"混"出個(gè)名堂 不同混合動(dòng)力系統(tǒng)解析
在我們的日常生活當(dāng)中,混合動(dòng)力汽車已經(jīng)算不上什么稀罕物了,它比常規(guī)能源汽車更節(jié)油,同時(shí)又比純電動(dòng)汽車更“靠譜”,已經(jīng)有越來越多的人在購車時(shí)開始考慮它們,但大多對其中的原理和特性知之甚少。下面我就結(jié)合一些車型帶您了解一下混合動(dòng)力系統(tǒng),希望對您日后購買此類車型提供一些幫助。
另外,根據(jù)混合動(dòng)力系統(tǒng)中電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重,也就是常說的混合度的不同,混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以分為微混合動(dòng)力系統(tǒng)、輕混合動(dòng)力系統(tǒng)、中混合動(dòng)力系統(tǒng)、完全混合動(dòng)力系統(tǒng)四類。
下面我們將通過你我認(rèn)識的混動(dòng)系統(tǒng)、容易被忽視的混動(dòng)系統(tǒng)、混動(dòng)大家庭的新生力量、混動(dòng)系統(tǒng)的意外收獲這四部分來為您介紹不同的混動(dòng)系統(tǒng)。
你我認(rèn)識的混動(dòng)系統(tǒng):
之所以是你我認(rèn)識的混動(dòng)系統(tǒng),是因?yàn)榇钶d它的車型以其市場保有量或者通過大力的宣傳,使人很容易在馬路上或媒體上認(rèn)出它們來,而且很有代表性。針對這類車型,我們再結(jié)合混動(dòng)系統(tǒng)的分類為您分析一下它們其中的原理。
串聯(lián)式混合動(dòng)系統(tǒng)
代表車型:沃藍(lán)達(dá)
串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)總成由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大主要部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組合成輔助電力單元在需要時(shí)進(jìn)行發(fā)電。輔助動(dòng)力單元和蓄電池將電能供給發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。輔助動(dòng)力單元發(fā)出的電能可向電池充電,以延長混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的行駛里程。另外,蓄電池還可以單獨(dú)想電動(dòng)機(jī)提供電能來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車,使混合動(dòng)力汽車在零污染狀態(tài)下行駛。
串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車適用于在城市中低速運(yùn)行及頻繁啟停的行駛工況。由于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車不是通過發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)汽車行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車驅(qū)動(dòng)輪無鋼性連接,而是電連接,因此可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)保持在其最佳效率區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行,從而獲得最低的燃油消耗和最佳的排放。這一特點(diǎn)的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、急加速運(yùn)行工況中。而在汽車高速行駛時(shí),點(diǎn)傳動(dòng)效率相對較低。
雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)雖然在國內(nèi)馬路上鮮有露面,可這一點(diǎn)也不影響其在世界范圍內(nèi)知名度。該車采用了增程式混合動(dòng)力系統(tǒng),這也屬于串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),即發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電工作,并不會直接將輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)化為動(dòng)力勢能,或者稱之為發(fā)電機(jī)更為貼切,而輸出的電能則會通過電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁力矩來驅(qū)動(dòng)車輛(或者可以直接理解為轉(zhuǎn)化為了動(dòng)力勢能)。
沃藍(lán)達(dá)配備了兩個(gè)電力驅(qū)動(dòng)馬達(dá),主馬達(dá)的最高輸出功率為111kW,最大扭矩為370Nm,此外還有一個(gè)兼做發(fā)電機(jī)的輔助馬達(dá)為55kW,根據(jù)行駛工況的不同,它可以進(jìn)行動(dòng)力輸出或者反轉(zhuǎn)為電池充電。在兩者的配合驅(qū)動(dòng)下,它0-100km/h的加速時(shí)間只需9秒,超過普通緊湊型家用車2.0L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。該車最高時(shí)速可達(dá)到160km/h,完全可以滿足日常需求。
并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)
代表車型:思域混動(dòng)版
