與普通汽車相比,HEV在一部車上搭載了兩套動力總成,一套為內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī),而另一套為電動發(fā)動機(jī)。利用內(nèi)燃機(jī)功率的調(diào)配,及能量轉(zhuǎn)換與制動能量回收等手段達(dá)到節(jié)能減排的效果。混合動為汽車的分類可按動力傳輸路徑、混合比例及是否可外部充電三種方式來進(jìn)行。三種分類方式中,統(tǒng)一車型,可以即屬于能量傳遞的串聯(lián)模式,又屬于具備外部充電功能的Plug-in插電混動車型。
按動力傳輸路徑分類
混合動力汽車按驅(qū)動系統(tǒng)中,內(nèi)燃機(jī)動力與電池動力的連接關(guān)系,分為串聯(lián)式、并聯(lián)式及混聯(lián)式。
串聯(lián)式混合動力汽車
串聯(lián)式混合動力汽車的主要部件分別為發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)與動力電池等組件,以串聯(lián)的方式組合。串聯(lián)式混合動為汽車的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)
發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間直接相連,兩者協(xié)同工作,組成輔助動力裝置(Auxiliary Po以er Unit),發(fā)動機(jī)做工并不能直接作用于驅(qū)動力上,而是經(jīng)由發(fā)動機(jī)將汽油中的內(nèi)能變?yōu)闊崮茉龠M(jìn)一步成為動能,作用于發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)將動能變成電量,儲存于儲能設(shè)備也就是車載動力電池組當(dāng)中,接著利用車載動力電池組中的電能使電動機(jī)做工帶動驅(qū)動輪工作,從而完成一整套動力系統(tǒng)的工作流程。串聯(lián)式混合動為汽車只有一條能量傳到路線,在串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中,電動機(jī)代替了傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車中的發(fā)動機(jī),而電池則相當(dāng)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的"油箱"。而發(fā)動機(jī)的作用被大大弱化,當(dāng)電池內(nèi)電量不夠時(shí)發(fā)動機(jī)才會起動參與做功通過發(fā)電機(jī)給電池充電,當(dāng)電池電量充足時(shí)則不工作,僅相當(dāng)于一個(gè)"加油員"起到增加串聯(lián)式混合動力汽車?yán)m(xù)航里程的作用。故SHEV又被稱作"增程式混合動力汽車"。
因其工作原理也就有了以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):由于其發(fā)動機(jī)不直接參與車輛驅(qū)動,故其工況可直接由ECU控制,從而使發(fā)動機(jī)長時(shí)間甚至永久處于最佳工作狀態(tài),既保證了高效能又保證了低排放(阿特金森循環(huán))。其二,相對于并聯(lián)式與混聯(lián)式混合動系統(tǒng)而言,串聯(lián)式動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,對整車布局位置要求最低,相對研發(fā)生產(chǎn)成本也就最低。
缺點(diǎn)也顯而易見:因其只能通過電動機(jī)驅(qū)動車輪行駛,故電動機(jī)功率相對于并聯(lián)式與混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)自然要大上不少,并且因?yàn)樗鄶?shù)時(shí)間處于純電動狀態(tài),故對動力電池容量也有較大的要求,導(dǎo)致電池組總體重量較重,再加上發(fā)電零部件及其他配套部件,其整車重量較重不利于整車輕量化。再者因?yàn)榇?lián)式動力系統(tǒng),汽車的發(fā)動機(jī)不能直接驅(qū)動汽車行駛,必須通過幾輪的能量傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)換,這其中自然包含了大量的能量損失。
并聯(lián)式混合動力汽車
并聯(lián)式混合動力汽車的主要部件分別為發(fā)動機(jī)、電動-發(fā)電機(jī)與電池,三個(gè)主要組件由并聯(lián)的排列布置方法進(jìn)行組合。
并聯(lián)式混合動力汽車的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn):
