第二章 混合动力汽车混合动力汽车是“咋”混合的?
混合动力系统是将不同类型动力结合使用,为汽车提供行驶动力的装置,其动力来源包含燃油发动机、燃气发动机以及电动机等。而我们通常所说的混合动力汽车,特指将燃油发动机和电动机两种动力方式结合的车型,这种类型也被称为“油电混合”。
这些车辆依靠动力装置和驱动单元使汽车行驶,但它们的能源供给途径并不完全相同。有些混合动力汽车仅使用燃料作为动力来源,这类车一般称作“常规混合动力汽车”;另一些混合动力汽车则能够通过外部电源进行充电,这种车则被称为“可外接电源充电的混合动力汽车”。
电机能够充当发电用途的发电设备,也可以担任推动交通工具的驱动装置,或是启动内燃机的启动马达。按照核心构造的区分方式,复合动力系统能够划分为三个类别:轻度复合动力系统,中程度复合动力系统,以及完全复合动力系统。
1)微混合动力系统。
这种动力方案里,电力部件的作用仅限于启动和关闭过程。制动期间,部分运动能量能够转变为电能加以再利用。汽车不能完全依靠电力行驶,微混合动力系统如图2-1所示。由于发动机需要经常启动,因此对12V玻璃纤维蓄电池进行了特别设计。
图2-1 微混合动力系统
2)中度混合动力系统。
该系统(见图2-2)的电能驱动用来辅助内燃机驱动车辆,电机和发动机共同驱动车轮,在汽车需要更多动力时提供额外助力,以此提升整车的起步和加速表现,这种混合动力系统中的电机通常安装在发动机和变速器之间,而不是单独设置,车辆不能依靠纯电力行驶。借助中混动力装置,制动过程能捕获更多运动能量,将其转化为电力后储入高电压电池组。高电压电池组与电气部件的标称电压和标称功率都显著提升。借助电机辅助,发动机能以最高效状态启动,这种现象称为工况点偏移。
图2-2 中度混合动力系统
典型车辆包括奥迪Q5 Hybrid、奔驰S400h、大众途锐等,具体见图2-3和图2-4。
图2-3 奔驰S400h混合动力汽车
图2-4 大众途锐混合动力汽车
3)全混合动力系统。
该装置整合了输出功率更高的马达与燃油引擎,能够达成纯电行驶,混合动力配置如图2-5所示。当满足特定工况,马达便会对燃油引擎运作提供支持。在迟缓移动阶段,完全依靠电力维持运行。燃油引擎拥有启停控制能力。制动的废弃能量能够为高电压电池组蓄能。连接燃油引擎与马达的耦合装置,能够中断两者的联动关系。内燃机仅在需要时介入。
图2-5 全混合动力系统