近年来,随着新能源汽车的普及,很多车主都发现了一个有趣的现象,这也在车友圈里引起了广泛的讨论:为什么那些在城市里开,号称百公里油耗能低至三四升的混合动力汽车,一旦上了高速公路,油耗就噌噌地往上涨,甚至能达到六七升,感觉和传统的燃油车差距不大了呢?
这种巨大的反差让不少人心里犯嘀咕,难道是厂家的宣传有水分,还是自己的驾驶方式出了问题?
要弄清楚这个问题,我们得从混合动力汽车的工作原理和它的设计初衷说起,其实这背后是一套非常精妙的物理学和工程学逻辑。
首先,我们得承认一个最直观也最容易被大家想到的原因,那就是车身重量。
如今市面上的混合动力车型,尤其是可以外接充电的插电式混动车,为了保证有足够的纯电续航里程,都背着一个不小的电池包。
这个电池包的重量可不轻,动辄就是两三百公斤。
这就导致了混动车的整备质量普遍要比同级别的纯燃油车重上一大截。
比如,一台主流的紧凑级混动SUV,其重量可能轻松达到1.8吨左右,而同级别的燃油车可能也就1.5吨。
多出来的这几百公斤,就相当于车里常年坐着三四个成年人。
根据基本的物理学原理,驱动一个更重的物体移动,无论是从静止起步加速,还是在高速行驶中维持速度,都需要消耗更多的能量。
这是一个不可避免的物理事实。
不过,我们也不能把所有的“锅”都甩给重量。
根据大量的测试数据和理论计算,汽车重量每增加100公斤,百公里综合油耗大约会增加0.5升左右。
照此推算,即便混动车重了300公斤,也只会带来大约1.5升的额外油耗。
这个数字显然无法完全解释从市区3升到高速7升的巨大鸿沟。
因此,车重只是影响因素之一,更深层次、更关键的原因,隐藏在车辆的“心脏”——也就是动力系统的工作模式里。
要解开这个谜题,关键在于理解现在主流混动车型所搭载的那台发动机的“脾气”。
为了在城市工况下实现极致的燃油经济性,许多广受欢迎的混动车型,比如以比亚迪DM-i技术为代表的车型,都采用了一款特殊设计的发动机,它通常工作在一种被称为“阿特金森循环”的模式下。
这类发动机,比如常见的1.5升自然吸气版本,其设计目标并非追求强大的峰值功率和瞬间爆发力,而是为了在特定的转速和负载区间内,达到最高的热效率。
简单来说,就是想尽办法把每一滴汽油燃烧后产生的能量,最大化地转化为驱动力,而不是浪费在热量和摩擦上。
你可以把它想象成一位精于长跑的运动员,他的肌肉类型、心肺功能和呼吸节奏,都是为了以最节能的方式完成漫长的赛程,而不是为了在百米冲刺中取胜。
这套由高效发动机和电动机组成的动力系统,在城市道路这种走走停停的环境里,简直是如鱼得水,堪称“黄金搭档”。
在市区行驶时,车辆频繁地启动、加速、减速、等红灯。
对于传统燃油车来说,这是效率最低的工况,发动机不得不在低效的低转速区间挣扎,或是在怠速时白白烧油。
而混合动力车则完全不同。
在起步和低速行驶时,车辆会优先使用电池里的电能,由电动机来驱动,此时发动机是完全不工作的,自然也就实现了零油耗、零排放,而且整个过程非常安静平顺。
当驾驶员踩下刹车或松开油门滑行时,车辆的动能回收系统就开始工作了。
它会把原本会因刹车摩擦而变成热量浪费掉的动能,通过电动机的反向运转,转化成电能储存回电池里。
这个过程就好像给车辆装上了一个“能量回收站”,实现了能量的循环利用。
只有当电池电量较低,或者需要急加速时,那台高效的发动机才会被唤醒。
但它并不会直接以低效的方式驱动车轮,而是会以自己最舒服、最经济的转速(比如每分钟2000-3000转)运转起来,像一个高效的发电机一样,为电池充电,或者在必要时与电机协同驱动。
正是因为发动机要么不工作,要么就在最高效的区间工作,完美避开了所有低效率的工况,所以混动车在市区才能做出令人惊叹的超低油耗成绩。
然而,当场景切换到一马平川的高速公路时,整个游戏的规则就彻底改变了。
高速巡航,特别是以120公里/小时的速度行驶时,对车辆的动力系统提出了一个截然不同且非常苛刻的要求:持续不断地大功率输出。
车辆在高速行驶时,需要克服的最主要阻力就是空气阻力,而空气阻力是与速度的平方成正比的。
这意味着,时速120公里时的空气阻力,大约是时速60公里时的四倍。
面对如此巨大的阻力,单靠电池和电动机是无法长时间支撑的,电池电量会很快耗尽。
于是,那台在市区里大部分时间都在“休养生息”的小排量阿特金森循环发动机,就必须从“兼职”转为“全职”,并且要承担起主要驱动任务。
它不仅要拼尽全力驱动车辆顶着巨大的风阻前行,很多时候还要分出一部分功率来给电池充电,以备不时之需。
这就让这台天生不擅长高功率输出的“长跑选手”,被迫进入了它最不适应的“高强度冲刺”状态。
为了维持高速,发动机的转速不得不被拉得很高,常常处于四五千转甚至更高的区间,这已经远远超出了它的高效工作范围。
在这样的高转速高负荷状态下,发动机的燃油效率会大幅下降,油耗自然也就水涨船高了。
不过,话又说回来,我们在看待这个问题时,也需要一个公平的比较基准。
很多车主感到失望,是因为他们拿高速上六七升的油耗,去对比自己在市区开出来的两三升的成绩,这种心理落差确实很大。
但如果我们换个角度,将这台混动车与一台尺寸、重量、级别都相当的纯燃油车进行对比,就会发现另一番景象。
一台1.8吨左右的燃油SUV,在时速120公里的工况下,其油耗通常会达到8升、9升甚至更高。
这么一比较,混动车即使在高速上油耗有所增加,但它依然比同级别的燃油车要节省至少20%的燃油。
所以,并非混动车在高速上不省油,而是它在城市里的表现实在太过优异,以至于拉高了所有人的期望值。
当然,汽车制造商们也早已意识到了这一点,并且正在不断通过技术革新来优化混动车在全工况下的表现。
比如,一些新的混动系统开始采用动力更强的涡轮增增压发动机,或者匹配专门为混动系统开发的多档位变速器(DHT),其目的就是为了让发动机在高速巡航时,也能工作在一个相对经济的转速区间,从而改善高速油耗。
总而言之,混合动力汽车的核心优势在于其智能的能量管理系统,它能够根据不同的路况,灵活调度油和电,让二者在各自最擅长的领域发挥作用。
对于绝大多数日常以城市通勤为主、偶尔跑跑高速的消费者来说,混动车在全生命周期内带来的燃油节省,依然是非常可观的。
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