混合动力汽车是咋“混”的?

 

混合动力系统是指两种不同形式的动力组合在一起,共同作为驱动汽车前进的动力系统,其动力形式主要有燃油发动机、燃...





混合动力系统是指两种不同形式的动力组合在一起,共同作为驱动汽车前进的动力系统,其动力形式主要有燃油发动机、燃气发动机、电机等。但通常我们所称的混合动力汽车,是指采用燃油发动机与电机两种动力组合的汽车,简称“油电混合”。

虽然都是采用发动机和电机来驱动汽车前进,但并不都是采用燃油和电两种能量供给方式。只采用燃油一种供给方式的混合动力汽车,我们通常称其为“普通混合动力汽车”;而可以采用外接电源充电的混合动力汽车,被称为“插电式混合动力汽车”。

根据电机在汽车动力系统作用的大小,可以将混合动力细分为轻混合动力重混合动力两种形式。

轻混合动力

轻混合动力系统采用的是单独的高压电机,在汽车缓慢起步或低速行驶时,电机在电量饱满的情况下可以独立驱动汽车前进;当汽车处于加速或者大负荷工况时,电机与发动机共同驱动车轮,在汽车需要更大动力时帮助“推”一下汽车,从而提高整车的起步和加速性能。这种混合动力系统中的电机一般设置在发动机与变速器之间,而不是独立设置。

代表车型:奥迪Q5 Hybird、奔驰S400h、大众途锐Hybrid等。







重混合动力

重混合动力系统采用272~650V的高压电机,通过车载动力电池供电,电机可以在起步或巡航过程中单独驱动车辆行驶,在加速或者电池能量不足的情况下,再由发动机单独或者联合电机驱动车辆。与轻混合动力系统相比,重混合动力系统的混合度更高,其电机功率更大,车载电池容量也更大,纯电行驶里程也更长。重混合动力系统的电机一般不会设置在发动机与变速器之间,而是独立安放。

代表车型:丰田普瑞斯、雷克萨斯RX450h、雷克萨斯CT200h。

有关重混合动力汽车的介绍见之后的“混联式混合动力”。

根据发动机与电机之间的关系,可以将混合动力系统分为三种形式:
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并联式混合动力——1台发动机+1台电机

所谓并联式混合动力,是指它的燃油发动机和电机可以分别驱动汽车前进,即使一种动力停止工作,也不会影响另一种动力继续驱动汽车,两种动力装置之间比较独立,因此称其为并联式混合动力。前面介绍的轻度混合动力汽车都是采用并联式混合动力系统。根据具体结构的不同,并联式混合动力也可以再细分为三种形式,如图所示。







代表车型:奥迪A 8Hybrid、奥迪A6 Hybrid、奥迪Q5 Hybrid、大众途锐Hybrid、奔驰S400h等。现在插电式混合动力汽车多数采用并联式混合动力形式,代表车型:奥迪A3e-tron、高尔夫GTE等。
小贴士
P1、P2、P3及P4是什么?

在混合动力汽车中,由于存在多个总成机构,而且所放置的位置也有所不同,为了更清楚地表示每个总成的位置,尤其是标示混合动力模块的位置,就将总成位置按从前到后的顺序标示为P1、P2、P3等。如总成顺序从前到后分别是发动机(P1)、混合动力模块(P2)、变速器(P3)等。对于装有一前一后双电机的车型来说,还可能装有后驱动模块,将其称为P4。

如果混合动力模块不是放置在发动机与变速器之间,而是将电机的动力输出与变速器的某根动力输出轴进行啮合,则称混合动力模块为P2.5,如比亚迪唐插电式混合动力汽车的前混动模块就是如此。
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串联式混合动力——1台发动机+1台电机+1台发电机

所谓串联式混合动力,是指燃油发动机和电机不能分别驱动汽车前进,自始至终它只有一种动力驱动形式(多为电动形式)。

最常见的串联式混合动力汽车,也是依靠燃油和电能两种能量驱使汽车前进,但其燃油发动机无法直接驱动汽车,而只能用来带动发电机发电,并向电机提供电量,最终还是由电机来直接驱动汽车。燃油发动机只能间接通过发电机和电机才能发挥其作用。

串联式插电式混合动力汽车实际上就是增程式电动汽车。

代表车型: 奥迪A 1 e-trons概念车等。



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混联式混合动力——1台发动机+1台电机+1台发电机

在混联式混合动力系统中,不仅发动机和电机可以分别独立驱动汽车前进(并联混合),也可以由发动机带动发电机发电并向电机提供电量,由电机辅助驱动汽车前进(串联混合)。因此,在混联动力系统中,除了有一台电机、发动机外,还必须独立设置一台发电机。

代表车型:目前丰田的混合动力汽车基本都是采用混联式混合动力,包括普锐斯、凯美瑞混合动力、雷凌双擎、卡罗拉双擎,以及雷克萨斯的混合动力车型CT200h等。

小贴士
不必过于关注混合动力形式分类

混合动力系统有很多分类,更有不同名称,有称微混、轻混、中混、重混,也有称弱混、强混等。有时它们的分类并不绝对,如中混与重混、弱混与强混之间并没有绝对的分界线。因此,我们不必对混合动力系统的分类方式关注太多。

相对而言,根据发动机与电机之间的关系进行分类对人们了解混合动力汽车的构造和原理更为有利。

在混联式混合动力系统中,不仅发动机和电机可以分别独立驱动汽车前进(并联混合),也可以由发动机带动发电机发电并向电机提供电量,由电机辅助驱动

但无论如何,普通的混合动力系统,也就是非插电式混合动力系统,都是以燃油发动机为主要动力,它只有一种补充能量的方式,就是加注燃油。其电机主要是依靠制动能量回收所得来的电能驱动的,无法通过外接电源来充电,而制动回收的能量又极为有限,受行驶条件和驾驶操作限制,因此其动力电池的容量也极小。电机在混合动力系统中的作用无法与发动机相比,只能处于辅助地位。



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1

《电动汽车为什么会跑》


基础信息

作者:陈新亚编著

书号:ISBN 978-7-111-53223-1

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作者简介

陈新亚,《汽车知识》杂志总编辑,30多年从事汽车杂志编辑工作,测评的车型接近1000款,参加过各主要汽车厂家的几百场媒体活动。汽车理论知识和实际经验丰富,擅长从专业的角度解答车友们遇到的实际问题,为车友们排忧解难。已在我社出版各类汽车图书40余种,并与2012年获机械工业出版社60周年“最有影响力作者”称号,所著图书《汽车为什么会跑:图解汽车构造与原理》销量已经超过10万册,并被评为“2011年全国十大科普图书”“2010年度中国书刊发行协会全行业畅销书” “2012-2013年度中国书刊发行协会全行业畅销书”。



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