市面上有各种增程式动力系统技术,但核心技术的发动机并不多,大多数发动机都用于执行简单的发电电源,依靠大容量电池驱动电机。 另一方面,日产的e-power系统不依赖大容量电池,而是采用发动机的可变压缩比技术,比直接用发动机行驶更高效。
从日产X-Trail开始,汽油发动机将不再用作动力源,所有车型都将使用e-Power系统。 用于发电的KR15DDT发动机采用VC涡轮系统,该系统利用曲轴和连杆之间的连杆来改变活塞冲程范围,从而实现从8:1到14:1的可变压缩比。从这个压缩比范围可以假设设计范围是从米勒循环操作到涡轮增压操作。
发动机的作用是为**电机提供动力,但最大的问题是为什么需要可变压缩比发动机和涡轮增压器的组合。 汽油发动机的热效率接近40%,那么为什么使用类似的发动机来驱动电机更省油呢?
原因是无论汽油发动机的热效率提高多少,它都无法在行驶时使用的所有速度下发挥作用。 当发动机开始运转时,发动机转速低时油耗很差。 此外,即使在高转速下行驶时,油耗也很差。 这些发动机效率最高,在大约 2,000 rpm 的范围内提供最佳的燃油经济性。 如果一直使用这种旋转,热效率更高的汽油发动机也是一种有效的方法。
然而,很难在日常工作中取得令人满意的加速结果。 即使使用变速器,也很难保持这种转速。 在这种情况下,CVT 被认为是一种省油的变速器,因为它可以根据加速度自由调节发动机转速。 在无级变速器的帮助下,可以在以 2,000 rpm 左右的速度继续使用的同时加速。
但串联混合动力车使用最高效的发动机转速发电,并利用产生的电力驱动据说效率超过 90% 的电动机,从而获得更好的燃油效率。 更重要的是,发动机不会一直运转,而是只在汽车的车载电池电量不足时发电,从而减少了发动机的运行时间。
此外,在发动机上运行时,包括CVT变速箱造成的摩擦损失,会降低燃油效率。 但是,如果是电动机驱动,则不需要变速器。 这也有助于提高燃油效率。 同样需要注意的是,与同时使用电动机和发动机驱动的并联混合动力车相比,串联混合动力车仅依靠电动机驱动,并且基于与电动汽车 (EV) 相同的概念,可以使用减速等再生速度调整来调整控制主动利用率。
再生是指在减速过程中将电机切换到发电机,为车载电池充电。 无论发动机多么高效,它都无法**使用的能量。 但是,电动机可以发电。 即使使用相同的汽油发动机发电,电池中充电的电力也可以用于进一步的加速和驾驶,这是提高燃油效率的另一个原因。
无论是电动汽车还是高压,使用电动机驱动和发动机之间的主要区别在于,使用的一部分能量可以再生**。 这就是实现电机驱动电气化重点的地方。