不同于串聯(lián)式混合動力系統(tǒng),并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)與電動機(jī)都可直接將動能傳導(dǎo)至驅(qū)動輪上使汽車行駛。其工作狀態(tài)有三種模式,分別為發(fā)動機(jī)單獨(dú)工作直接將機(jī)械能傳導(dǎo)至汽車的驅(qū)動輪;電動機(jī)獨(dú)立工作時(shí)驅(qū)動汽車驅(qū)動輪使汽車行駛;和當(dāng)并聯(lián)式混合動力汽車需要較強(qiáng)的動力、較高的行駛速度時(shí),并聯(lián)布置的發(fā)動機(jī)與電動機(jī)可共同工作,將兩者的能量疊加協(xié)同的輸送至汽車的驅(qū)動輪上使汽車保持較高的行駛速度與較強(qiáng)的運(yùn)動性。總體來說相對于串聯(lián)式而言,并聯(lián)式就是分別保有兩套獨(dú)立的動力總成,并且兩套動力總成即可分別獨(dú)立工作亦可協(xié)同工作同時(shí)提供汽車的驅(qū)動力。
并聯(lián)式混合動力汽車因其工作原理擁有以下優(yōu)點(diǎn):并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)可直接將能量傳導(dǎo)至汽車的驅(qū)動輪,從而減少了像串聯(lián)式混合動力汽車中的多次能量傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)換,也就大大減少了過程中的能量損失;當(dāng)發(fā)動機(jī)單獨(dú)工作直接驅(qū)動車輛前進(jìn)時(shí),并聯(lián)式混合動力汽車的能量損失與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車基本一致。在并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的電動機(jī)既是電動機(jī)又是發(fā)電機(jī),故起到了一個(gè)部件兩種功能的作用,這樣大大的降低了汽車生產(chǎn)的成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。再者由于并聯(lián)式動力系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)可獨(dú)立工作驅(qū)動車輛行駛,故對電池的容量要求大大降低,所以并聯(lián)式混合動力汽車可搭載相對較小的電池,這樣又再次降低了汽車生產(chǎn)的成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。串聯(lián)式混合動力汽車需要將所有能量經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能保證電池內(nèi)充足的電量,而并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并不需要這樣做,因此整車設(shè)計(jì)時(shí)可選取功率更小的電動機(jī),也就更為經(jīng)濟(jì),再次進(jìn)一步降低了整車的生產(chǎn)成本與整車結(jié)構(gòu)布置的難度及整車車重。與串聯(lián)式相同的優(yōu)點(diǎn)是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)也可進(jìn)行純電動模式行駛,達(dá)到"零"污染"零"排放。
相對于眾多的優(yōu)點(diǎn)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的缺點(diǎn)也不容忽視:首先由于其電動機(jī)只是輔助發(fā)動機(jī)進(jìn)行工作,造成其純電狀態(tài)下行駛速度低,續(xù)航里程短;相對于串聯(lián)式混合動力系統(tǒng),并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)因?yàn)槎喑鲈S多組件造成了其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)更為復(fù)雜,對整車的量管理系統(tǒng)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置能提出了更高的要求,造成了更大的困難。由于并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)不能夠像串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)那樣長時(shí)間處于高效工作狀態(tài),也就對其發(fā)動機(jī)的工作模式與狀態(tài)的調(diào)教優(yōu)化提出了很高的要求。當(dāng)然這一切都是燃油經(jīng)濟(jì)性作為研究前提的,現(xiàn)階段市場上也存在大量并不省油的混合動力汽車,它們大多都是并聯(lián)式混合動力汽車,它們的設(shè)計(jì)導(dǎo)向是為了純粹的機(jī)械性能與車輛加速與極速的性能,它們更多是使用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)與電動機(jī)協(xié)同工作的那段工作區(qū)間,使車輛突破傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的理論極限,獲得更好的駕駛性能。
