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為啥日系車是油電混動

汽車 更新时间:2024-12-01 18:30:43

油電混動,對于中國消費者而言并不陌生,因為日系品牌很早就在國内市場深耕油電混動汽車市場。消費者最熟悉的莫過于凱美瑞混動版和雅閣混動版,并且其耐用性與可靠性都得到了市場的認可。尤其是在這兩款車的基礎上,再搞一個級别的雷克薩斯混動版本,也一直很暢銷。

這次與各位愛車的朋友們一起分享油電混動動力系統。

混合動力汽車的燃油經濟性能高,而且行駛性能優越,混合動力汽車的發動機要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達的輔助,所以可以降低油耗,簡單地說,就是與同樣大小的汽車相比,燃油費用更低。

為啥日系車是油電混動(日系車粉的最愛)1

1.混合動力

通常所說的混合動力一般是指油電混合動力,即燃料(汽油,柴油)和電能的混合。

混合動力汽車是有電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車。

而且,輔助發動機的電動馬達可以在正常行駛中産生強大而平穩的動力,因此,車主可以享受更強勁的起步、加速。同時,還能實現較高水平的燃油經濟性。

2.優缺點

優點:

1、和汽油車一樣到加油站加油,不用改變汽車的使用習慣;政府和企業推廣這種産品也無須投資新建充電裝置或加氣站。

2、燃油經濟性能高,而且行駛性能優越,混合動力汽車的發動機要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達的輔助,所以可以降低油耗,可關停内燃機,由電池單獨驅動,實現"零"排放。

3、動力性優于同排量的單純内燃機汽車,特别是在起步加速時,電動機可以有效地彌補内燃機低轉速扭矩力不足的弱點

4、減少車内的機械噪音、低速或怠速時采用電動機工作。

缺點:

1、技術不成熟,相關産品定價過高,電動機和内燃機兩套動力系統的造價遠比一套動力系統的成本高。

2、長時間高速或勻速行駛不省油。因為混合動力車燃油消耗上的優勢主要依靠勢能積蓄電力節能,換句話說,混合動力車在行駛中越是頻繁制動減速、或頻繁地起步停車就會相對更為節能。而如果處于長時間勻速行駛,其節能效果就會相應降低。

3.種類

并聯方式

一種是以發動機為主動力,電動馬達作為輔助動力的“并聯方式”。

這種方式主要以發動機驅動行駛,利用電動馬達所具有的在啟動時産生強大動力的特征,在汽車起步、加速等發動機燃油消耗較大時,用電動馬達輔助驅動的方式來降低發動機的油耗。這種方式的結構比較簡單,隻需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。

混合方式

另外一種是,在低速時隻靠電動馬達驅動行駛,速度提高時發動機和電動馬達相配合驅動的“串聯、并聯方式”。

為啥日系車是油電混動(日系車粉的最愛)2

啟動和低速時是隻靠電動馬達驅動行駛,當速度提高時,由發動機和電動馬達共同高效地分擔動力,這種方式需要動力分擔裝置和發電機等,因此結構複雜。

串聯方式

還有一種是隻用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯方式”。

發動機隻作為動力源,汽車隻靠電動馬達驅動行駛,驅動系統隻是電動馬達,但因為同樣需要安裝燃料發動機,所以也是混合動力汽車的一種。

4.分類

從對電能的依賴程度,混合動力可分為弱混合動力MILD HYBRID(也稱輕度混合動力,軟混合動力,微混合動力等),中度混合動力,重度混合動力FULL HYBRID(也稱全混合動力,強混合動力等),插電混合動力PLUG IN HYBRID

弱混合動力

弱混常用BSG皮帶傳送啟動/發電技術,例如奇瑞A5的BSG款(電機10KW),通常節油10%以下,電機不直接參與驅動,主要用于啟動和回收制動能量。

中混合動力

中混常用ISG内置安裝曲軸啟動/發電技術,例如别克君越EcoHybrid(電機15KW),通常節油20%左右。

強混合動力

強混合動力代表産品為TOYOTA PRIUS(電機50KW),可節油40%。

插電混合動力

插電混合動力,将提供更好的節油比例,但将消耗一定的電能,例如大衆高爾夫TwinDrive(電機130KW)的測試數據,每百公裡8度電和2.5的油耗。

以上幾種形式的混合動力,強混合動力可以說是真正意義的創新,它結合了發動機和電動機,既發揮了汽油發動機在高速行駛下提供動力和從根本上優化燃油提供的能量這兩大優勢,也發揮了電動機在低速狀态下輸出強勁扭矩、降低燃油消耗、淨化排放、靜音以及将原先都被轉化成熱能而浪費掉的刹車能量加以回收,循環利用等優勢。

下面以雷克薩斯LS600hL這款強油電混合動力車型為例,具體剖析強油電混合動力的優勢。當發動機消耗的大部分汽油都花在開始啟動時的加速上, LS600hL提供了一次沒有尾氣産生的“零排放啟動”,這不僅僅是無害于環境,而且沒有發動機噪聲,創造了一種全新的駕駛體驗: LS600hL加速時的聲音小于10分貝,比樹葉擺動的瑟瑟聲(20分貝)還要小。除了極緻的靜谧體驗, LS600hL擁有超低的CO2排放,對地球和人類表現出深厚的關愛。如果将LS600hL與奔馳S420CDI做比較,會發現S420CDI比LS600hL的CO2排放量多出140,000升(數據來源:日本汽車聯盟)。

除了超低的排放和超低的噪音,LS600hL還擁有出衆的加速性能,時速80到120公裡的加速4.4秒即能實現,同時在時速120公裡的情況下,噪音小于65分貝。強油電混合動力賦予車輛以超強的燃油經濟性,同樣再拿奔馳S420CDI與LS600hL做對比,前者在綜合路況下,百公裡油耗為10.68升,而同樣路況下,LS600hL百公裡油耗為9.98升。

