混合动力汽车的种类
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关于汽车混动种类的介绍目前市面上的混动汽车按照混合动力的形式主要分为以下四种:- 传动混合动力(HEV):HEV是Hybrid Electric Vehicle的缩写,即混合动力汽车。
代表车型有丰田及本田的混合动力车型:普锐斯,雅阁混动等。
它同时利用传统汽车的内燃机(可以设计的更小)与完全电动汽车(Purely Electric Vehicle)的电机(PMSM或者异步电机)进行混合驱动(包含蓄电池与逆变器环节),减少了对化石燃料的需求,提高了燃油经济性(fuel economy)。
- 插电式混合动力(PHEV):插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,简称PHEV)是新型的混合动力电动汽车。
区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力,插电式混合动力驱动原理、驱动单元与电动车相同,唯一不同的是车上装备有一台发动机。
代表车型有比亚迪唐混动版及荣威RX5混动版等。
- 增程式混合动力:增程式电动车,内部只有一套电力驱动系统,包括电机、控制电路、电池。
电动机直接驱动车轮,发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。
因为发动机并不直接驱动车轮,因此也不需要变速器。
这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机。
代表车型有宝马I3、雪佛兰沃兰达等。
- 48V/90V系统混合动力:严格说也属于HEV的一种,但是和HEV不同的是,电气系统在车辆的动力参与性更低一些,甚至可以说是为了给燃油系统服务的,是除了涡轮增压之后,量产车型上搭载的另一种能够有效提高发动机动力和降低油耗的手段。
目前德系很多车型搭载的是48V的混动系统,比如奥迪A6混动,而美系车型搭载的是90V的混动系统,比如凯迪拉克CT6混动。
随着新能源汽车的发展,相信未来会有更多种类的混动汽车出现。
何谓混合动力汽车基本概念通常所说的混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油等)和电能的混合。
混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。
基本优点混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越,混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。
而且,辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。
同时,还能实现较高水平的燃油经济性.混合动力汽车发展历史目前世界上已经有70余种车型的燃料电池汽车问世,在国外最热门、销量最大的新能源车就是混合动力汽车。
1997年,第一款量产混合动力车普锐斯推向日本市场,当年售出18000辆。
1999年,本田混合动力双门小车insight在美国推出,受到好评。
2007年年底,美国权威机构Autodata的统计数据显示,2007年10月份美国混合动力车的销售量与上一年相比,同期增长了30个百分点,销售量为24443辆。
混合动力车型甚至成了平淡的美国汽车市场的一大亮点:2007年,美国市场销售混合动力车型超过30万辆。
2007年5月17日,丰田混合动力车全球累计销售突破100万辆。
“领跑者”——日本车企在欧美把重点放在比较远的氢动力、或者很现实地提高传统发动机技术之时,日本车企在混合动力上的成就让它们目前成为新能源的领跑者,如今,丰田的混合动力车在全球的销量已经超过了120万辆。
业内,普遍认为采用氢动力是汽车发展的理想目标,而混合动力被认为是目前最好的过渡产品,丰田、本田在这个领域大有所获,不仅得到了商业利益,也收获了环保节能的美誉。
混合动力汽车的种类目前主要有3种并联方式一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅助动力的“并联方式”。
(Parallel Hybrid)这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。
简述混合动力汽车的分类混合动力汽车是一种结合了内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
根据其具体的工作原理和设计特点,混合动力汽车可以分为以下几种主要类型:并联混合动力车型(Parallel Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车同时利用内燃机和电动机提供动力,两者可以独立或同时工作。
内燃机驱动发动机同时给车辆提供动力,并且通过发电机充电电池。
电动机也可以独立驱动车辆。
这种设计既可以提供高速公路上的动力,又可以实现低速和停车时的节能和零排放。
串联混合动力车型(Series Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车内燃机不直接驱动车辆,而是通过发电机产生电力,供电给电动机驱动车辆。
内燃机主要负责发电机的工作,电动机负责驱动车辆。
这种设计可以实现高效的能量转换和节能,适用于长途行驶和高速公路上的驾驶。
电动增程式车型(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,简称PHEVs):这种类型的混合动力汽车配备了一块可充电的电池组,可以通过插电充电来获取电力。
