油電混合動(dòng)力詳解

1、只是臨時(shí)替代產(chǎn)品！油電混合動(dòng)力詳解    如今節(jié)能減排已經(jīng)成為一件很熱門的事同時(shí)也是一件很重要的事，大到胡爺爺和奧巴馬碰面都要談。而對(duì)于汽車領(lǐng)域來說，同樣也很熱門，各個(gè)廠家都在竭盡所能的推出各種環(huán)保汽車。為汽車尋找代替能源，降低油耗甚至實(shí)現(xiàn)零油耗零排放，已經(jīng)成為每一家車企的目標(biāo)。    但在這之前，油電混合動(dòng)力系統(tǒng)顯然更有實(shí)際意義。下面我們將為大家簡單介紹混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類和簡單工作原理，以及如今各個(gè)廠家的混合動(dòng)力代表車型。    本文導(dǎo)讀：   

2、; 1.目前關(guān)于油電混合動(dòng)力汽車有很的說法，微混合、輕度混合動(dòng)力、重混合動(dòng)力、插入式混合動(dòng)力等等，汽車探索為您解讀它們分別是什么意思。    2.為您介紹混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有什么特色，所用的電池有哪幾種。    混合動(dòng)力汽車由來已久    可能您會(huì)覺得難以置信，混合動(dòng)力汽車已經(jīng)有了上百年的歷史。大名鼎鼎的費(fèi)迪南德·保時(shí)捷在上世紀(jì)末就為一家名為Jacob Lohner的公司開發(fā)出一款油電混合動(dòng)力汽車，甚至造出了四驅(qū)版本。Lohner-Porsche的四驅(qū)車

3、型Lohner-Porsche的賽車型號(hào)美國專利局關(guān)于“Mixed Drive for Autovehicles”的專利    如果您有機(jī)會(huì)查一查美國專利局那些被塵封的資料，會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)今年的3月2日距美國的第一個(gè)混合動(dòng)力汽車專利已經(jīng)過去了整整一個(gè)世紀(jì)！1909年，身在比利時(shí)的德國人Henri Pieper取得了一項(xiàng)名為“Mixed Drive for Autovehicles”的專利。    分類：目前主要以并聯(lián)、混聯(lián)為主，按混合度分類的說法也很常見    當(dāng)然，以上的例子

4、跟我們今天要說的混合動(dòng)力汽車關(guān)系并不大。 現(xiàn)代的混合動(dòng)力汽車是從上世紀(jì)90年代末才開始逐漸發(fā)展起來的。按照其工作方式，大體上可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種。    串聯(lián)式：已經(jīng)被淘汰    簡單地說，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的工作方式就是用傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)直接通過發(fā)電機(jī)為電池充電，然后完全由電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車。其目的在于使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間保持在最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到減排的效果。這種方式的好處是發(fā)動(dòng)機(jī)可以不受行駛狀態(tài)的影響，一直處于最佳工作狀態(tài)，對(duì)于改善排放大有好處，但轉(zhuǎn)換效率偏低。這種方式由于局限比較多，目前已不多見。豐田曾經(jīng)

5、將這種方式應(yīng)用在考斯特上，并進(jìn)行了批量生產(chǎn)。串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)    并聯(lián)式與混聯(lián)式：如今混合動(dòng)力車的主流    所謂并聯(lián)式混合動(dòng)力，就是說電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)并行排布，動(dòng)力可以由兩者單獨(dú)提供或是共同提供。在并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)同時(shí)也是發(fā)電機(jī)，其作用是讓發(fā)動(dòng)機(jī)盡量靠近最有效率狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)油的效果。并聯(lián)混合動(dòng)力汽車受電動(dòng)機(jī)和電池能力的限制，仍然要以內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿Α５捎诒Ａ袅顺Ｒ?guī)汽車的動(dòng)力傳遞方式，在效率上更高。并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)    混聯(lián)方式顧名思義就是結(jié)合了并聯(lián)和串聯(lián)兩

