揭开插电混动车的迷雾（3）

（第二节补充点想法） 发动机的万有特性图（图1）说明，发动机的最大扭矩或最大功率输出都不在高效燃烧区域，这就是发动机的动力特性。 这种不完美就需要并联电机来协助补充。电机驱动的特点是扭矩大、响应快、控制简单。并联驱动电机的意义不是直接给力，而是协调发动机高效运转。 现在要思考的就是如何构建简单的逻辑，以便快速响应和控制，出色的完成能量管理。当然，如果最高挡位加电机的最大功率和发动机的高效区间仍不能满足驾驶者的需求，能量管理可以主动提醒发动机的能耗将大幅增加。驾驶者愿意放弃能耗控制，追求速度的激情与乐趣就另当别论了。 首先，实验数据是能给出等值热效率的转速区间和扭矩区间的，以及每一点工况相应的喷油量。 为了不使控制逻辑紊乱，选择以转速控制为基础比较容易把握，行驶速度决定了合适的传动比，喷油量变化决定维持高效燃烧区间的扭矩变化。 万有特性图表明高效的能耗等值线是闭合的，即意味着高效区内转速不变的情况下，喷油量的增减存在一定的扭矩输出变化空间（封闭能耗曲线的左右两个顶点除外）。当然喷油量的变化会直接引起转速变化，还有车况的动力需求约束也会影响到转速。好在，能量管理控制的是区间，不是单点。 巡航时电机是发电还是补充动力，逻辑判断很简单。 对于给油加速，发动机的喷油量和转速平缓跟进，尤其喷油量和扭矩增量的维持高效许可的范围较小。传动比也容易明确，超出转速范围则换挡。剩下就是把其余动力分配给电机了。 对于减速制动或下坡动力需求减少等，大致反向调节，动力过剩可用于电机发电。 需要注意的是，电机驱动的高效工作区和发动机高效区存在转速差别，中间值的比可以做为电机并联驱动需要增加的固定变速。 简易的能量管理逻辑可以提高系统控制的响应速度，达到更好的平顺柔和。 再看万有特性图，这时发觉在电机驱动的协调下，高效闭合能耗等值线左下角的区域，就类似增程式模式，把多余的能量用于发电。区别是，发动机可以一直介入驱动，用于发电的只是剩余的能量。显然系统就减少了完全增程式过程的损耗，更优化了。 而对于高效闭合能耗等值线的右上角区域，发动机直驱或加电机并联驱动，做到尽量减少中间消耗，摒弃了增程式的最大缺陷，发动机直驱的优势尽显。 有一种情况需要说明，就是变速器的传动比也是有限的，因此对于极低速的行驶速度，发动机直驱介入是会被迫脱离高效区增加能耗的。因此这时依靠电机驱动节能。只是保留发动机全速域介入的能力，燃油驱动和纯电驱动相对独立，既可以防止电机或电池或电路等问题带来的障碍，也可防止没油或发动机或油系统等出问题的困扰。 是不是一种先进的最高效的能量管理构架逐渐展现？ （三）综合性能初探 （3.1）关于电机的能耗 目前，电机技术相对容易实现，即使方案差别大但最终产品的能耗差别不大。最关键的是，电价便宜，相对油价夜间峰谷的电价要便宜二十几倍，使电机能耗的敏感度大大降地。 因此，对于纯电动车或者插电混动汽车，电池的续航里程、车子的配置、车机操作系统等才是性能考量的重点。 （3.2）发动机综合性能 吉利雷神DHE15-ESZ 1.5T和BHE15-EFZ 1.5T涡轮增压发动机，热效率达到43.32%。 比亚迪 DM-i BYD472QA 1.5L 自然吸气式发动机，热效率达到43.03%。 因为只有比亚迪的万有特性图（图2左侧的图片），还是以它的数据来说明问题吧。BYD472QA的最大输出功率81kW，最大扭矩135Nm。和1.5T的涡轮增压比，还是差距很大的。 查产品介绍最大功率相应转速6000rpm，查图没有热效率数据。最大扭矩相应转速为4500rpm，查图热效率最高约37%。 看看热效率达到40%的转速区间，大约1500～3000rpm。热效率36%的转速区间，大约1000～4700rpm。实际上，转速1000以下没有实验数据。 从等值线的开合趋势来看，比亚迪这台发动机在超过5000rpm转速的情况下，热效率将急剧下降，不适合应用于高速驱动。 再看看DM-i配置的E-CVT无级变速箱，在时速低于70km/h基本不介入直驱，而高速120km/h以上就轰鸣不止。显然无级变速箱内的传动比变化范围很小。 宋Pro DM-i的参数介绍，最高时速180，实际表现相去甚远。