五、混合動力係統
1.混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,簡稱HEV)是在電動汽車(僅依靠電能驅動的車輛)上加入輔助動力單元,將電力驅動與輔助動力驅動結合起來,充分發揮兩者各自的優勢及兩者相結合產生的新優勢的電動汽車。
2.混合動力汽車的電力驅動可采用直流電動機或三相同步(或異步)電動機,輔助動力單元可以采用燃燒某種燃料的原動機或動力發電機組。
3.按動力傳輸路線的不同,可將混合動力汽車分為串聯、並聯和混聯三種形式。
4.串聯式混合動力汽車(SHEV)由發動機、發電機和驅動電動機三大動力總成組成。發動機、發電機和驅動電動機采用“串聯”的方式組成SHEV的驅動係統,使用發動機驅動發電機發電,而發出的電能通過電動機來驅動車輛行駛的混合動力汽車稱為串聯式混合動力汽車。串聯式混合動力汽車的最大特點是不管在什麼工況下,最終都要由電動機來驅動車輛。
5.串聯式混合動力汽車(SHEV)必須裝置一個大功率的發動機-發電機組,再用驅動電動機來驅動車輛。發動機、發電機和驅動電動機的功率都要求等於或接近於SHEV的最大驅動功率。
6.並聯式混合動力汽車(PHEV)由發動機、電動/發電機或驅動電動機兩大動力總成組成。發動機、電動/發電機或驅動電動機采用“並聯”的方式組成PHEV的驅動係統。發動機與電動機分屬兩套係統,可以分別獨立地向汽車傳動係統提供轉矩。在不同路麵上既可以共同驅動,又可以單獨驅動。車輛行駛時,電動機除可輔助發動機驅動車輛外,還可作為發電機為蓄電池充電。
7.PHEV的動力係統組成,可大致分為發動機、驅動係統(變速器和驅動橋)、驅動輪等。電動機的動力要與車輛驅動係統相組合,可以在發動機輸出軸處進行組合,在變速器(包括驅動橋)處進行組合,在驅動輪處進行組合。
8.雖然PHEV有不同的結構模型,但都是以發動機為主要驅動模式。
9.PHEV的發動機和驅動電動機兩大動力總成都是驅動動力裝置,在PHEV上可以實現發動機驅動模式、驅動電動機驅動模式和發動機-驅動電動機混合驅動模式等三種驅動模式。由於是以發動機驅動模式為主要驅動模式,其特點是動力特性更加趨近於內燃機汽車。
10.混聯式混合動力汽車(PSHEV)是綜合SHEV和PHEV結構特點組成的PSHEV,由發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力總成組成。由於電動/發電機必然是裝在發動機的輸出軸上,才能起發動機飛輪和啟動機的作用,也才能保持發動機穩定運轉並進行發電。因此電動機的動力要與車輛驅動係統相組合,隻有在變速器(包括驅動橋)處進行組合,或在驅動輪處進行組合。因此,PSHEV的驅動力組合有動力組合器動力組合式PSHEV和驅動輪動力組合式PSHEV不同的組合模式。
11.混合動力汽車的動力係統主要由控製係統、驅動係統、輔助動力係統和蓄電池組等部分組成。控製係統的基本功能是實現對驅動電動機的控製;驅動係統的主要功能是使電能轉變為機械能,並將能量傳遞到車輪使車輛行駛;輔助動力係統的主要功能是直接驅動車輛和為蓄電池組充電;蓄電池組的主要功能則是重複存儲和釋放電能,以滿足車輛驅動和發動機啟動的要求。
12.混合動力汽車的最大特點是蓄電池和輔助動力(內燃機)係統具有互補的工作模式。
13.串聯式混合動力汽車基本工作原理:①在車輛起步或低速行駛時,蓄電池處於電量飽滿狀態,其能量輸出可以滿足行車要求,此時車輛僅依靠電力驅動,輔助動力係統(內燃機)不工作。②蓄電池電量低於60%時,輔助動力係統啟動。③當車輛能量需求較大時(速度大於40 km/h或急加速),輔助動力係統與蓄電池同時為驅動係統提供能量。④當車輛能量需求較小時,輔助動力係統為驅動係統提供能量的同時,還給蓄電池充電。⑤當車輛製動時,混合動力係統能將車輛動能轉化為電能,並儲存在蓄電池中以備下次低速行駛時使用。