所謂的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。這兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作,也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車。兩大動(dòng)力總成的功率可以相互疊加,同時(shí)可以采用功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)/發(fā)電機(jī),使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的裝配尺寸和質(zhì)量都較小。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況,尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng),可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí),電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力,一旦汽車車速達(dá)到巡航速度,汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用,又稱為電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪,這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多,得到比較廣泛的應(yīng)用。
思域混動(dòng)版采用本田IMA混合動(dòng)力技術(shù)。雖然這套系統(tǒng)在一定程度上趕不上本田那套混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),且本田已經(jīng)發(fā)布其最新混動(dòng)技術(shù),但是作為典型的并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),我們還是有必要介紹下。
相比采用混聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的豐田系列車型,本田IMA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,制造成本相對較低,對車內(nèi)空間占用較少而且對整車重量影響不大。本田IMA混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、CVT變速箱以及IPU智能動(dòng)力單元這四個(gè)部分組成。其中常規(guī)動(dòng)力以1.3L或1.5L這兩款自然吸氣四缸發(fā)動(dòng)機(jī)為主。電動(dòng)機(jī)則是三相超薄型DC無刷電機(jī),作為動(dòng)力輔助裝置,安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與CVT變速箱的中間。
不過本田IMA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)行駛的前提是歇缸技術(shù),而且發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與電機(jī)是連在一起的,當(dāng)車輛以純電動(dòng)狀態(tài)行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)雖然停止供油但氣缸與曲軸仍保持運(yùn)轉(zhuǎn),或多或少會消耗電能。而豐田、日產(chǎn)等品牌的混合動(dòng)力系統(tǒng)以純電動(dòng)行駛時(shí),會通過行星齒輪或離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的連接“中斷”。對電能的消耗更少,技術(shù)比本田通過VCM可變氣缸管理系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的閉缸更為先進(jìn)。
混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)
代表車型:普銳斯
混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu),兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系,或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比,混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜,成本高。
混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)集合和串聯(lián)和并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn),具有最佳的綜合性能,但該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,組成規(guī)模更大,布置更加困難。另外,實(shí)現(xiàn)串、并聯(lián)分支間合理的切換對控制策略的制定和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。
豐田普銳斯一直都是混合動(dòng)力車型中明星車型,在國內(nèi)也一度成為人們口中混合動(dòng)力的代名詞。目前在售的普銳斯已經(jīng)是其第三代車型。該車采用混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),同時(shí)具備插電功能。
對于鋰電池的充電,家用100V的標(biāo)準(zhǔn)電源可以在3小時(shí)內(nèi)將電池充滿,而200V的標(biāo)準(zhǔn)電源只需要1個(gè)半小時(shí)多就能夠?qū)㈦姵爻錆M。在未來充電樁逐漸普及后,這樣的充電效率還是可以令大家接受的,20公里的續(xù)航里程也基本屬于每天正常的活動(dòng)范圍。
目前普銳斯搭載的是一款全新的直列四缸1.8L VVT-i汽油發(fā)動(dòng)機(jī),采用了阿特金森循環(huán)技術(shù),最大功率73kW,最大扭矩為142Nm。本身相比老款的1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力上已經(jīng)有了一定幅度的提升。而配合具有60kW、207Nm動(dòng)力輸出的全新永磁交流電機(jī)后,最大功率可以提升至100kW,最大扭矩可提升至207Nm。
以往我們潛意識中的混合動(dòng)力車型一定是那種具備超低油耗、電力驅(qū)動(dòng)為主燃料驅(qū)動(dòng)為輔的車型,其實(shí)這只能算是混合動(dòng)力系統(tǒng)的一部分,還有一些容易被我們忽視的混動(dòng),也可以算是不像混動(dòng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟停(Start-stop)技術(shù)