混聯(lián)式混合動力汽車
混聯(lián)式混合動力汽車的主要組成部分分別是由能量分配單元、內(nèi)燃機(jī)、動力電池組、電動機(jī)及發(fā)電機(jī)采用串聯(lián)式與并聯(lián)式共存的方式進(jìn)行組合,混聯(lián)式混合動力汽車的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn):
不同于前兩類混合動力系統(tǒng)的地方是,混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)具有一個(gè)動力分配系統(tǒng)(一般由行星輪組組成),這個(gè)動力分配系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的動能進(jìn)行分配,可全部作用于汽車驅(qū)動輪使車輛行駛,可全部作用于發(fā)電機(jī)進(jìn)行對電池的充電,亦可進(jìn)行精準(zhǔn)的能量分配將一部分能量直接作用于車輛行駛,另一部分作用于發(fā)電機(jī)進(jìn)行對電池的充電,而電池內(nèi)電能當(dāng)然也可驅(qū)動電動機(jī)帶動車輛行駛。而整車PCU(Po以erControlUnit)功率控制單元?jiǎng)t可通過調(diào)配發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)等手段對發(fā)動機(jī)做功所產(chǎn)生的動力進(jìn)行一個(gè)精準(zhǔn)的分派。就是因?yàn)榛炻?lián)式混合動力系統(tǒng)這樣的特性,即一方面可通過電池與電動機(jī)電動方式進(jìn)行動力傳導(dǎo)一一串聯(lián)式,另一方面又能夠使發(fā)動機(jī)通過機(jī)械傳導(dǎo)渠道達(dá)到動力耦合的目的一一并聯(lián)式,使此系統(tǒng)同時(shí)擁有串聯(lián)式與并聯(lián)式的工作狀態(tài),故稱之為混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。
串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)與動力驅(qū)動系統(tǒng)徹底分開只作為發(fā)電機(jī)的動力來源來講,它造成了大量能量在轉(zhuǎn)換與傳導(dǎo)泣程中的損耗。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)擁有了發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動車輛行駛的能量,但與此同時(shí)對發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)教優(yōu)化造成了相當(dāng)大的難題,對燃油經(jīng)濟(jì)性與尾氣排放問題都造成了巨大的難題。同時(shí)具備串聯(lián)式與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的工作形態(tài)使混聯(lián)式動力系統(tǒng)具有了下幾個(gè)優(yōu)勢:結(jié)合兩種系統(tǒng)中的優(yōu)勢,解決它們的問題,混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)保留了發(fā)動機(jī)直接作用驅(qū)動系統(tǒng)的能力,又保證了提供并聯(lián)的驅(qū)動渠道,達(dá)到了一種綜合化集成化的混合動力系統(tǒng)。
混聯(lián)式混合動力的總體能量調(diào)配策略:當(dāng)車輛低速行駛、速度較低或?qū)幽苄枨筝^低時(shí),整個(gè)系統(tǒng)采用串聯(lián)式的工作狀態(tài),更多通過電動機(jī)作為驅(qū)動車輛行駛的主要?jiǎng)恿Α6谄囁俣容^高且行駛狀態(tài)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)采用并聯(lián)式的工作狀態(tài)。所有混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)也就是同時(shí)擁有了串聯(lián)式與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),既可保證發(fā)動機(jī)長時(shí)間處于最佳工況與最高效能區(qū)間或直接停機(jī),也可使發(fā)動機(jī)做功的動能直接作用于驅(qū)動車輪行駛,不造成能量傳導(dǎo)轉(zhuǎn)換工程中的能量流損。將串聯(lián)式與混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)都發(fā)揮的淋漓盡致,達(dá)到了最大程度的燃油經(jīng)濟(jì)性要求與尾氣排放要求。
