你真的了解混合動力嗎? 淺談混合動力分類及結(jié)構(gòu)
[](文:蔡欣宇)作為新能源的一大分支,混合動力車型在我們的生活中并不少見,除了政策驅(qū)動外,也有越來越多的消費者開始接受混合動力車型。不過雖然普及程度相對較高,但對于混合動力系統(tǒng)的工作方式以及分類,相信大部分消費者的了解并不深入。那么今天,我們就來看看混合動力系統(tǒng)的分類方式,并通過對混動系統(tǒng)設(shè)計的典型案例進行分析,進一步探究不同種類混動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作方式。
二、根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中,電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重,即混合程度的高低,混合動力系統(tǒng)還可以分為以下三類:
以上就是常見的對于混合動力車型的分類方式。說到底就是從兩個不同角度來審視混合動力汽車,第一類是根據(jù)發(fā)動機與電動機聯(lián)結(jié)方式分類,第二類是根據(jù)兩種動力的混合程度進行分類。
近些年,新能源車迅速發(fā)展,目前市面上比較常見的混動汽車大多屬于中度以及重度混合動力系統(tǒng),不過也有小部分采用輕混系統(tǒng)的車型,如凱迪拉克XT5。而在動力的聯(lián)結(jié)方式上,各個廠家都有自己的思路,當然了,避開各種專利也是采用不同方式的原因之一。
下面,我們通過一些實例,來看看目前主流的混合動力系統(tǒng)都采用了怎樣的運轉(zhuǎn)方式。
說到混合動力,相信大家最先想到的一定是豐田,作為最早一批大力推進新能源產(chǎn)品的車企,豐田混合動力車型無論是在實力還是銷量上,都有著不錯的表現(xiàn),尤其是在近期,卡羅拉雷凌雙擎兩款車月均銷量穩(wěn)定在4000臺,雖然這一數(shù)字并不算夸張,但是考慮到它們混合動力車型的身份,這樣的銷量還是非常可觀的。
作為混聯(lián)式混動系統(tǒng)的代表,咱們來看看豐田的混動技術(shù)都有哪些特點。我將以大家最為熟悉的豐田凱美瑞雙擎為例,對其結(jié)構(gòu)進行大致的剖析。
在發(fā)明阿特金森循環(huán)發(fā)動機的初期,這樣的工作方式是通過復雜的連桿協(xié)作實現(xiàn)的,而發(fā)展到今天,過于復雜的結(jié)構(gòu)顯然已經(jīng)不再適合工業(yè)的發(fā)展趨勢,于是現(xiàn)在大部分車的做法是采用了延長氣門關(guān)閉時間的方式使吸入的空氣排出去一部分,從而實現(xiàn)膨脹比大于壓縮比的效果。避免過高的壓縮比所帶來的爆震等負面效果,同時提高膨脹比,延長發(fā)動機的做工行程,實現(xiàn)省油的最終目的。
THS II系統(tǒng)中帶有兩臺電動機——MG1和MG2。MG1主要用于發(fā)電,以及作為啟動電機使用。而MG2主要用于驅(qū)動汽車。MG1、MG2以及發(fā)動機輸出軸被連接到一套行星齒輪機構(gòu)的太陽輪、齒圈和行星架上。動力分配就是通過功率控制單元控制MG1和MG2電機,通過行星齒輪機械機構(gòu)進行分配的。在這種結(jié)構(gòu)下,發(fā)動機輸出經(jīng)過固定減速機構(gòu)減速后直接驅(qū)動車輪。
說完了豐田的THS II之后,我們來看看同為日系品牌的本田,在混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上又有著怎樣的特點。
首先,上文曾提到過,本田的i-MMD系統(tǒng)與豐田THS II系統(tǒng)最大的區(qū)別之一,就在于i-MMD系統(tǒng)是可以使用發(fā)動機單獨驅(qū)動車輛的。這是由于,本田i-MMD系統(tǒng)采用了并聯(lián)式混動系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)上,豐田要更加復雜,換句話說,本田的i-MMD系統(tǒng)在工作時是在不斷切換動力來源,而豐田的THS-II則是在不斷地調(diào)整各個動力來源的混合比例。
在驅(qū)動模式上,本田也與大多數(shù)混動車型不同。i-MMD系統(tǒng)摒棄了發(fā)動機和電動機同時驅(qū)動車輪的模式,它的三種模式分別是純電動、依靠發(fā)動機供電的純電動以及發(fā)動機驅(qū)動。也就是說,i-MMD的真正的驅(qū)動模式只有兩種,電動和發(fā)動機驅(qū)動,只不過大多數(shù)時間發(fā)動機也運轉(zhuǎn),但運轉(zhuǎn)只是給電動機提供電力而已,并不提供動力。
上邊我們分別舉例說明了混聯(lián)式混動系統(tǒng)以及并聯(lián)式混動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征,而還有一種方式,也就是串聯(lián)式混動系統(tǒng),下面我們通過對老款雪佛蘭沃藍達的分析,進一步解讀串聯(lián)式混動系統(tǒng)的特點。
肯定有朋友要問了,為什么不用通用最新的新能源車型別克Velite5作為實例呢?因為在狹義上來講,Velite 5并不屬于串聯(lián)式混動系統(tǒng),雖然大多數(shù)時間發(fā)動機并不直接驅(qū)動車輛,不過它的發(fā)動機在特定情況下還是能夠進行直接驅(qū)動,這也就不符合串聯(lián)式混動系統(tǒng)的定義了。所以我們選擇老款雪佛蘭沃藍達來進行說明。
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