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汤叔解惑新能源车企为啥不拿电机曲线说事原

2019-09-19 18:19:47来源:励志吧0次阅读

『汤叔解惑』新能源车企为啥不拿电机曲线说事,原因在于机密还是无意义? 【图】

动力曲线是很多资深车友判断车辆动力的一个重要参考。我们知道,即便时至今日,燃油车产品的动力曲线还是时常有发布的,但新能源车却基本没见有车企发布和推广过。这个状况是阶段性的还是以后也这样了?一些心存好奇的朋友向我提出了这样的问题。

所谓动力曲线指的是动力输出外特性曲线,也就是在动力系统全负荷运转时(油门或电门到底)功率扭矩随转速变化而变化的特性曲线。本期来为大家解读燃油车和电动车的动力输出外特性曲线的性能差异,以及电动车企业“忽略”宣传外特性曲线的原因。

■?燃油车企业为什么喜欢大力宣传发动机特性曲线

如果要用一句话来回答这个问题,那就是燃油发动机因为配置和调校的不同,每款发动机的外特性曲线都大不相同。而不同的厂商可以通过发动机外特性曲线来告知媒体和用户,该款发动机的性能取向。

因为在开发和调校燃油发动机时,有很多性能矛盾需要平衡,要么针对低转速区间优化性能,突出发动机的低扭——但会损失高转速功率输出,影响后段加速性能;要么针对高转速区间来做性能优化,让发动机能爆发更大的升功率——但会使得发动机低速扭矩输出偏弱;当然也有喜欢取折中值得调校方式,让各个转速段的表现更加均衡。而这一切都可以通过发动机外特性曲线图表达出来。用户可以根据发动机外特性曲线图来了解每一款发动机的动力输出特性。

如上图,自然吸气发动机由于调校的不同,扭矩输出会产生多个波峰波谷,这可以基于缸径行程比、进气排气叠加角以及进气歧管长度的匹配来调校出不同特性的扭矩输出曲线。

■ 各国的车型发动机外特性曲线调校有着鲜明的本国风格

?? 以德国车为例,由于德国高速公路不限速,道路非常通畅,经常要用极速在高速公路行驶,即便极速超过200公里/小时的车,都不能在高速公路上长时间霸占超车道,因为超过250公里/小时速度巡航的车比比皆是。所以在德国开过车的用户就会很清楚,德系车通常需要调校出比较出色的极速性能,所以在同样排量情况下,为了获得更高的极速性能,就需要调校出更大的升功率,或者说需要更优化的高转速进排气效率。即便早期的大众车型,虽然发动机还在采用2气阀设计,但极速性能同样不含糊,第四代高尔夫的极速就要比同时代的即便采用4气阀的日系车表现更好。

日系车为了适应日本多山和道路限速的环境,往往极速都不是太高。由于多山就会导致车辆需要频繁上下坡,所以为了获得更轻快的爬坡性能,往往发动机的低扭输出会比较出色,再配合较大的传统比,虽然会损失一些极速,但无论在城市还是在山区都能适应频繁的起步和爬坡工况。当然,这么做会损失一些极速性能

,所以如果在德国的高速公路上开日系车会非常难受,因为后段加速疲软,极速也不是很高。这也是为什么日系厂商在欧洲销售的车型都是专门针对欧洲特别是德国市场的所谓欧版,无论是在发动机调校还是在齿比匹配上都会针对市场需求有所改进。而这些都能够从发动机外特性曲线图上看出厂商对每台发动机的针对性调校。

如上图,图为涡轮增压发动机的外特性曲线图,由于采用强制进气,涡轮增压发动机都拥有一个比较宽的恒扭矩平台

■???? 哪些因素影响了发动机的功率扭矩输出特性?

在传统发动机当中,缸径行程比是一个非常重要的参数,通过调整缸径行程比就可以获得不同的发动机特性。如果缸径行程比很大(缸径远超过行程),那么可以视为一款偏高转速调校的发动机。保时捷911的自然吸气水平对置6缸发动机就是属于大缸径设计。而很多小排量大扭矩的发动机通常需要采用小缸径设计来提高低速扭矩。除此之外,进排气门的数量,配气正时的调校,进气管长度的设计都会影响到自然吸气燃油发动机的发动机外特性曲线。而涡轮增压发动机由于是强制进气,进气量相对稳定,所以有一个很宽的最大扭矩平台,通常是通过调校涡轮增压器的大小和不同设计来调整最大扭矩爆发点的转速。

■?电动车的电机有什么样的外特性曲线?

电动车的电机动力输出的外特性曲线之所以不被厂商拿来宣传,主要原因是电动机的特性基本上千篇一律。虽然电动机有功率扭矩大小之分,但外特性曲线的曲率几乎都一样。都是在起速之后会马上达到一个最大扭矩平台,在一定转速范围内(低转区间)拥有一个恒扭矩平台,这也是电机能够输出的最大扭矩,过了这个临界点之后扭矩会呈曲线不断下降,直至达到最高转速。

在电机保持最大扭矩输出的转速区间(低转区间)内,功率会随着转速的提升而直线上升,当达到扭矩衰减转速点时,功率同时也达到了最大功率输出,一直到最高转速,都处于恒功率输出状态,并且始终保持着最大功率输出。这个达到最大功率的转速(也就是最大扭矩开始衰减的转速点)叫做基速。最高转速与基速的比值叫做转速比,这是电动机除功率扭矩外最重要的参数。基速越高,那么在中高速转速区间电机效率越高,但是最大扭矩输出也越小,加速性能会受影响。基速越低,最大扭矩会越高,加速非常迅猛,但高速能耗会上升,影响续航里程。基速转速是电动机需要标定的重要参数,除了标定以外,不同类型的电动机也会有不同的基速特性。交流异步电机基速比永磁同步电机低。所以同样的最大功率情况下,交流异步电机的最大扭矩要高于永磁同步电机。

如上图,特斯拉采用不同电机的同款车型,动力输出曲线都大同小异,每个电机都有一个恒扭矩平台和恒功率平台交界的基速转速,因为功率扭矩的不一样,基速转速点会有所差别,功率和扭矩输出线性都十分接近。

■?为什么新能源厂商不喜欢宣传电动机的特性曲线?

??? 所以,了解完电动机的外特性曲线之后就不难理解,电动车的电机输出特性都大同小异,只是最大功率和最大扭矩不同而已,另外对于不同类别和不同调校的电机,主要是基速转速不同而已。这些都可以通过参数来表达,不需要通过复杂的曲线来表达。但是对于燃油车来说,特别是自然吸气发动机,很多地方的不同调校(如:缸径行程比,进排气系统,配气正时,点火等等)都会导致发动机外特性曲线的巨大差异。所以,与传统燃油车不同,由于新能源汽车的电机曲线都大同小异,厂商无法从电动机外特性曲线图来表达性能的过人之处,所以也就没有作为重点来宣传。

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