在最新的歐洲行駛工況測試中,采用混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的汽車達(dá)到了驚人的39%的燃油節(jié)省率。與此同時(shí)混聯(lián)式還擁有相對于串聯(lián)式混合動為系統(tǒng)更小的動力總成規(guī)模求,從而降低了生產(chǎn)成本與整車車重。
現(xiàn)階段混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的唯一缺點(diǎn)就是其由于采用兩套動力系統(tǒng)需要搭載一些專口調(diào)配協(xié)同兩套動力總成工作的組件,從而造成其整車布局難度高,研發(fā)成本高居不下;ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元即行車電腦與PCU(Po以er ControlUnit)功率控制單元的調(diào)控能力要求較高,在各個(gè)狀態(tài)下采用的怎樣的能量分配策略設(shè)計(jì)問題,開發(fā)難度較大。其中能量分配裝置現(xiàn)階段高效的設(shè)計(jì)思路只有通過行星輪組進(jìn)行能力分配這一方法,這是豐田公司的技術(shù)專利,而其他方法,暫時(shí)還沒有更好的替代出現(xiàn)。
按照混合度分類
混合度(hybridization R)就是一個(gè)混合動力汽車中搭載的電動機(jī)與發(fā)動機(jī)所占比例的大小,即電動機(jī)功率與電動機(jī)與發(fā)動機(jī)功率之和的比:
式中R—混合度;Pm—電動機(jī)的功率,k以;Pe—發(fā)動機(jī)的功率,k以。根據(jù)混合度的大小可將混合動力汽車(HEV)分為微混合動力、輕混合動力及全混合動力三類。
微混合動力汽車
混合度民小于10%的混合動力汽車,在該類HEV的混合動力系統(tǒng)中,電動機(jī)的功率很小,儲能設(shè)備的容量也很小,通常采用AGM鉛酸電池,主要的動能來源還是依靠發(fā)動機(jī),電動機(jī)基本只在啟動狀態(tài)下工作,即作為發(fā)動機(jī)的啟動機(jī),當(dāng)整車發(fā)動時(shí)協(xié)助發(fā)動機(jī)打火,或當(dāng)車輛遭遇紅燈或長時(shí)間蠕行時(shí)作為發(fā)動機(jī)自動啟停裝置工作。在車輛制動狀態(tài)下,實(shí)現(xiàn)少量的能量回收(因其動力電池容量小),故這類混合動力系統(tǒng)也被稱為啟停混合動力系統(tǒng)。理論上能達(dá)到對燃油經(jīng)濟(jì)性8%左右的提升。像東風(fēng)日產(chǎn)2015款樓蘭2.5S/CHEV就屬于典型的微混合動力汽車。
輕混合動力汽車
混合度大約在10%到35%之間的HEV,相對于微混合動力系統(tǒng),輕混合動力系統(tǒng)中的電動機(jī)功率與儲能設(shè)備容量都有所增大,通常采用鎳氫電池等高效能電池,從而降低了車輛總動力對發(fā)動機(jī)獨(dú)立工作的需要程度,其混合動力系統(tǒng)不僅工作于整車啟動狀態(tài)也能在車輛需要再加速與提高極速時(shí)幫助發(fā)動機(jī)協(xié)同工作。當(dāng)然也能夠?qū)崿F(xiàn)更大程度的制動能量回收。其對整車燃油經(jīng)濟(jì)性幫助的理論數(shù)值為14%左右。像本田公司的混動版思域就屬于這個(gè)類型的輕混合動力汽車。
全混合動力汽車
混合度大約在35%以上的HEV,相對于微混系統(tǒng)與輕混系統(tǒng)而言,全混合動力系統(tǒng)最顯著的差別就是:搭載全混合動力系統(tǒng)的汽車能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)獨(dú)立驅(qū)動車輛行駛的目的。從而在一些堵車、倒車、怠速、蠕行、低速、車輛啟動等低功耗需求情況下整車可采用純電動模式進(jìn)行工作,當(dāng)然也對全混合動力汽車的電動機(jī)功率與儲能設(shè)備容量提出了高于前兩種混合動力系統(tǒng)的要求。通常采用鎳氫電池或鋰離子電池,當(dāng)然它除了擁有前兩種混合動力系統(tǒng)的功能外,對制動能量回收的能力也大大加強(qiáng)了。這類混合動力汽車基本上能夠達(dá)到對燃油經(jīng)濟(jì)性30%以上的提升效果。
豐田集團(tuán)的大多數(shù)混合動力汽車基本上都屬于全混合動力汽車,像豐田的普銳斯、凱美瑞混動版及卡羅拉雷凌雙擎,與雷克薩斯的CT200hRX35h化等諸多車型。
按照是否可外接電源進(jìn)行外部充電分類
無論混合動力技術(shù)如何發(fā)展進(jìn)步都無法徹底擺脫對化石能源的依賴,所以有行業(yè)專家預(yù)言將來人類將大量使用純電動汽車,而如今純電動汽車面臨的最大問題就是充電設(shè)施的不普及的問題,在傳統(tǒng)混合動力汽車向純電動汽車演化的過程中,重要的過度型產(chǎn)物插電式混合動力汽車就自然而然的產(chǎn)生了。
