La technologie à portée étendue est-elle rétrograde ?
La semaine dernière, Huawei Yu Chengdong a déclaré dans une interview qu'« il est absurde de dire que le véhicule à autonomie étendue n'est pas assez avancé. Le mode à autonomie étendue est actuellement le mode de véhicule à énergie nouvelle le plus approprié ».
Cette déclaration a une fois de plus déclenché une discussion animée entre l'industrie et les consommateurs sur la technologie hybride augmentée (ci-après dénommée processus augmenté).Et un certain nombre de patrons d'entreprises automobiles, tels que le PDG idéal Li Xiang, le PDG de Weima Shen Hui et le PDG de WeiPai Li Ruifeng, ont exprimé leur point de vue.
Li Ruifeng, PDG de la marque Wei, s'est entretenu directement avec Yu Chengdong sur Weibo, affirmant que « la fabrication du fer doit encore être difficile et qu'il existe un consensus dans l'industrie selon lequel la technologie hybride d'ajout de programmes est arriérée ».De plus, le PDG de la marque Wei a immédiatement acheté un M5 pour le tester, ajoutant ainsi une autre odeur de poudre à canon à la discussion.
En fait, avant cette vague de discussions sur « si l'augmentation est rétrograde », les dirigeants d'Idéal et de Volkswagen ont également eu une « discussion animée » sur cette question.Feng Sihan, PDG de Volkswagen Chine, a déclaré sans ambages que « le programme d'augmentation est la pire solution ».
En examinant le marché automobile national ces dernières années, on constate que les nouvelles voitures choisissent généralement les deux formes d'énergie que sont l'autonomie étendue ou l'électricité pure, et s'impliquent rarement dans l'énergie hybride rechargeable.Au contraire, les constructeurs automobiles traditionnels, au contraire, leurs nouveaux produits énergétiques sont soit de l'électricité pure, soit des hybrides rechargeables, et ne se soucient pas du tout de l'autonomie étendue.
Cependant, avec de plus en plus de nouvelles voitures adoptant le système d'autonomie étendue sur le marché et l'émergence de voitures populaires telles que la voiture idéale et l'Enjie M5, l'autonomie étendue est progressivement connue des consommateurs et est devenue une forme hybride courante sur le marché. aujourd'hui.
L'essor rapide de l'autonomie étendue aura forcément un impact sur les ventes de modèles à essence et hybrides des constructeurs automobiles traditionnels, ce qui est à l'origine du différend entre les constructeurs automobiles traditionnels mentionnés ci-dessus et les voitures nouvellement construites.
Alors, la technologie à portée étendue est-elle rétrograde ?Quelle est la différence avec le plug-in ?Pourquoi les nouvelles voitures choisissent-elles une autonomie étendue ?A ces questions, Che Dongxi a trouvé quelques réponses après une étude approfondie des deux voies techniques.
1、 La plage étendue et le mixage des plug-ins sont la même racine, et la structure de la plage étendue est plus simple
Avant de discuter de l’autonomie étendue et de l’hybride rechargeable, présentons d’abord ces deux formes de puissance.
Selon le document standard national « terminologie des véhicules électriques » (gb/t 19596-2017), les véhicules électriques sont divisés en véhicules électriques purs (ci-après dénommés véhicules électriques purs) et véhicules électriques hybrides (ci-après dénommés véhicules électriques hybrides). ).
Le véhicule hybride peut être divisé en série, parallèle et hybride selon la structure du pouvoir.Parmi eux, le type série signifie que la force motrice du véhicule provient uniquement du moteur ;Le type parallèle signifie que la force motrice du véhicule est fournie par le moteur et le moteur en même temps ou séparément ;Le type hybride fait référence à deux modes de conduite série/parallèle en même temps.
Le prolongateur d’autonomie est un hybride en série.Le prolongateur d'autonomie composé du moteur et du générateur charge la batterie, et la batterie entraîne les roues, ou le prolongateur d'autonomie fournit directement de l'énergie au moteur pour entraîner le véhicule.