提起發(fā)動(dòng)機(jī)啟停(Start-stop)技術(shù),幾乎是無人不知無人不曉??梢f它屬于混合動(dòng)力的范疇,肯定會有人疑惑。其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停(Start-stop)技術(shù)也屬于混合動(dòng)力的一種, 它致力于最大限度減少發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)燃油的損耗,避免這部分能源的浪費(fèi),同時(shí)對節(jié)省能源與減低排放有著重要的意義。
啟停(Start-stop)技術(shù)對于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系不進(jìn)行改動(dòng),只是更改原有車輛的啟動(dòng)機(jī),提高啟動(dòng)機(jī)的啟停次數(shù)并提高其功率,保證車輛能夠快速啟動(dòng)及在理想的使用工況下的壽命。Stop-Start系統(tǒng)作為混合動(dòng)力車的入門技術(shù),由于成本低,其應(yīng)用前景廣闊。
BSG(皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī))技術(shù)
代表車型:北汽E150 BSG
所謂BSG(皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī))技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間采取皮帶傳動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)力傳輸,以發(fā)動(dòng)機(jī)為整車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源,電機(jī)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速啟動(dòng),在正常行駛工況下BSG電機(jī)和常規(guī)車發(fā)電機(jī)一樣由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電,給蓄電池充電。當(dāng)車輛停下時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止,消除怠速狀態(tài),再啟動(dòng)時(shí),BSG電機(jī)快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在此結(jié)構(gòu)中,發(fā)動(dòng)機(jī)通過主傳動(dòng)軸與變速器相聯(lián),電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連,電機(jī)既可作為發(fā)動(dòng)機(jī),又可作為電動(dòng)機(jī)。BSG系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕,對整車原有結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小,成本略高于發(fā)動(dòng)機(jī)啟停(Start-stop)技術(shù)。
BSG混合動(dòng)力系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)前端用皮帶傳遞機(jī)構(gòu)將一體化啟動(dòng)/ 發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接,取代了發(fā)動(dòng)機(jī)原有的發(fā)電機(jī),從而實(shí)現(xiàn)了混合動(dòng)力系統(tǒng)的一體化。該混合動(dòng)力系統(tǒng)一般保留了傳統(tǒng)轎車上的啟動(dòng)電機(jī),以保證環(huán)境溫度過低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)能正常啟動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中,也可以考慮在皮帶驅(qū)動(dòng)裝置中內(nèi)置一套行星齒輪來支持發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)。BSG混合動(dòng)力系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)怠速停機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))、車輛啟動(dòng)時(shí)快速拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到怠速轉(zhuǎn)速、制動(dòng)回收能量的作用。由于沒有配備耦合裝置,故無法為車輛加速提供輔助功率。
北汽E150 BSG加裝一臺起動(dòng)/發(fā)電一體電機(jī),在正常行駛時(shí),BSG電機(jī)和常規(guī)發(fā)電機(jī)一樣由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電,給蓄電池充電。當(dāng)車輛遇到紅燈或堵車時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)暫停工作,當(dāng)車輛識別到駕駛員有起步意圖時(shí),通過BSG電機(jī)快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常行車狀態(tài)。這套系統(tǒng)可以采用手動(dòng)開起或關(guān)閉。
ISG(集成啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī))技術(shù) 能量回收
代表車型:大眾藍(lán)驅(qū)系列車型
