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插電式混動有幾種運行模式

科技 更新时间:2024-08-16 05:20:36

從傳統動力向純電過渡,混動車型是個必經階段,但混合動力的結構非常多,人們常常用串聯、并聯、混聯來稱呼,它們到底什麼意思?

特約撰稿/丁海春 編輯/國舜

首先,給大家講下混合動力的今世前生。

混合動力可不是最近才出現的“黑科技”。

早在1900年,德國費迪南德·波爾舍(保時捷)将蓄電池動力輪毂驅動裝置與汽油發動機組合,創造出世界上第一輛混合動力汽車——SemperVivus。

該車裝有兩台汽油機,它們各自驅動一台發電機,形成兩套獨立的充電系統,為輪毂電機和蓄電池提供電力,形成了一個混合動力系統。

使用電動機的附加成本以及與酸性蓄電池組相伴随的公害性,是第一次世界大戰後混合動力電動汽車從市場中消失的關鍵因素。

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1)插電與不插電

最簡單的方式,混合動力可以分為插電式(PHEV)和油電式(HEV)。

顧名思義,不能夠利用外接電網對車輛進行充電的就是油電式混合動力,例如凱美瑞。

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我國政策目前将非插電式的油電混合汽車排除在新能源汽車補貼範圍之外,插電式混合動力才被認可為新能源汽車。

PHEV細分的話又可分為全電型PHEV和混合型PHEV。

全電型PHEV,主要靠電機驅動車輛,發動機不參與動力輸出,隻對電池進行充電,類似一個帶了油箱和發動機的純電動車型。如果發動機功率小,電池容量小,此時發動機像是一個充電寶,隻能用于應急供電,屬于城市增程型REV,比如BMW I3增程型。

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發動機功率足夠且電池有足夠的容量,此時隻要有油,發動機就可以一直為電池充電,續航裡程大大增加且沒有裡程焦慮,稱為全性能增程式REV,例如通用的VELITE 5。

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VELITE 5 結構圖

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别克VELITE 5

如果發動機既能參與動力輸出又能對電池進行充電,則被稱為混合型插電式,比如BMW 530LE。

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2)根據動力系統的結構和能量混合方式,通常分為串聯、并聯、混聯三種形式

a) 串聯

串聯式混合動力汽車中,發動機隻帶動發電機發電,不直接為車輪提供驅動力,上面提到的增程式是其中的一種。

這種構型的動力系統在汽車上實現産品化之前已經被用于火車的動力系統,典型的火車内燃機車使用的就是内燃機發電、電機驅動輪毂的串聯混合動力方式來運行。除此之外,很多大型工程車輛也是采用這種方式,比如利勃海爾t282b,由于傳統的變速箱無法承受非常高的扭矩,因此采用輪毂電機。該車的V20,90L排量的柴油機隻是充當了發電機。

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b) 并聯

發動機和電機可以單獨驅動車輛,急加速時也可以同時驅動。通常隻需要一個電機,既可作電動機,也可作發電機。

與串聯構型相比,并聯構型對電機功率的需求降低,但發動機所需工況範圍更廣。歐洲與中國市場并聯混合動力車型較多。例如高爾夫GTE。

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c)混聯

顧名思義,是串聯構型和并聯構型的綜合。至少需要兩個電機,一個作發電機,一個作電動機(及制動能量回收電機)。混聯構型能夠使發動機、發電機、電機等部件進行更多的組合,從而在結構上保證了系統能夠盡可能多地工作在高效區,因此節能效果更好。

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混聯構型可分為兩種,一種是以豐田THS(例如普銳斯)和通用Voltec(例如君越混動)為代表的功率分流式,采用一個或者多個行星輪外加離合器,進行動力的分配。

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通用THS單行星輪系統

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豐田普銳斯

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通用Voltec 雙行星輪系統

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君越30H

另一種是以本田雅閣(Accord)為代表的串并聯式,特征是由離合器取代了行星齒輪機構,通過離合器的斷開與接合實現不同的工作模式,故又稱開關式。

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本田開關式混動系統的結構圖

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本田Accord混聯構型(i-MMD,開關式)

目前,歐洲與中國市場并聯車型較多,而美國和日本則是混聯構型。

郝國舜_31UJOM

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