本月早些时候,有消息称马自达已申请了一些非常有趣的混合动力概念专利。该公司没有生产电动汽车,甚至没有生产常规的插电式混合动力汽车,而是正在考虑生产更复杂的电气化机器。但是,没过多久,电动汽车粉丝就开始追捧它。
在本文中,我想解释马自达在做什么,为什么这样做,以及为什么它是一个更好的解决方案(但仅适用于几个利基应用程序)。电动汽车爱好者对此的看法既对又错,因为这是一个苹果与橘子的比较。
马自达的复杂理念
乍一看,这个想法很像典型的插电式混合动力车。在这种情况下,三个电动机与旋转发动机协同工作以产生动力并运行汽车。但是,这就是马自达转向左外野的地方。
该专利要求使用多个可拆卸电池组,而不是使用一个永久安装的电池组来为本地驾驶提供动力,这些电池组看起来很像Gogoro 电动滑板车中的电池。然后,系统结合来自电池组的电力,并根据任何给定时间的驾驶需求来升高或降低电压。
最终结果是一款电池容量约为 3.7 kWh 的插电式混合动力车,但只需几分钟即可在车站或家中更换。这听起来可能不多,但我们要记住,马自达的图纸描绘了它被安装在像 Miata 这样的小车上,所以续航里程足以在当地行驶 3o 英里。
但是,考虑到我们正在寻找像 Miata 这样的东西,真正的重点可能是有足够的电量在赛道上运行几次,然后快速更换电池以获得更多乐趣。事实上,这正是这种系统所擅长的。
建造纯电动 Miata 的问题
在电动汽车采用工作的这一点上,您可能会认为明智的举措是只制造小型电动汽车并使用它,但最大的问题是功率密度之一。
理论上,33.7 kWh 的电池组可以容纳与一加仑汽油相同的能量,但试图将电池与加仑的燃烧燃料进行比较对电动汽车来说是不公平的。汽油动力汽车浪费了约 3/4 的能源,产生废热而不是机械能来让车辆在道路上行驶,而电动汽车则消耗高达 90% 的能源。但是,33.7 kWh 的电池组比一加仑普通无铅电池组更大、更重。
因此,尽管效率很高,电动汽车仍然需要 500 至 3000 磅的电池组,才能为驾驶员的交通需求提供足够的行驶里程。对于中型和重型卡车来说可能更是如此。
电动汽车可以通过多种方式弥补这一点。电动机相对较小且较轻,因此纯电动汽车中没有又大又重的内燃机。与多速变速器相比,单速齿轮减速器还可以减轻额外的重量。其他创新,例如结构电池组,可以帮助补偿电池组的额外重量。最终结果是一些电动汽车的重量与同类内燃机汽车非常接近。
但遗憾的是,这不可能在所有车辆类别中发生。相对较重的豪华 ICE 轿车和 SUV 与优化后的电动汽车的重量相差不远,但当您使用最小和最轻的车辆(例如两座跑车)时,您将面临完全不同的挑战。
马自达可能会制造一款与 Miata 大小相同、续航里程为数百英里的小型车辆,但它会比 Miata 重很多。这会是一辆有趣的车吗?当然。它甚至可能是拖拉带上的表演者。但在有转弯的赛道上,劣势立刻就凸显出来。
人类法律可能会被违反,如果你被发现这样做,也许会带来一些人为的后果,但物理定律更顽固一点。更多的重量意味着更大的惯性,当车辆的轮胎试图迫使所有额外的重量改变方向时,大电池组将尝试将车辆拖离人行道一侧。
全电动版 Miata 将在直道上表现出色,但汽油版 Miata 将在弯道中将其吞噬。
马自达正在努力实现两全其美
虽然像 Miata 这样的轻型赛道汽油车在弯道中可以带来很多乐趣,但不可否认的是,小型四缸汽油发动机不仅与大型 V8 发动机相比,而且尤其与现代电动汽车相比,可能严重缺乏扭矩。车辆。一定有一种鱼与熊掌兼得的方法,对吧?
混合动力是实现这一目标的一种方法(使用液体燃料来储存能量,并使用电动机来提供能量),但马自达正试图从双方身上榨取更多的优势。
就重量而言,小型电池组只是一个开始。他们还通过使用创新电子器件提高电压,从小电池组中提取更多电力,这意味着比通常使用如此少的电池单元所能提供的扭矩更多。然后,最重要的是,他们避免使用笨重且复杂的活塞发动机和随附的变速箱,而是使用紧凑且轻质的旋转发动机。
但与此同时,他们也试图在合理的重量要求下获得尽可能多的电动汽车优势。热插拔电池组可以使有限的续航里程不再成为问题,甚至可以让公寓居民将电池拖到室内过夜充电。公路旅行可能仍会使用天然气动力,但如果他们提供具有更多模块的车辆,则使用交换的公路旅行也是可能的。