所謂ISG(集成啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī))技術(shù)就是發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)扭矩疊加方式進(jìn)行動(dòng)力混合,發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)和變速器相并聯(lián),按照不同的行駛工況要求,發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩與電機(jī)的扭矩在變速器前進(jìn)行多種形式的復(fù)合以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)效率,以發(fā)動(dòng)機(jī)為整車主動(dòng)力源,電機(jī)系統(tǒng)起“補(bǔ)峰平谷”作用。在加速時(shí),電機(jī)助力,彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)低速扭矩低的不足,在減速和制動(dòng)時(shí)實(shí)施剎車能量回收,使電機(jī)發(fā)電并儲存于動(dòng)力電池中。在停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉,消除油耗高、排放差的怠速狀態(tài);啟動(dòng)時(shí)電機(jī)則瞬時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。ISG系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比BSG復(fù)雜,成本也比前兩個(gè)技術(shù)更高。
ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)將一體化啟動(dòng)/ 發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出端連接在一起,同時(shí)取消了原有的飛輪。根據(jù)實(shí)際情況,ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)可在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間配備1-2個(gè)離合器。這種連接方式相比BSG混合動(dòng)力系統(tǒng)而言,更為靈活,其功能也在BSG混合動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有所增加。
大眾汽車“藍(lán)驅(qū)技術(shù)系列”以大眾汽車應(yīng)用的動(dòng)力總成技術(shù)為基礎(chǔ),其中發(fā)動(dòng)機(jī)啟停和再生制動(dòng)能量回收都是ISG技術(shù)的體現(xiàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的工作過程是遇到紅燈時(shí),駕駛員進(jìn)行制動(dòng)使車輛完全停下來,將檔位換入空檔并完全釋放離合踏板,控制系統(tǒng)自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。綠燈放行時(shí),駕駛員踩下離合器,發(fā)動(dòng)機(jī)則自動(dòng)重新啟動(dòng)。駕駛員掛入檔位即可繼續(xù)前行。而自動(dòng)檔車型的操作更為簡單,駕駛員只要施加完全制動(dòng)使車輛停止,發(fā)動(dòng)機(jī)則自動(dòng)熄火。在釋放制動(dòng)后,駕駛員加油,發(fā)動(dòng)機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)。
再生制動(dòng)能量回收技術(shù)是當(dāng)駕駛員釋放油門踏板或施加制動(dòng),車輛減速,產(chǎn)生了多余的能量,再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)將多余的能量回收,在發(fā)電機(jī)控制單元的調(diào)節(jié)和控制下,將發(fā)電機(jī)的電壓升高,給電池系統(tǒng)進(jìn)行充電,將多余的能量以電能的形式回收儲存。該系統(tǒng)還控制在車輛加速或勻速行駛時(shí)降低發(fā)電機(jī)的電壓,甚至完全關(guān)閉發(fā)電機(jī),以降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載,從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。為實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)能量回收,能量管理系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的軟件要專門進(jìn)行開發(fā)和改進(jìn)。
除了我們此前介紹的具有代表性的混合動(dòng)力車型外,目前在混動(dòng)大家庭中又涌現(xiàn)出不少新生力量。接下來我就帶您了解一下它們采用是何種混合動(dòng)力技術(shù)。
本田i-DCD/i-MMD/Sport Hybird SH-AWD 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)
代表車型:飛度混動(dòng)版 雅閣混動(dòng)版 RLX
相比略顯落后的IMA混合動(dòng)力系統(tǒng),本田推出了全新的Sport Hybird混合動(dòng)力系統(tǒng)。它根據(jù)集成電機(jī)數(shù)量的差異,從單電機(jī)到三電機(jī)分別是i-DCD(Intelligent Dual-Clutch Drive)、i-MMD(Intelligent Multi-Mode Drive)、Sport Hybird SH-AWD混動(dòng)系統(tǒng)。從該混合動(dòng)力的原理看,它依然屬于并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng),
i-DCD混動(dòng)系統(tǒng)——適用于緊湊級別
i-DCD智能雙離合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和集成電動(dòng)機(jī)的7擋雙離合變速箱組成的。阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)與目前大量使用的發(fā)動(dòng)機(jī)(奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī))相比在燃油經(jīng)濟(jì)性方面的表現(xiàn)具有一定優(yōu)勢,不過其在低轉(zhuǎn)速以及高轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)的表現(xiàn)并不好,所以工程師還為其加入了VTEC和VTC技術(shù)來彌補(bǔ)這一瑕疵。