5.工作原理

混合動力電動汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。

以串聯混合動力電動汽車為例,介紹一下混合動力電動汽車的工作原理。

在車輛行駛之初,蓄電池處于電量飽滿狀态,其能量輸出可以滿足車輛要求,輔助動力系統不需要工作;

電池電量低于60%時,輔助動力系統啟動;

當車輛能量需求較大時,輔助動力系統與蓄電池組同時為驅動系統提供能量;

當車輛能量需求較小時,輔助動力系統為驅動系統提供能量的同時,還給蓄電池組進行充電。

由于蓄電池組的存在,使發動機工作在一個相對穩定的工況,使其排放得到改善。

不是所有的混合動力車輛都要依靠電動發動機、電池和電線。有些車輛是靠液壓發動機、動力線和蓄能器的聯合作用來驅動的。

6.解決方案

最近的汽油價格達到了創紀錄的曆史新高,讓站在加油泵面前的消費者膽顫心驚。但是,與重型卡車運輸車隊的經營者相比,這些消費者的痛苦隻能算是小痛小癢了。

從燃料經濟性的角度來看,為我們配送包裹和運送垃圾的卡車需要承受幾方面的不利沖擊。重量就是其中一個重大因素。滿載重型運輸車輛一般在14000到33000磅的重量範圍之間。除重量因素外,很多這類的運輸工具還具有燃料燃燒的工作負載循環,它們需要不斷地啟動和停車。

在過去的一年中,UPS公司一直在密歇根州測試運行一輛使用液壓混合動力。系統的6類配送卡車。該公司還投入使用了50輛電動混合動力卡車。

所以,幾個最大的卡車車隊運營商已經開始追逐混合動力運輸工具的潮流,這對任何人來說都不會感到奇怪。聯邦快遞(Federal Express) 公司和 UPS 公司的運輸車隊在過去兩年增加了幾十輛混合動力卡車,兩個公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合動力傳動系。據美國最大的垃圾運送公司Waste Management的發言人Lynn Brown說,該公司也在評估一系列的渣土運輸車的混合動力解決方案。

7.液壓

但是,可能讓人感到意外的是,FedEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考慮選用在一些最重型車輛上的混合動力系統的種類。這些混合動力系統不像豐田公司的Prius車型一樣,使用的是電動發動機、電池和電線,而是利用液壓泵發動機、高壓鈴線和蓄能器的聯合作用來驅動車輛。

這類液壓混合動力中最激進的型号完全擺脫了傳統的機械動力傳動系統。在這些車輛上,柴油引擎驅動液壓泵發動機,而液壓泵發動機再為高壓蓄能器蓄能。蓄能器驅動後輪上的斜軸式液壓泵發動機從而驅動車輛。一個低壓儲備器用于收集液體,然後把液體再送回到第一個液壓泵發動機中,這樣就形成了一個完整的液壓循環系統。

與電動混合動力發動機一樣,液壓混合動力發動機也有提供再生制動的能力。貨物運送車輛和渣土運輸車經常要制動刹車,當車輛制動時,液壓泵發動機會為高壓蓄能器蓄能。當卡車再次啟動前行時,儲存在蓄能器中的能量可以用來減少柴油引擎的負載。這些能量也可以限制引擎關閉時推進力的迸發,比如說,在室内操作車輛時。

對一般消費者或某些工程師來說,在這樣一個電氣化程度不斷提高的世界裡,液壓發動機技術看上去有些落伍。但是,液壓泵發動機和蓄能器可以提供一種應用扭矩和存儲能量可靠的、低成本途徑,這也正是混合動力車輛所需要的。并且液壓發動機與電動系統相比具有明顯的功率密度優勢,至少現在是這樣。“液壓發動機好像非常有效,至少對大多數重型卡車系列來說是這樣的,”環境保護基金會(Environmental Defense)高級汽車策略會成員、機械工程師John DeCicco博士這樣評價。

驅動方式

當今的液壓混合動力系統主要有三種方式,并且都處在發展之中。美國環境保護署(U.S. Environmental Protection Agency,英文縮寫EPA)交通與空氣質量辦公室(Office of Transportation and Air Quality,英文縮寫OTAQ)的研究者們與Eaton Corp公司、美國西南研究院(Southwest Research Institute,英文縮寫SwRI)和其他合作夥伴聯合開發了一種混合動力系統。從2006年6月開始,這套系統開始由UPS公司的配送卡車在底特律市進行測試運行。美國環境保護署也與Parker Hannifin公司簽訂了一個單獨合作研發協議,着手液壓混合動力方面的設計。

在某些方面,液壓混合動力系統與其同伴的電動混合動力系統相似。但是,液壓系統是使用液壓泵發動機、鈴線和蓄能器産生扭矩并存儲能量,而不是使用電動發動機、電線和電池。

Eaton Corp和Parker Hannifin兩家公司也都各自進行了自主知識産權的液壓混合動力系統的開發。Eaton公司開發的是一個液壓啟動輔助的并行系統,但是其主要的推進力仍然是來自于機械動力傳動系。Parker Hannifin公司在過去的一年半的時間裡研發出一種新型的液壓混合動力設計,其中一些負載循環數據來自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司負責液壓動力事業部創新設計的副總裁、機械工程師Joe Kovach博士報告說,他們公司将在今年晚些時候結合新型液壓混合動力系統建造一個渣土運送卡車模型。

這次就聊到這裡,雖然說得比較難簡單粗糙,但希望能給大家帶來幫助。

我們下期見~~

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