傳統(tǒng)混合動為汽車HEV
傳統(tǒng)的混合動力汽車(非插電式混合動力汽車)無需外接電源對整車所搭載的儲能設(shè)備進(jìn)行外部充電,而是通過在車輛行駛過程中通過PCU(Po以er Control Unit)功率控制單元調(diào)配發(fā)動機(jī)工作對動力電池進(jìn)行充電,在不同形式路況與車輛狀態(tài)下適時(shí)的采用發(fā)動機(jī)或電動機(jī)驅(qū)動車輛行駛,又或者通過ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元調(diào)配發(fā)動機(jī)與電動機(jī)協(xié)同工作,達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。
插電式混合動力汽車PHEV
開發(fā)插電式混合動力汽車的想法源于歐洲科學(xué)家的一份報(bào)告數(shù)據(jù),大多數(shù)城市居民每日的生活半徑(工作、學(xué)習(xí)、出行距離)都在六十公里以內(nèi),因此為了滿足在這六十公里內(nèi)的燃油經(jīng)濟(jì)性最佳以及城市內(nèi)尾氣排放最低,就需要混合動力汽車能夠保持六十公里的純電動EV模式,但對于無法外接電源進(jìn)行充電的傳統(tǒng)混合動力汽車(HEV)而言根本是不可能也不經(jīng)濟(jì)的,所以科學(xué)家就提出了開發(fā)插電式混合動力汽車(PHEV)的想法,在工作地點(diǎn)、學(xué)校以及人流密集處設(shè)立充電粧,就可以保證從家中前一晚用220V家庭用電充滿的PHEV覆蓋整個(gè)城市居民生活半徑的要求,而在其他沒有充電粧覆蓋的地點(diǎn)或是長途行駛時(shí),也不會像純電動汽車那樣失去行駛動力,依舊可以采用發(fā)動機(jī)消耗燃油與電動機(jī)協(xié)同工作。
Plug-in根據(jù)插電式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同,又可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式和雙模式四種類型,下面簡單介紹這四種插電式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。
1)Plug-in 串聯(lián)混合動力系統(tǒng)
插電式串聯(lián)混合動力汽車,也稱為增程式電動汽車,相當(dāng)于對純電動汽車增加一套增程裝置,其混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示,主要由一個(gè)驅(qū)動電機(jī)、一套由內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)構(gòu)成的增程裝置、傳動裝置、電機(jī)控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個(gè)部件組成。
該混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是:驅(qū)動電機(jī)是驅(qū)動車輛的唯一動力源,電機(jī)控制器將動力蓄電池組儲存的電能和內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的電能以電耦合方式實(shí)現(xiàn)動力耦合,最終通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動車輛行駛。
2)Plug-in 并聯(lián)混合動力系統(tǒng)
插電式并聯(lián)混合動力系統(tǒng)是由兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)合,且每個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)至少與一個(gè)車載能源連接。按驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合方式的不同,并聯(lián)混合動力系統(tǒng)可分為單軸并聯(lián)式、雙軸并聯(lián)式和單個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合式三類。
典型的插電式雙軸并聯(lián)混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示,主要由驅(qū)動電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、動力耦合機(jī)構(gòu)、傳動裝置、電機(jī)控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等部件組成。該混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是具有兩個(gè)相對獨(dú)立的驅(qū)動系統(tǒng),即內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),兩個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)既可以各自單獨(dú)工作來驅(qū)動車輪,也可以聯(lián)合驅(qū)動,以機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)動力耦合。