i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)——適合中型車
該系統(tǒng)依舊由直列四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(采用阿特金森循環(huán)模式)和電動(dòng)機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)單元,但與之前的i-DCT所不同的是i-MMD采用了排量更大的2.0L發(fā)動(dòng)機(jī).然而如果讓電動(dòng)機(jī)的功率變得更大,那么電動(dòng)機(jī)的尺寸也會隨之變大,相應(yīng)的還需要為車輛配置更大的電池組,也與輕量化和追求操控性能的研發(fā)理念相悖。為了解決這一問題,本田技研的工程師提出了雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)方案。
Sport Hybird SH-AWD--適合大型車
本田針對大型車設(shè)計(jì)出了搭載3馬達(dá)的全時(shí)四驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)SH-AWD。該系統(tǒng)是以V6發(fā)動(dòng)機(jī)與3臺高功率電動(dòng)馬達(dá)組合而成,兼具V8發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與L4發(fā)動(dòng)機(jī)的低油耗。SH-AWD系統(tǒng)前置一臺3.5L V6汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)與1臺裝載于DCT7速變速器中的電動(dòng)機(jī)相結(jié)合驅(qū)動(dòng)前輪,另外兩臺電動(dòng)馬達(dá)裝載于兩個(gè)后輪上并驅(qū)動(dòng)后輪,實(shí)現(xiàn)全時(shí)四驅(qū)。
自主品牌 DMII雙?;靹?dòng)系統(tǒng) 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)
代表車型:秦
作為國內(nèi)主要自主品牌之一,比亞迪一直致力于混合動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā)。隨著比亞迪高調(diào)推出了旗下全新混合動(dòng)力車型“秦”后,也讓我們認(rèn)識了這套DMII雙模混動(dòng)系統(tǒng)。
比亞迪的DMII雙?;靹?dòng)系統(tǒng),依舊采用并聯(lián)模式,即系統(tǒng)可以以純電動(dòng)或汽油+電動(dòng)模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。與之前的DMI相比,DMII系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)部分升級為1.5L TI發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)采用了DCT雙離合變速箱,此外在電動(dòng)機(jī)以及系統(tǒng)電路參數(shù)方面也都進(jìn)行了改變。
該套混動(dòng)系統(tǒng)可以通過外接電源來為電池組充電,即插電式混合動(dòng)力,所以在混動(dòng)的模式下,理論上系統(tǒng)90%使用純電動(dòng)模式(EV模式),10%的情況下才會令發(fā)動(dòng)機(jī)工作進(jìn)入燃油模式,這樣的控制邏輯可以最大程度的降低整車的燃油消耗,而目前官方公布的百公里油耗僅為2L。
比亞迪秦在純電動(dòng)模式下,它可以驅(qū)動(dòng)車輛行駛50km,最高可達(dá)150km/h的時(shí)速,它同時(shí)還作為一臺發(fā)電機(jī),在車輛減速和制動(dòng)時(shí)來回收能量給電池組充電。
混合動(dòng)力系統(tǒng)在通過燃料驅(qū)動(dòng)和電能驅(qū)動(dòng)的相結(jié)合以達(dá)到最大限度降低油耗的同時(shí),也給我們帶來了一些意外收獲和啟發(fā)。比如采用輪轂電機(jī)技術(shù)就可以大大簡化車輛的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方式等。
輪轂電機(jī)技術(shù)
輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù),它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi),因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡化。輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物,早在1900年,保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車,在20世紀(jì)70年代,這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對于乘用車所用的輪轂電機(jī),日系廠商對于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早,目前處于領(lǐng)先地位,包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術(shù)有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù),在2011年上海車展展出的瑞麒X1增程電動(dòng)車就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。
輪轂電機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1.應(yīng)用輪轂電機(jī)可以大大簡化車輛的結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的離合器、變速箱、傳動(dòng)軸將不復(fù)存在。這也意味著節(jié)省出更多的空間。
采用輪轂電機(jī)技術(shù)的福特F-150不再使用傳統(tǒng)的傳動(dòng)部件