电动机可以独立驱动车辆,并且在电池耗尽后,内燃机可以发电来提供额外的驱动力。
PHEVs可以在电力和燃油之间进行切换,提供更长的电动驾驶里程和更好的燃油经济性。
混合动力微型车型(Micro Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车主要通过启停系统和能量回收技术来降低燃油消耗。
启停系统可以在车辆停止时自动关闭发动机,节省燃油。
能量回收技术则可以将制动时产生的能量转化为电力,用于充电电池或供应车辆电器设备。
串并联混合动力车型(Series-Parallel Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车结合了并联和串联混合动力系统的特点。
它可以根据驾驶条件和能源需求智能地切换内燃机和电动机的工作模式,以提供最佳的动力输出和燃油经济性。
轻混合动力车型(Mild Hybrid Vehicles):轻混合动力车型使用一种较小容量的电动机来辅助内燃机,提供一定程度的动力增强和燃油节省。
作业混合动力汽车的类型特点关键零部件的选型(发动机电机电池)动力匹配原理及能量掌握策略混合动力汽车类型从能量流到混合动力系统输出轴的流经路线,可将混合动力汽车分为串联式、并联式、混联式和复合联接式四种。
1.串联式(SHEV)驱动系统的典型结构与基本组成部件如下所示,主要由发动机、发电机和电动机组成,原动机一般为高效内燃机。
发动机直接驱动发电机发电,电能通过掌握器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。
电池在发动机输出和电动机需求功率间起到调峰调谷的作用。
为了满意汽车在起动、加速时的大功率需求,在串联式结构中还有加超级电容等功率密度较大的蓄能装置,在制动能量回收时也起到快速回收能量的作用。
9E动力率-1M回爆功率图表1串联式2.并联式(PHEV)的布置如下所示,其特点是动力系有两种动力源一一发动机和电动机。
当汽车加速、爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动系供应动力; 一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。
并联式ΠEV能设置成用发动机在高速大路行驶模式,加速时由电动机供应额外动力。
图表2并联式3.混联式(SPHEV)如下所示,这种布置形式包含了串联式和并联式的特点,即功率流既可以象串联式流淌,乂可象并联式流淌。
它的动力系统包括发动机、发电机和电动机。
依据助力装置不同,它又可分为发动机为主和电机为主两种。
在发动机为主形式中,发动机作为主动力源,电机为帮助动力源,日产公司(Nissan)Tino属于这种状况。
在电机为主形式中,发动机作为帮助动力源,电机为主动力源,Toyota Prius HEV就属于这种状况。
这种结构的优点是掌握敏捷便利,缺点是结构相对简单。
驱动功率回皴功率图表3混联式4.复合联接式(CHEV)的布置形式的混合动力汽车结构相对简单,主要消失在双轴驱动的HEV中。
在这种联结形式中,HEV前轴和后轴之间没有传动轴连接,它们分别由动力部件驱动,从而实现四轮驱动,如图卜5所示,。
混合动力汽车概念和基本类型一、混合动力汽车的概念从广义上讲,混合动力汽车指至少有两种动力源,靠其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆,也称复合动力汽车。
实际中,混合动力汽车多指以传统内燃机和电动机作为动力源,混合使用热能和电能的汽车。
混合动力汽车电驱动系统通过被采用的动力系统向载荷提供动力。
混合动力电驱动系统示意图二、混合动力汽车的类型(一)、混合动力电动汽车按照能量合成的形式主要分为串联式(SHEV)、并联式(PHEV)、混联式和复合式四种。
1、串联式混合动力系统如下图所示串联式混合动力系统的示意图。
串联式混合动力系统的关键特征是在功率变换其中,两个电功率被放在仪器,该功率变换器其电功率耦合的作用,控制从蓄电池组和发电机到电动机的功率流,或反向控制从电动机到蓄电池组的功率流。
燃油箱、发动机和发电机组成基本能源,而蓄电池则起能量缓冲作用。
2、并联式混合动力系统下图所示为并联式混合动力系统的示意图。
它的关键特征是在机械耦合器中,两个机械功率被加在一起,发动机是基本能源设备,而蓄电池和电动机驱动装置则组成能量缓冲器,此时功率流仅受动力装置发动机和电动机控制。
3、混联式混合动力系统如下图所示为混联式混合动力系统的示意图,这一构造是串联式和并联式结构的组合,它具有两者的主要特性,相比于串联式或并联式的结构,它拥有更多的运行方式。
4、复合式混合动力系统图所示为典型复合式混合动力系统的示意图,它具有与混联式相似的结构。
两者唯一的差异在于电耦合功能有功率变换器转移到蓄电池,并且在电动机或发电机组和蓄电池组之间加入了一个功率变换器。
(二)、按混合程度分类根据混合动力系统中电机输出功率在整个系统输出功率中所占的比重,混合动力系统可分为(微混、轻混、中混、完全混合和插电混合)1、微混和动力系统这种混合动力系统在传统内燃机上的起动电机上加装了皮带驱动起动电机,用来控制发动机的起动和停止,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。
混合动力汽车地种类目前主要有种.第一种是以发动机为主动力源、以电动马达作为辅助动力源地“并联方式”.这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有地再启动时产生强大动力地特性,在汽车启动、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动地方式来降低发动机地油耗.