6、種形式的優(yōu)點(diǎn)。其在并聯(lián)的基礎(chǔ)上，將發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)分離開，這樣電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中也能進(jìn)行充電，使車輛能以串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式工作。目前的混合動(dòng)力汽車基本屬于這兩種模式。    混聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)    按照混合度分類    目前，按照混合度的分類方法也比較流行，在我們閱讀很多混動(dòng)新車介紹時(shí)都會(huì)看到這種說法。    按照我國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)混合動(dòng)力汽車的分類和定義，一般情況下電動(dòng)機(jī)的峰值功率和發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率比小于等于5%的為微混合動(dòng)力，微混合

7、動(dòng)力車型的電機(jī)基本不具備驅(qū)動(dòng)車輛的功能，一般是用作迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)Start/Stop功能，我們?cè)?jīng)測試過的Smart fortwo mhd就屬于這種類型。    電動(dòng)機(jī)的峰值功率和發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率比在5%-15%的為輕度混合動(dòng)力。在這種類型中，內(nèi)燃機(jī)依然是主要?jiǎng)恿?，電?dòng)機(jī)不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車，只是在爬坡或加速時(shí)輔助驅(qū)動(dòng)。我們?cè)囻{的別克君越EC0-Hybrid屬于這種類型。    以此類推：電動(dòng)機(jī)的峰值功率和發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率比在15%-40%的為中度混合動(dòng)力；40%以上的為重混合動(dòng)力。這兩類車型可由電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)

8、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，豐田普銳斯就屬此類。    插入式混合動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù)歐美駕車習(xí)慣而來 更有利于節(jié)能減排    還有一種說法在近期的新車上頻繁出現(xiàn)，那就是插入式混合動(dòng)力。這種模式的出現(xiàn)基于對(duì)歐美人群用車情況的分析。國外研究機(jī)構(gòu)根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)得出結(jié)論，法國城鎮(zhèn)居民80%以上日均駕車?yán)锍躺儆?0公里，美國汽車駕駛者也有60%以上日均行駛里程少于50公里，80%以上日均行駛里程少于90公里。因此，在車輛上安裝一套巨大的電池組，使其電量足以撐過這一歷程，就可以在大部分日常行駛中達(dá)到零排放。美國人用車習(xí)慣調(diào)查，橫軸為日駕車歷程，縱軸為百

9、分比插電式混合動(dòng)力示意圖    插入式混合動(dòng)力車型在普通混合動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了充電裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，升壓用逆變器、充電用逆變器等。不但能用專用充電站的進(jìn)行快速充電，還可使用家庭220V電源充電。比亞迪F3 DM和雪佛蘭VOLT都屬于這種類型。    油電混合動(dòng)力車型上的主要部件：    說完分類，我們來了解一下混合動(dòng)力汽車上身上的幾個(gè)重要部件，主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)，電池以及傳動(dòng)系統(tǒng)。    引擎多采用阿特金斯循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)  

10、;  首先自然是發(fā)動(dòng)機(jī)?；旌蟿?dòng)力汽車對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)并不是特別挑剔，從排量不足1升的三氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)到帶渦輪增壓的大排量V8發(fā)動(dòng)機(jī)都有。總之高效是各個(gè)廠商為混合動(dòng)力車型選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的第一要素。因此豐田、雷克薩斯、奔馳以及福特和馬自達(dá)的混合動(dòng)力車型都選擇使用阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。阿特金斯循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩不足的問題由電動(dòng)機(jī)彌補(bǔ)，充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)性    阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)并不需要在普通發(fā)動(dòng)機(jī)上做太大修改，只是改變氣門開閉的時(shí)機(jī)。普通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是基于所謂奧托循環(huán)的，它包括吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。在奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)里，在吸氣行程中油氣混合物被吸入

