混合動(dòng)力系統(tǒng)概要——汽車電子圖解（三）

     混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類方法有二種。一種是根據(jù)可實(shí)現(xiàn)的功能的不同來進(jìn)行分類，另一種是以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方式來分類。

　　首先，按功能來分類的話，就如同圖3所示。只有無空轉(zhuǎn)功能的稱為微HEV或ISS（Idling Stop System）。在該功能的基礎(chǔ)上增加加速輔助、能量再生及發(fā)動(dòng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)功能等的話，就稱為弱HEV，而增加EV行駛功能的話則稱為強(qiáng)HEV。越接近強(qiáng)HEV，CO2排放量及尾氣就越少。而EV的排放全部為零。另外，插電式HEV（PHEV）及通過運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)來延長行駛距離的增程器式EV被定位于強(qiáng)HEV和EV之間。

圖3：HEV和EV的CO2減排效果

　　按照不同功能對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分類。

　　以驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分類時(shí)，主要分為串聯(lián)式HEV、并聯(lián)式HEV、串并聯(lián)式HEV三種方式。下面來依次介紹一下三者的構(gòu)成及特點(diǎn)。

　?。?）串聯(lián)式HEV

　　串聯(lián)式HEV配備為主電池充電的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，一邊始終充電一邊用馬達(dá)行駛（圖4）。也可認(rèn)為是在EV的基礎(chǔ)上增加配備了發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。在市售車中，與私人乘用車相比，該方式在公交車上采用得較多，豐田1997年上市的“Coaster HEV”以及三菱扶桑卡客車2004年上市的“Aero Nostep HEV”就采用了該方式。

圖4：串聯(lián)式HEV的構(gòu)成

　　僅靠馬達(dá)行駛。配備高功率大型馬達(dá)。

　　串聯(lián)式HEV的特點(diǎn)如下：

　　·僅靠馬達(dá)行駛，因此與其他方式相比，馬達(dá)及發(fā)電機(jī)為高功率大型產(chǎn)品。

　　·將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，因此能源效率略低?/P>

　　·驅(qū)動(dòng)力控制及功率輸出控制較簡單。

　　·發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此比較容易實(shí)現(xiàn)尾氣凈化。

　　（2）并聯(lián)式HEV

　　并聯(lián)式HEV并聯(lián)配置發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)，可由兩方供給行駛動(dòng)力（圖5）。除本田作為“IMA（Intelligent Motor Assist）”進(jìn)行實(shí)用化之外，還得到了戴姆勒“Mercedes-Benz S400 HYBRID”及寶馬“ActiveHybrid 7”等的采用。在本田的IMA中，發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)采用直接連接構(gòu)造，同時(shí)旋轉(zhuǎn)。而與此不同的是，還有很多廠商開發(fā)了在發(fā)動(dòng)機(jī)與馬達(dá)之間夾入離合器，通過斷開離合器來實(shí)現(xiàn)EV行駛的系統(tǒng)。

圖5：并聯(lián)式HEV（直接連接）的構(gòu)成

　　馬達(dá)只起輔助性作用，采用小型產(chǎn)品。

　　并聯(lián)式HEV（直接連接）的特點(diǎn)如下：

　　·只需在以往車型的發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間追加馬達(dá)，因此構(gòu)成簡單。

　　·馬達(dá)的功率輸出只起輔助作用。幾乎不進(jìn)行EV行駛，因此馬達(dá)為小型產(chǎn)品。

　　·馬達(dá)兼具發(fā)電機(jī)作用，因此再生電力只有儲(chǔ)存到電池中后才能用于行駛。

　　·通過在發(fā)動(dòng)機(jī)與馬達(dá)之間夾入離合器，可進(jìn)行EV行駛，但這時(shí)需要大輸功馬達(dá)。

　?。?）串并聯(lián)式HEV

　　串并聯(lián)式HEV的代表示例是豐田普銳斯等采用的“THSⅡ（Toyota Hybrid System Ⅱ）”。該方式利用行星齒輪機(jī)構(gòu)綜合發(fā)動(dòng)機(jī)、MG1、MG2三種動(dòng)力源，根據(jù)行駛狀態(tài)來組合這些動(dòng)力源，由此進(jìn)行驅(qū)動(dòng)（圖6）。

　圖6：串并聯(lián)式HEV的構(gòu)成

　　同時(shí)具備串聯(lián)方式和并聯(lián)方式兩者的優(yōu)點(diǎn)。

　　這里的MG是指馬達(dá)兼發(fā)電機(jī)的縮略語。由于需要在馬達(dá)功能與發(fā)電機(jī)功能之間頻繁進(jìn)行切換，因此將原來稱為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)的部分稱為MG。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是驅(qū)動(dòng)車輛和驅(qū)動(dòng)MG1。MG1的作用除了為主電池充電外，還包括作為馬達(dá)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及對(duì)車輛進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輔助。MG2的作用是實(shí)現(xiàn)EV行駛、做加速輔助，以及作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行能量再生。

　　串并聯(lián)式HEV的特點(diǎn)如下：

　　·具備串聯(lián)方式和并聯(lián)方式兩者的優(yōu)點(diǎn)，兼顧燃效和行駛性。

　　·系統(tǒng)效率較高，因此燃效提高效果顯著。

　　·系統(tǒng)及控制較復(fù)雜。