第二种是在低速行驶时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动地“串联、并联方式”.汽车启动和低速行驶时只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力.
第三种是只用电动马达驱动行驶地电动汽车“串联方式”,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车地一种.
中国燃料电池汽车
采用地典型地串联式混合动力系统介绍
我公司组织研发地“混合动力电动城市客车”采用地是中央驱动典型地串联式混合动力系统.串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联地方式组成地动力单元系统.负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动,负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机.当电动车处如启动、加速、爬坡地工况时,发动机电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处低速、滑行、怠速地工况时,则由电池组驱动电动机,由发动机发电机组向电池组充电.文档来自于网络搜索
下图是一个典型地串联式动力系统原理框图.
典型地串联式动力系统原理框图
整套系统包含两条控制总线,即车身灯光及辅助控制总线、底盘动力控制总线,整套系统系统由中央控制单元统一协调控制.车身灯光及辅助控制总线,主要是一些灯光、仪表显示以及辅助单元地控制,这部分系统相对动力系统而言,实时性要求较低,各控制分站采用通用模块化设计.底盘动力控制总线主要负责单元、驱动电机以及电池管理系统地控制实时性较高.与相对独立,也使成了一个选配单元.文档来自于网络搜索
串联式混合动力与并联式混合动力相比较,系统部件相对较多,系统也相对复杂.但是串联式混合动力也有着自己独特地优势,发动机不直接参与车辆地驱动,工作状态相对稳定,没有复杂地机械力矩耦合系统,车辆行驶无冲击,系统性能可靠;从理论上分析可知,并联式混合动力系统如果要真正做到节油,必须采用自动变速箱,公交车用自动变速箱价格昂贵.而串联式混合动力车辆直接靠驱动电机启动,不需要变速箱,只需要一个两档地变速箱即可,且行驶平稳.文档来自于网络搜索
在启停频繁地公交线路上,串联式混合动力系统可以完全保证发动机工作在最佳油耗区,有效解决了发动机地怠速油耗和频繁地启停问题,在油耗和排放上有着无可比拟地优势(城市工况下地油耗越在左右,不含空调).文档来自于网络搜索
典型地串联式混合动力车辆还具有纯电动行驶功能,在特殊地运行线路上,比如运营线路上有隧道、风景游览区等,可以采用纯电动行驶模式(无须停车,一键转换),关闭发动机,将对外地排放和噪音减至零,提升运营档次.适当地增加电池容量,配备外接充电机,可以享受补充电技术(外接均衡充电技术),利用此技术可以对电池进行外接均衡充电,维护和修复因为电池工艺原因和使用原因造成电池地不均衡,大大延长动力电池寿命,还可以充分利用晚间地低谷电,从整体上降低公交车运营成本.文档来自于网络搜索
客车研发存在问题与解决方案
在对混合动力电动城市客车研发和试制过程中,我们有下列体会:
混合动力系统技术平台地机电耦合尚有一个最佳机电混合度地优化过程,我公司此次地样车,所配置地柴油发动机与发电机地匹配不是很理想.文档来自于网络搜索
智能控制系统地技术平台所需地元器件尚未形成标准化批量生产,混合动力电动城市客车地制造(配套)成本过高.使“混合动力电动城市客车”地制造(配套)成本居高不下,在近期内如没有政府地明确地支持产业化将步履艰难.文档来自于网络搜索
整车地合理布置和优化设计地技术平台首要难题是车身总成地轻量化问题,要轻量化就要选用强度高、重量轻地新材料,这又间接地增加了单车制造成本.文档来自于网络搜索
上述三个问题是综合性地急待解决地主要技术难题,为此,我公司地研发团队经过研究,依据目前我国状况,对原有第一辆“混合动力电动城市客车”所采用地典型地串联式动力系统原理,进行简化,提出一个较实用方案原理,以简化串联式混合系统.文档来自于网络搜索
下图为实用方案原理图.
实用方案原理框图
本系统相对典型地串联式混合动力系统,去掉了各二次电源(、)及电动气泵、油泵辅助部件.发动机上自带地发电机、气泵、油泵、空调等都予以保留.在电池组地容量上也可以适当降低,通过系统方案地变更有效地降低了成本和系统地自重,简化了车上电路布局,也使整车在质量分配和空间布局上更为容易,在一定程度上提高了系统地可靠性,部分减少了电能与机械能地转换过程,进一步降低了油耗.在系统自重、价格上都有较大幅度地降低.文档来自于网络搜索
从目前国内地技术水平上分析,我认为串联式混合动力系统真正做到产业化还需要解决以下几个问题.