Cependant, la notion d'interpolation et de mélange est relativement complexe.En termes de véhicule électrique, l’hybride peut également être divisé en hybride rechargeable en externe et hybride non rechargeable en externe en fonction de la capacité de charge externe.
Comme son nom l'indique, tant qu'il y a un port de charge et qu'il peut être chargé en externe, il s'agit d'un hybride rechargeable en externe, qui peut également être appelé « hybride rechargeable ».Selon cette norme de classification, la plage étendue est une sorte d'interpolation et de mélange.
De même, l’hybride non rechargeable en externe n’a pas de port de charge, il ne peut donc pas être chargé en externe.Il ne peut charger la batterie que via le moteur, la récupération d'énergie cinétique et d'autres méthodes.
Cependant, à l’heure actuelle, le type hybride se distingue principalement par la structure du pouvoir sur le marché.À l’heure actuelle, le système hybride rechargeable est un système hybride hybride parallèle ou hybride.Par rapport à la gamme étendue (type de série), le moteur hybride rechargeable (hybride) peut non seulement fournir de l'énergie électrique pour les batteries et les moteurs, mais également conduire les véhicules directement via une transmission hybride (ECVT, DHT, etc.) et former un joint. forcer avec le moteur pour conduire des véhicules.
Les systèmes hybrides rechargeables tels que le système hybride Great Wall Lemon, le système hybride Geely Raytheon et BYD DM-I sont tous des systèmes hybrides hybrides.
Le moteur du prolongateur d’autonomie ne peut pas entraîner directement le véhicule.Il doit produire de l'électricité via le générateur, stocker l'électricité dans la batterie ou la fournir directement au moteur.Le moteur, en tant que seul exutoire de la force motrice de l’ensemble du véhicule, fournit de l’énergie au véhicule.
Par conséquent, les trois parties principales du système de prolongateur d'autonomie - le prolongateur d'autonomie, la batterie et le moteur n'impliquent pas de connexion mécanique, mais sont toutes connectées électriquement, de sorte que la structure globale est relativement simple ;La structure du système hybride rechargeable est plus complexe, ce qui nécessite un couplage entre différents domaines dynamiques via des composants mécaniques tels que la boîte de vitesses.
D'une manière générale, la plupart des composants de transmission mécanique du système hybride présentent les caractéristiques d'obstacles techniques élevés, de longs cycles d'application et de pool de brevets.Il est évident que les voitures neuves « en quête de vitesse » n'ont pas le temps de démarrer avec les vitesses.
Cependant, pour les entreprises traditionnelles de véhicules à carburant, la transmission mécanique est l'un de leurs points forts, et elles possèdent une profonde expérience en matière d'accumulation technique et de production de masse.Lorsque la vague d'électrification arrive, il est évidemment impossible pour les constructeurs automobiles traditionnels d'abandonner des décennies, voire des siècles d'accumulation de technologie et de recommencer.
Après tout, il est difficile de faire demi-tour.
Par conséquent, une structure plus simple à autonomie étendue est devenue le meilleur choix pour les nouveaux véhicules, et l'hybride rechargeable, qui peut non seulement exploiter pleinement la chaleur perdue de la transmission mécanique et réduire la consommation d'énergie, est devenu le premier choix pour la transformation de entreprises de véhicules traditionnels.
2、 L'autonomie étendue a commencé il y a cent ans et la batterie du moteur était autrefois une bouteille de dragage
Après avoir clarifié la différence entre l’hybride rechargeable et l’autonomie étendue, et pourquoi les nouvelles voitures choisissent généralement l’autonomie étendue, les constructeurs automobiles traditionnels choisissent l’hybride rechargeable.
Alors pour la gamme étendue, une structure simple signifie-t-elle un retard ?
Tout d’abord, en termes de temps, la portée étendue est effectivement une technologie arriérée.
L'histoire de l'autonomie étendue remonte à la fin du 19e siècle, lorsque Ferdinand Porsche, le fondateur de Porsche, a construit la première voiture hybride de série au monde, Lohner Porsche.