11、汽缸，當(dāng)活塞到達(dá)下死點(diǎn)后，進(jìn)氣氣門關(guān)閉，油氣混合物被封閉在汽缸中；在壓縮和做功行程中分別被壓縮和點(diǎn)燃。這樣，膨脹比就幾乎等于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，很難提高。與此相對(duì)照地，在阿特金森循環(huán)中，在活塞到達(dá)下死點(diǎn)后上升時(shí)，吸氣氣門仍然開放，這樣有一部分混合氣體被推回到進(jìn)氣歧管，從而提高了爆炸的膨脹比，利于提高燃油效率。由于動(dòng)力上有所損失，如寶馬X6 ActiveHybrid等強(qiáng)大性能的車型沒有使用這種設(shè)計(jì)    阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是動(dòng)力和對(duì)油門的響應(yīng)都不如普通發(fā)動(dòng)機(jī)，從圖可以看出，電動(dòng)機(jī)的扭矩很好的彌補(bǔ)了發(fā)動(dòng)機(jī)扭力不足的缺點(diǎn)。同時(shí)在低轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)提供的額外功率

12、可以有效彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)扭力不足的缺點(diǎn)，特別適合城市工況行駛。但為了更好的動(dòng)力性能，如寶馬X6和7系的混合動(dòng)力車型上就沒有采用這種方案。    電池仍然是混合動(dòng)力車的瓶頸    了解過發(fā)動(dòng)機(jī)之后我們來看看混合動(dòng)力車型上所用的電池。目前大部分混合動(dòng)力車型使用AGM可溶性玻璃纖維鉛酸電池、鎳氫電池或是鋰離子電池，也有個(gè)別車使用鐵電池，比如比亞迪F3 DM。AGM鉛酸電池儲(chǔ)電能力比較有限，基本是用于微混合動(dòng)力車型，或是在一些中混合動(dòng)力車型中為Start/Stop系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等供電。Smart Fortwo MDH上使用的AG

13、M電池奔馳S400 BlueHybrid上的鋰離子電池    目前鎳氫和鋰離子電池的應(yīng)用比較多，豐田旗下許多車型都是用鎳氫電池。而寶馬等混合動(dòng)力車型則使用AGM鉛酸電池+鋰離子電池的設(shè)計(jì)，鋰電池主要供應(yīng)電動(dòng)馬達(dá)以及冷氣壓縮機(jī)的電力,其余車上用的電子配備則是由AGM電池提供。    目前電池技術(shù)的瓶頸則在于如何造出容量大（滿電可以連續(xù)行駛400km）且體積小、重量輕的電池，以及如何方便地給電池充電！    混合動(dòng)力汽車的傳動(dòng)方式    您

14、可能會(huì)好奇，混合動(dòng)力汽車是如何講發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸送給車輪的同時(shí)也驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的。目前比較普遍的做法是將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)與變速箱整合起來。有些車型將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)放置在變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間，更先進(jìn)的一些干脆將其整合在變速箱里。寶馬7 ActiveHybrid中電動(dòng)機(jī)置于變速箱之前寶馬X6 ActiveHybrid的變速箱，兩臺(tái)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)被整合在了變速箱里    以豐田為例，他們做法是將兩個(gè)既可作發(fā)電機(jī)又可做電動(dòng)機(jī)的電機(jī)通過行星齒輪與CVT無極變速箱結(jié)合，以達(dá)到混合動(dòng)力的目的。在它的變速系統(tǒng)中動(dòng)力分離裝置用一個(gè)行星齒輪將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸、兩個(gè)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)連接起來。圖中的Po

15、wer Split Device就是動(dòng)力分離系統(tǒng)    其中一個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)作為整個(gè)動(dòng)力分配行星齒輪組的控制單元(我們稱之為電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)A)，與太陽輪相連。行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連，當(dāng)動(dòng)力通過行星架傳遞到太陽輪上，扭矩減小速度加快，帶動(dòng)該電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電壓，用以驅(qū)動(dòng)另外一個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)(我們稱之為電動(dòng)發(fā)電機(jī)B)或是向蓄電池充電。當(dāng)車輛從純電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)入混合動(dòng)力狀態(tài)，需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)A輸出的動(dòng)能將通過行星架減速增距，啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。這張示意圖告訴我們動(dòng)力分離系統(tǒng)中的行星齒輪組各個(gè)部分是如何與電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)連接的    與電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)A一樣，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)B也具有雙重身份。它與行星齒輪的齒圈以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連。由電動(dòng)