是没有太多感觉的,汽车这东西就得自己亲自去试驾,千言万语,不如一脚油门踩下去,前文中的2345条就全都理解了。这里强烈建议大家先去试驾理想ONE(点此或扫描二维码预约试驾),因为这辆车是两栖动物,可油可电,一次试驾,可以同时体验到纯电动车和混动车的驾驶感受,而且它本身也是增程式电动车,还算在插电式混合动力里面,一下子就试驾四种不同类型的新能源车,惊不惊喜,意不意外? 新能源车有很多种类,各有所长,不同的人根据自身使用条件,其实都可以找到适合自己的类型。 虽然我国政策并没有把混动车当作新能源车,绝大多数城市都没有牌照与补贴支持,但很显然它是一种真的可以节能减排的新能源车,虽然比同款燃油车更贵一些,但驾驶体验更好,明显更省油,所以如果您本来就打算买一辆紧凑型或中级燃油车的话,不妨考虑一下升级至两田混动车。 已上市的增程式电动车目前就理想ONE一款,一直不充电也可以当作燃油车来开,驾驶体验更好,也比同级别中大型SUV更省油。如果您打算买一辆中大型车的话,理想ONE是很好的选择,原本考虑BBA的朋友也可以看看,看似消费降级了,产品力却一点也没降。 部分全新研发的PHEV即便从不充电,也能当混动车用,驾驶体验好油耗低,也可以考虑。 如果有充电条件的话,在市区短途出行充电使用,家桩的电费非常低,纯电驾驶的体验也更好。但纯电动车出远门还是有很多的局限性,需要规划充电路线,将会面临薛定谔的充电桩(排队、坏桩、燃油车占桩)。而大多数家庭的唯一一辆车,需要兼顾多人出行、多种场景出行的需求,目前来看PHEV或EREV还是首选。 PHEV与EREV的设计理念是相同的,市区用电、长途用油,EREV纯电续航更长更灵活一些,不过目前可选产品太少,PHEV车型众多,但要根据自己需要仔细甄别产品力。 保留一辆能加油的电动车用于跑长途之后,第二辆车就可以选纯电动车了,家里有桩就是任性,也不必过分追求续航里程的长短,可以重点追求性能、操控、智能、辅助驾驶等方面。 北京新能源指标持有者除外,毕竟不管家里有桩没桩都只能选纯电动车,那就买续航里程尽可能长的吧,充电一次可以跑得更远跑得更久,出远门时的容错性更高,充电间隔更长,日常20-80%充电区间的速度也更快。 时代在发展,我们也要用发展的眼光去看待事物,诚然,新能源汽车还有一些不足之处,但汽车的发展趋势已经很明朗了,那就是电动化,更深度的电动化,用电动机辅助内燃机甚至取代内燃机,从而让汽车变得更加节能环保,同时也变得更好开、更便宜。 虽然针对燃油车的有些限制性与强制性政策让人不太爽,但也不能一味的抵触新能源车,不能只看到缺点而忽略它的很多优点,而是要更新自己的知识与观念,去积极的去拥抱变化。 有些保守人士喜欢抠字眼,说电动机或者电池都不是新技术,电动汽车与内燃机车都是一百年前发明的,电动车的问世还要早几十年,这新能源车哪里新了?在他们眼里,只有氢燃料电池车才算新能源,因为氢能源最像新能源,而且绝对环保无污染。而实际情况是什么呢?目前制氢的主要方式是分解甲烷,而甲烷是天然气的主要成分。 有些极端电动车拥趸也存在鄙视链,觉得纯电动车才是王道,一切烧油的都是伪新能源,然而电能是从哪里来的呢?全国70%以上的电都是火力发电,北方火电占比甚至高达90%以上,也就是烧煤来的。 现在看出来了吗?纯电动车、混动车/增程式电动车、氢燃料电池车,分别主要用煤、石油、天然气来发电,再用电来驱动,人类始终还是没能摆脱化石能源。那它们都是脱裤子放屁吗?这意味着发展新能源的努力付诸东流了吗?绝对不是,与直接燃烧化石能源驱动不同,新能源汽车通过化石能源发电,再用电驱动,确实提高了能源利用效率,减少了化石能源的使用,这就是在减排。而且随着国家的宏观调控,化石能源占比也在逐步下降,减排大业不是一蹴而就的。 碳排放压力导致各国将禁售燃油车提上日程,一些激进的小国或地区将会彻底禁止任何烧油的车,而大国则相对理性一些,禁售的只是纯燃油车,鼓励各种类型的新能源车,逐步节能减排。完全零排放是不现实的,我国提出的阶段性目标是碳中和,鼓励的是可以充电的新能源车,泱泱大国,不可能完全不使用化石能源,更节能更克制的使用,用在最该用的地方,才是最合理的。 在未来很长的一段时间,纯电动车与混动车都将长期并存,能量来源是油是电是氢并不重要,重要的是汽车有没有变得更好开?补能有没有更方便?使用成本有没有下降?不同的家庭,不同的使用场景,需要不同类型的汽车,你开纯电动车,我开混动车/增程式电动车,他开氢燃料电池车,我们都开着更好的新能源汽车,都顺便为人类减排大业做出了贡献,没必要互相鄙视与撕逼。​​​​
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