Lohner Porsche est un véhicule électrique.Il y a deux moteurs de moyeu sur l'essieu avant pour entraîner le véhicule.Cependant, en raison de la courte autonomie, Ferdinand Porsche a installé deux générateurs pour améliorer l'autonomie du véhicule, qui ont formé un système hybride en série et sont devenus l'ancêtre de l'augmentation de l'autonomie.
Puisque la technologie à portée étendue existe depuis plus de 120 ans, pourquoi ne s’est-elle pas développée rapidement ?
Tout d'abord, dans le système à portée étendue, le moteur est la seule source d'énergie sur la roue, et le dispositif à portée étendue peut être compris comme un grand trésor de charge solaire.Le premier consomme des combustibles fossiles et produit de l’énergie électrique, tandis que le second consomme de l’énergie solaire et produit de l’énergie électrique.
Par conséquent, la fonction essentielle du prolongateur d'autonomie est de convertir le type d'énergie, en convertissant d'abord l'énergie chimique des combustibles fossiles en énergie électrique, puis en convertissant l'énergie électrique en énergie cinétique via le moteur.
Selon les connaissances physiques de base, une certaine consommation est inévitable lors du processus de conversion d'énergie.Dans l'ensemble du système à portée étendue, au moins deux conversions d'énergie (énergie chimique, énergie électrique, énergie cinétique) sont impliquées, de sorte que l'efficacité énergétique de la portée étendue est relativement inférieure.
À l'ère du développement vigoureux des véhicules à carburant, les constructeurs automobiles traditionnels se concentrent sur le développement de moteurs avec un rendement énergétique plus élevé et de boîtes de vitesses avec un rendement de transmission plus élevé.A cette époque, quelle entreprise pourrait améliorer le rendement thermique du moteur de 1%, voire se rapprocher du prix Nobel.
Par conséquent, la structure de puissance de l'autonomie étendue, qui ne peut qu'améliorer mais réduire l'efficacité énergétique, a été laissée pour compte et ignorée par de nombreux constructeurs automobiles.
Deuxièmement, outre leur faible efficacité énergétique, les moteurs et les batteries sont également deux raisons majeures qui limitent le développement d’une autonomie étendue.
Dans le système à portée étendue, le moteur est la seule source d'énergie du véhicule, mais il y a 20 à 30 ans, la technologie du moteur d'entraînement du véhicule n'était pas mature et le coût était élevé, le volume était relativement important et la puissance ne pouvait pas conduire seul le véhicule.
A cette époque, la situation de la batterie était similaire à celle du moteur.Ni la densité énergétique ni la capacité unique ne peuvent être comparées à la technologie actuelle des batteries.Si vous souhaitez avoir une grande capacité, vous avez besoin d’un volume plus important, ce qui entraînera des coûts plus élevés et un poids de véhicule plus lourd.
Imaginez qu'il y a 30 ans, si vous assembliez un véhicule à autonomie étendue selon les trois indicateurs électriques du modèle idéal, le coût décollerait directement.
Cependant, la plage étendue est entièrement entraînée par le moteur, et le moteur présente les avantages d'une absence d'hystérésis de couple, d'un silence, etc.Par conséquent, avant la popularisation de l'autonomie étendue dans le domaine des voitures particulières, elle était davantage appliquée aux véhicules et aux navires tels que les chars, les wagons miniers géants, les sous-marins, qui ne sont pas sensibles au coût et au volume, et ont des exigences plus élevées en matière de puissance, de silence. , couple instantané, etc.
En conclusion, il n'est pas déraisonnable pour le PDG de Wei Pai et de Volkswagen de dire que l'autonomie étendue est une technologie arriérée.À l’ère de l’essor des véhicules à carburant, une autonomie étendue avec un coût plus élevé et une efficacité moindre est en effet une technologie arriérée.Volkswagen et Great Wall (marque Wei) sont également deux marques traditionnelles qui se sont développées à l'ère du carburant.