對于傳統(tǒng)車輛來說,離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的,而這些部件不但重量不輕、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個(gè)問題。除開結(jié)構(gòu)更為簡單之外,采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛可以獲得更好的空間利用率,同時(shí)傳動(dòng)效率也要高出不少。
2.由于每個(gè)輪胎都是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的,非常容易實(shí)現(xiàn)四驅(qū)形式。應(yīng)用輪轂電機(jī)技術(shù)甚至可以實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪反轉(zhuǎn)來達(dá)到原地轉(zhuǎn)向的目的。
AHED“先進(jìn)混合電驅(qū)動(dòng)”輪式裝甲車樣車可以輕松實(shí)現(xiàn)8輪電驅(qū)動(dòng)
由于輪轂電機(jī)具備單個(gè)車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的特性,因此無論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式,它都可以比較輕松地實(shí)現(xiàn),全時(shí)四驅(qū)在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛上實(shí)現(xiàn)起來非常容易。同時(shí)輪轂電機(jī)可以通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)類似履帶式車輛的差動(dòng)轉(zhuǎn)向,大大減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向(不過此時(shí)對車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輪胎的磨損較大),對于特種車輛很有價(jià)值。
3.輪轂電機(jī)可以與傳統(tǒng)動(dòng)力配合,形成混合動(dòng)力汽車,電機(jī)可以安裝在傳統(tǒng)輪圈內(nèi),再加裝一套供電系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn),便于采用多種新能源車技術(shù)。
輪轂電機(jī)技術(shù)可以匹配多種新能源車型
新能源車型不少都采用電驅(qū)動(dòng),因此輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)也就派上了大用場。無論是純電動(dòng)還是燃料電池電動(dòng)車或是增程電動(dòng)車,都可以用輪轂電機(jī)作為主要驅(qū)動(dòng)力;即便是對于混合動(dòng)力車型,也可以采用輪轂電機(jī)作為起步或者急加速時(shí)的助力,可謂是一機(jī)多用。同時(shí),新能源車的很多技術(shù),比如制動(dòng)能量回收(即再生制動(dòng))也可以很輕松地在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車型上得以實(shí)現(xiàn)。
輪轂電機(jī)缺點(diǎn):
1.輪轂電機(jī)要安裝在輪圈內(nèi),這使得車輛的簧下質(zhì)量增加不利于操控。
對于普通民用車輛來說,常常用一些相對輕質(zhì)的材料比如鋁合金來制作懸掛的部件,以減輕簧下質(zhì)量,提升懸掛的響應(yīng)速度。可是輪轂電機(jī)恰好較大幅度地增大了簧下質(zhì)量,同時(shí)也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,這對于車輛的操控性能是不利的。不過考慮到電動(dòng)車型大多限于代步而非追求動(dòng)力性能,這一點(diǎn)尚不是最大缺陷。
2.電制動(dòng)性能有限,維持制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗不少電能。
采用渦流制動(dòng)原理的內(nèi)置緩速器
現(xiàn)在的傳統(tǒng)動(dòng)力商用車已經(jīng)有不少裝備了利用渦流制動(dòng)原理(也即電阻制動(dòng))的輔助減速設(shè)備,比如很多卡車所用的電動(dòng)緩速器。而由于能源的關(guān)系,電動(dòng)車采用電制動(dòng)也是首選,不過對于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛,由于輪轂電機(jī)系統(tǒng)的電制動(dòng)容量較小,不能滿足整車制動(dòng)性能的要求,都需要附加機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng),但是對于普通電動(dòng)乘用車,沒有了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的真空泵,就需要電動(dòng)真空泵來提供剎車助力,但也就意味了有著更大的能量消耗,即便是再生制動(dòng)能回收一些能量,如果要確保制動(dòng)系統(tǒng)的效能,制動(dòng)系統(tǒng)消耗的能量也是影響電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程的重要因素之一。
此外,輪轂電機(jī)工作的環(huán)境惡劣,面臨水、灰塵等多方面影響,在密封方面也有較高要求,同時(shí)在設(shè)計(jì)上也需要為輪轂電機(jī)單獨(dú)考慮散熱問題。
總結(jié):通過這篇文章,相信您已經(jīng)了解了目前不同的混合動(dòng)力系統(tǒng),同時(shí)對它們的原理也有了初步認(rèn)識。也許現(xiàn)有的混動(dòng)汽車并不能一次性解決所有能源問題,但它的出現(xiàn)可以說是在純電能源時(shí)代來臨之前的一個(gè)完美過渡。盡管油電混合動(dòng)力車型在燃油經(jīng)濟(jì)性方面有著較大的優(yōu)勢,節(jié)油效果比較明顯,但在國內(nèi)還是存在購車費(fèi)用較高,可選車型較少等問題。如何解決這些問題,并不是一兩家企業(yè)能夠做到的,而是需要政府等多方面協(xié)同發(fā)展。
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