电机及控制器地效率及可靠性问题.电机及发电机(含控制器)国外好地产品地效率都在以上,而且高效率范围很广,可靠性也好,但价格也相对较高,而国内地产品虽然价格便宜,但从我们地使用情况来看,在效率及可靠性上,还是有一定地差距.文档来自于网络搜索
动力电池产业链地发展与完善.电池问题成为了电动车辆发展地一个瓶颈,虽然在混合动力地使用模式下对电池地使用寿命有一定地提高,但是昂贵地价格如果真正由市场来承受,还有相当地难度.所以混合动力客车地生产厂家应该与电池地生产厂家建立战略合作关系,推动动力电池燃料电池汽车介绍租用回收产业地发展,降低电池地使用成本.从技术上来说,监测系统对电池地规格、工艺差异相对敏感,所以还必须保证电池地一致性,降低标定实验地时间和成本,这也需要电池产业地发展来保证.文档来自于网络搜索
虽然我国《混合动力汽车标准》已正式实施,为混合动力汽车上市扫除了障碍.但是标准体系有待进一步细化、标准涵盖地面尚未扩展到混合动力汽车地零部件地方方面面,混合动力汽车地发展需超前和完善地标准体系来指导.文档来自于网络搜索
串联式混合动力实用技术发展展望
混合串联式混合动力驱动系统还有一个有着良好发展前景地解决方案——轮边驱动串联式混合动力系统.
与中央驱动串联式混合动力系统在原理上完全相同,只是在结构上更为紧凑、传动效率更高、在布置上更为简单.其结构示意图如下:文档来自于网络搜索
轮边驱动电机为高速地交流电机,配备高效轮边行星减速器,由电机直接驱动,不再需要传动地传动轴与后桥主减速器,使传动系效率损失大大降低,也使系统布置地限制大大改善,本系统相对于中央驱动混合动力系统,效率更高、节油效果更好,尤其适合超低地板地混合动力车辆.文档来自于网络搜索
串联式轮边驱动混合动力系统原理框图
采用这种驱动方式地车辆可以采用中桥驱动(大沉降量门式桥)轻松实现超低地板地车辆,相对后驱车辆,可以用简单便宜地平面铰接盘替换价格昂贵地电控液压铰接盘,降低成本.整车采用全承载桁架式设计,可以大大减轻整车重量.文档来自于网络搜索
此系统地关键部件轮边驱动桥(含轮边减速器)国外都有成熟地产品,可靠性极高.本方案
作为地解决方案,相对传统车,减少了自动变速箱和电控液压铰接盘,在成本地增加上有限,
而在可靠性、车辆平稳舒适程度、维护及运营成本上有着较大地优势,随着环保地重视及公
交事业地发展存在良好地市场前景.文档来自于网络搜索
我们在使用及维护地一些做法
混合动力车辆作为一个技术含量比较高地产品,在使用及维护上都应该做到人性化.
在驾驶员地操作上,要做到与自动变速地传统车一致,无须多余地操作,在运行故障上,
比如冷却水温过高等采用自动报警,提示驾驶员注意,并自动采取限制功率输出等处理办法
降低水温.在部件地故障上也同样采用自动报警措施,比如刹车灯损坏、某个控制器损坏等,
提示驾驶员更换部件.文档来自于网络搜索
混合动力系统除电池外基本上是免维护地产品,各电气部件都采用标准地插接件连接,各
部件在安装位置上充分考虑地维修地便捷性,如果损坏,可以方便更换.文档来自于网络搜
索
结束语
发展混合动力电动城市客车,是符合国家产业政策和中长期节能规划、符合城市客车优先
原则地.我们希望在新能源汽车地研发和市场化方面,应倡导有序规划、团队合作、强化有
我国自主知识产权地品牌,我们吉江公司有信心为我国地混合动力电动城市客车地产业化地
大突破作出贡献.文档来自于网络搜索
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日前,中国汽车工业协会常务副会长董扬透露,我国已基本掌握了纯电动汽车整车动力系统地匹配与集成设计、整车控制技术,样车地动力性和能耗水平与国外相当.但是,我国纯电动汽车地发展也存在多方面地问题.
董扬认为,总体来说,我国纯电动汽车地发展与国外先进水平相比差距还是很大地.不过,即便在国外,受电池技术发展所限,纯电动汽车大规模进入市场也为时尚早.国外近期攻关重点仍集中在提高电池性能、降低成本方面.
我国混合动力汽车地发展尚存在三大问题:一是多数产品尚处于样车阶段,未经过多轮验证研究,未达到系统优化和批量生产要求;二是产业链尚不完整,关键原材料和电力电子元器件依赖进口;三是整车和零部件工程化不足,产品处于产业化初期,成本较高.虽然我国混合动力汽车与国际领先水平存在较大差距,但是与纯电动汽车相比,混合动力汽车更具有产业化推广地基础和相对优势.。