Le temps est venu au présent.Bien qu'en principe, il n'y ait aucun changement qualitatif entre la technologie actuelle à portée étendue et la technologie à portée étendue d'il y a plus de 100 ans, il s'agit toujours de la production d'énergie par générateur à portée étendue, pour les véhicules à moteur, que l'on peut encore qualifier de « technologie arriérée ».
Cependant, après un siècle, la technologie à portée étendue est enfin arrivée.Avec le développement rapide de la technologie des moteurs et des batteries, les deux vadrouilles d'origine sont devenues sa compétitivité la plus importante, effaçant les inconvénients de l'autonomie étendue à l'ère du carburant et commençant à mordre le marché du carburant.
3、 Mélange de plug-ins sélectif dans des conditions de travail urbaines et des conditions de travail à grande vitesse à portée étendue
Pour les consommateurs, peu importe que l'autonomie étendue soit une technologie rétrograde, mais qu'elle soit plus économe en carburant et plus confortable à conduire.
Comme mentionné ci-dessus, le prolongateur de portée est une structure en série.Le prolongateur d’autonomie ne peut pas conduire le véhicule directement et toute la puissance provient du moteur.
Par conséquent, les véhicules dotés d’un système d’autonomie étendue ont une expérience de conduite et des caractéristiques de conduite similaires à celles des tramways purs.En termes de consommation d'énergie, l'autonomie étendue est également similaire à l'électricité pure : une faible consommation d'énergie dans des conditions urbaines et une consommation d'énergie élevée dans des conditions de vitesse élevée.
Plus précisément, étant donné que le prolongateur d'autonomie charge uniquement la batterie ou alimente le moteur, le prolongateur d'autonomie peut être maintenu la plupart du temps dans une plage de vitesse relativement économique.Même en mode prioritaire purement électrique (consommant d’abord l’énergie de la batterie), le prolongateur d’autonomie ne peut même pas démarrer, ni produire de consommation de carburant.Cependant, le moteur d’un véhicule à carburant ne peut pas toujours fonctionner dans une plage de vitesse fixe.Si vous devez dépasser et accélérer, vous devez augmenter la vitesse, et si vous êtes coincé dans un embouteillage, vous resterez longtemps au ralenti.
Par conséquent, dans des conditions de conduite normales, la consommation d'énergie (consommation de carburant) d'une autonomie étendue sur les routes urbaines à basse vitesse est généralement inférieure à celle des véhicules à carburant équipés d'un moteur de même cylindrée.
Cependant, comme pour l’électricité pure, la consommation d’énergie dans des conditions de vitesse élevée est supérieure à celle dans des conditions de vitesse faible ;Au contraire, la consommation d’énergie des véhicules à carburant à grande vitesse est inférieure à celle des véhicules urbains.
Cela signifie que dans des conditions de travail à grande vitesse, la consommation d'énergie du moteur est plus élevée, la puissance de la batterie sera consommée plus rapidement et le prolongateur d'autonomie devra fonctionner à « pleine charge » pendant une longue période.De plus, en raison de l'existence de packs de batteries, le poids des véhicules à autonomie étendue de même taille est généralement supérieur à celui des véhicules à carburant.
Les véhicules à carburant bénéficient de l’existence de la boîte de vitesses.Dans des conditions de vitesse élevée, le véhicule peut passer à un rapport supérieur, de sorte que le moteur fonctionne à une vitesse économique et que la consommation d'énergie soit relativement inférieure.
Par conséquent, d'une manière générale, la consommation d'énergie d'une autonomie étendue dans des conditions de travail à grande vitesse est presque la même que celle des véhicules à carburant équipés d'un moteur de même cylindrée, voire supérieure.
Après avoir parlé des caractéristiques de consommation d'énergie de l'autonomie étendue et du carburant, existe-t-il une technologie hybride qui peut combiner les avantages de la consommation d'énergie à basse vitesse des véhicules à autonomie étendue et de la consommation d'énergie à basse vitesse des véhicules à carburant, et peut avoir une consommation d'énergie plus économique. dans une plage de vitesse plus large ?
La réponse est oui, c’est-à-dire mélangez les choses.
