混合動力系統(tǒng)的優(yōu)點

【專家解說】：當前普遍使用的燃油發(fā)動機汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還 會跌至25％，更為嚴重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀90年代以來，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖 然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術問題阻礙了電動汽車的應用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠未達 到人們所要求的數(shù)值，專家估計在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機汽車（除非燃料電池技術有重大突破）。 現(xiàn)實迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝 置就是將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅動力，輔助動力單元實際上是一臺小型燃料發(fā)動機或動力發(fā)電機組。形象一點說，就是 將傳統(tǒng)發(fā)動機盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機系統(tǒng)承擔。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，又可以 發(fā)揮電動機無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補短，汽車的熱效率可提高10％以上，廢氣排放可改善30％以上。 混合動力源電動車按照能量合成的的形式主要分為串聯(lián)式(SHEV）和并聯(lián)式（PHEV）兩種。 串聯(lián)式動力由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)的方式組成SHEV的動力單元系統(tǒng)。負荷小時由電池驅動電動 機帶動車輪轉動，負荷大時則由發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電驅動電動機。當電動車處如啟動、加速、爬坡的工況時，發(fā)動機-電動機組和電池組共同 向電動機提供電能；當電動車處低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，由發(fā)動機-發(fā)電機組向電池組充電。這種串聯(lián)式電動車不 管在什么工況下，最終都要由電動機來驅動車輪。例如福特“新能級－2010”SHEV，其電池采用燃料電池，在城市市區(qū)行駛時全部由燃料電池 驅動電動機，電動機通過減速器（變速器）和驅動橋驅動車輪，達到了“零排放”要求。當高速及爬坡時，則由發(fā)動機-電動機組和燃料電池組 共同向電動機供電，驅動車輪。 并聯(lián)式裝置的發(fā)動機和電動機以機械能疊加的方式驅動汽車，發(fā)動機與電動機分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在 不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。電動機既可以作電動機又可以作發(fā)電機使用，又稱為電動－發(fā)電機組。由于沒有單獨的發(fā)電機 ，發(fā)動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，因此該裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅動系統(tǒng)，得到比較廣泛的應用。例如大眾汽車公司的高爾夫PHEV， 發(fā)動機通過離合器1帶動電動－發(fā)電機，輸出扭力再通過另一邊離合器2驅動車輛行駛。靜止啟動時，電池向電動－發(fā)電機供電，此時電動－ 發(fā)電機就是發(fā)動機的起動機。發(fā)動機啟動后，發(fā)動機一方面作為車輛單獨的動力源驅動車輪，另一方面又帶動電動－發(fā)電機發(fā)電向電池充電， 此時與傳統(tǒng)汽車一樣。在市區(qū)行駛時，發(fā)動機關閉，離合器1脫開，離合器2接合，電池做為唯一能源向電動機供電，由電動機取代發(fā)動機驅 動車輪。當電動車需要高速或高負荷時，發(fā)動機啟動離合器1閉合，發(fā)動機與電動－發(fā)電機系統(tǒng)組成復合驅動形式，以最大功率驅動車輛。 混合動力汽車在發(fā)達國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進入實用階段。由于構造復雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車 只是一種過渡產(chǎn)品。