3)Plug-in 混聯(lián)混合動力系統(tǒng)
混聯(lián)混合動力系統(tǒng)是一種特殊的混合動力系統(tǒng),又稱為動力分流系統(tǒng)。最典型的插電式混聯(lián)混合動力系統(tǒng)為豐田普銳斯的混合動力系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示。該插電式混聯(lián)混合動力系統(tǒng)主要由內(nèi)燃機(jī)、電機(jī) 1、電機(jī) 2、行星齒輪動力分配機(jī)構(gòu)、電機(jī)控制器、傳動裝置、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個(gè)部件組成。該混合動力系統(tǒng)的特點(diǎn)是利用一個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)將內(nèi)燃機(jī)和兩個(gè)電機(jī)的動力耦合在一起。單排行星齒輪結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)無級變速器的功能,使整個(gè)動力系統(tǒng)效率較高,尤其是在城市駕駛循環(huán)工況。該混合動力系統(tǒng)最大的弱點(diǎn)是其恒定的扭矩分配導(dǎo)致汽車在高速巡航時(shí)動力系統(tǒng)效率較低。
4)Plug-in 雙模混合動力系統(tǒng)
插電式雙模混合動力系統(tǒng)是由串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)這三種基本運(yùn)行模式中的任意兩種模式組合起來構(gòu)成的,最典型的插電式雙模混合動力系統(tǒng)由串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)組合而成,其結(jié)構(gòu)如下圖所示。該插電式雙模混合動力系統(tǒng)主要由主驅(qū)動電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、ISG 電機(jī)、動力耦合機(jī)構(gòu)、傳動裝置、電機(jī)控制器、動力蓄電池組和外部充電接口等幾個(gè)部件組成,其鮮明特點(diǎn)為運(yùn)用了雙離合器,通過雙離合器的開合情況,可分別呈現(xiàn)出串聯(lián)和并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式。此混動系統(tǒng)可充分利用雙離合器,根據(jù)混動系統(tǒng)的最佳效率來決定系統(tǒng)工作在串聯(lián)還是并聯(lián)模式,從而使整車實(shí)現(xiàn)較高的燃油經(jīng)濟(jì)性并減少尾氣排放。該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)包含兩套電機(jī)和兩個(gè)離合器,相對復(fù)雜,其工作模式和控制策略也比較復(fù)雜。雙模式混合動力系統(tǒng)憑借兩個(gè)離合器,使系統(tǒng)多個(gè)能量源更加便于靈活組合和控制,比并聯(lián)式和串聯(lián)式具有更多的運(yùn)行模式。
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最 后
混合動力汽車,被認(rèn)為是從傳統(tǒng)燃油車向純電動的過度產(chǎn)品,也有人對純電的未來并不看好,認(rèn)為如果不做認(rèn)為干預(yù),混動才是更適合實(shí)際需求的減排模式。但混動終究存在著幾個(gè)先天的缺陷:
首先就是混動專利問題,沒有更好的替代方案,混動將不敢大發(fā)展;其次,內(nèi)燃機(jī)技術(shù),從技術(shù)到材料以及加工工藝,其發(fā)展是線性的,并沒有什么捷徑去“趕超”世界先進(jìn)水平,短時(shí)間內(nèi),內(nèi)燃機(jī)相關(guān)技術(shù)必然影響國產(chǎn)混動的水平。最后,眼前的自動駕駛技術(shù),以及不遠(yuǎn)的將來的無人駕駛,其基本實(shí)現(xiàn)形式就是以機(jī)器控制機(jī)器。從動力系統(tǒng)的可操控性角度考慮,燃油車以及更加復(fù)雜的混合動力,對于自動駕駛的實(shí)現(xiàn)都沒有純電動更加簡易可靠。
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原文標(biāo)題:混合動力電動汽車分類
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