Bref, le système hybride rechargeable est plus pratique.Par rapport à l'autonomie étendue, le premier peut conduire le véhicule directement avec le moteur dans des conditions de travail à grande vitesse ;Par rapport au carburant, le mélange rechargeable peut également ressembler à une autonomie étendue.Le moteur alimente le moteur et entraîne le véhicule.
De plus, le système hybride rechargeable dispose également de transmissions hybrides (ECVT, DHT), qui permettent à la puissance respective du moteur et du moteur de réaliser une « intégration » pour faire face à une accélération rapide ou à une demande de puissance élevée.
Mais comme le dit le proverbe, on ne peut obtenir quelque chose que si on y renonce.
En raison de l'existence d'un mécanisme de transmission mécanique, la structure du mixage plug-in est plus complexe et le volume est relativement plus grand.Par conséquent, entre les modèles hybrides rechargeables et les modèles à autonomie étendue du même niveau, la capacité de la batterie du modèle à autonomie étendue est supérieure à celle du modèle hybride rechargeable, qui peut également apporter une autonomie électrique pure plus longue.Si le secteur automobile concerne uniquement les déplacements domicile-travail en zone urbaine, l'autonomie étendue peut même être rechargée sans faire le plein.
Par exemple, la capacité de la batterie idéale pour 2021 est de 40,5 kWh et le kilométrage d'endurance électrique pur du NEDC est de 188 km.La capacité de la batterie des Mercedes Benz gle 350 e (version hybride rechargeable) et BMW X5 xdrive45e (version hybride rechargeable) proche de sa taille n'est que de 31,2 kWh et 24 kWh, et le kilométrage d'endurance électrique pur du NEDC n'est que de 103 km et 85km.
La raison pour laquelle le modèle DM-I de BYD est si populaire à l'heure actuelle est en grande partie due au fait que la capacité de la batterie de l'ancien modèle est supérieure à celle de l'ancien modèle DM, et dépasse même celle du modèle à autonomie étendue du même niveau.Les déplacements domicile-travail dans les villes peuvent être réalisés en utilisant uniquement l'électricité et sans pétrole, et le coût de l'utilisation de la voiture sera réduit en conséquence.
En résumé, pour les véhicules nouvellement construits, les hybrides rechargeables (hybrides) avec une structure plus complexe nécessitent non seulement un cycle préalable de recherche et développement plus long, mais également un grand nombre de tests de fiabilité sur l'ensemble du système hybride rechargeable, qui est évidemment pas rapide dans le temps.
Avec le développement rapide de la technologie des batteries et des moteurs, l'extension de l'autonomie avec une structure plus simple est devenue un « raccourci » pour les nouvelles voitures, dépassant directement la partie puissance la plus difficile de la construction automobile.
Mais pour la nouvelle transformation énergétique des constructeurs automobiles traditionnels, ils ne veulent évidemment pas abandonner les systèmes d'alimentation, de transmission et autres dans lesquels ils ont investi de nombreuses années d'énergie (ressources humaines et financières) dans la recherche et le développement, puis repartir de gratter.
La technologie hybride, telle que l'hybride rechargeable, qui peut non seulement exploiter pleinement la chaleur perdue des composants du véhicule à carburant tels que le moteur et la boîte de vitesses, mais également réduire considérablement la consommation de carburant, est devenue le choix courant des entreprises automobiles traditionnelles au pays et à l'étranger.
Par conséquent, qu'il s'agisse d'un hybride rechargeable ou d'une autonomie étendue, il s'agit en fait du système de chiffre d'affaires pendant la période de goulot d'étranglement de la technologie actuelle des batteries.Lorsque les problèmes d’autonomie de la batterie et d’efficacité du réapprovisionnement énergétique seront complètement résolus à l’avenir, la consommation de carburant sera complètement éliminée.Les technologies hybrides telles que l'autonomie étendue et l'hybride rechargeable peuvent devenir le mode d'alimentation de quelques équipements spéciaux.
Heure de publication : 19 juillet 2022