插电式混动有几种运行模式

从传统动力向纯电过渡,混动车型是个必经阶段,但混合动力的结构非常多,人们常常用串联、并联、混联来称呼,它们到底什么意思?

插电式混动有几种运行模式(原创这篇文章你才能真正区分清楚混动系统的串联并联和混联)(1)

特约撰稿/丁海春 编辑/国舜

首先,给大家讲下混合动力的今世前生。

混合动力可不是最近才出现的“黑科技”。

早在1900年,德国费迪南德·波尔舍(保时捷)将蓄电池动力轮毂驱动装置与汽油发动机组合,创造出世界上第一辆混合动力汽车——SemperVivus。

该车装有两台汽油机,它们各自驱动一台发电机,形成两套独立的充电系统,为轮毂电机和蓄电池提供电力,形成了一个混合动力系统。

使用电动机的附加成本以及与酸性蓄电池组相伴随的公害性,是第一次世界大战后混合动力电动汽车从市场中消失的关键因素。

1)插电与不插电

最简单的方式,混合动力可以分为插电式(PHEV)和油电式(HEV)。

顾名思义,不能够利用外接电网对车辆进行充电的就是油电式混合动力,例如凯美瑞。

我国政策目前将非插电式的油电混合汽车排除在新能源汽车补贴范围之外,插电式混合动力才被认可为新能源汽车。

PHEV细分的话又可分为全电型PHEV和混合型PHEV。

全电型PHEV,主要靠电机驱动车辆,发动机不参与动力输出,只对电池进行充电,类似一个带了油箱和发动机的纯电动车型。如果发动机功率小,电池容量小,此时发动机像是一个充电宝,只能用于应急供电,属于城市增程型REV,比如BMW I3增程型。

发动机功率足够且电池有足够的容量,此时只要有油,发动机就可以一直为电池充电,续航里程大大增加且没有里程焦虑,称为全性能增程式REV,例如通用的VELITE 5。

VELITE 5 结构图

别克VELITE 5

如果发动机既能参与动力输出又能对电池进行充电,则被称为混合型插电式,比如BMW 530LE。

2)根据动力系统的结构和能量混合方式,通常分为串联、并联、混联三种形式

a) 串联

串联式混合动力汽车中,发动机只带动发电机发电,不直接为车轮提供驱动力,上面提到的增程式是其中的一种。

这种构型的动力系统在汽车上实现产品化之前已经被用于火车的动力系统,典型的火车内燃机车使用的就是内燃机发电、电机驱动轮毂的串联混合动力方式来运行。除此之外,很多大型工程车辆也是采用这种方式,比如利勃海尔t282b,由于传统的变速箱无法承受非常高的扭矩,因此采用轮毂电机。该车的V20,90L排量的柴油机只是充当了发电机。

b) 并联

发动机和电机可以单独驱动车辆,急加速时也可以同时驱动。通常只需要一个电机,既可作电动机,也可作发电机。

与串联构型相比,并联构型对电机功率的需求降低,但发动机所需工况范围更广。欧洲与中国市场并联混合动力车型较多。例如高尔夫GTE。

c)混联

顾名思义,是串联构型和并联构型的综合。至少需要两个电机,一个作发电机,一个作电动机(及制动能量回收电机)。混联构型能够使发动机、发电机、电机等部件进行更多的组合,从而在结构上保证了系统能够尽可能多地工作在高效区,因此节能效果更好。

混联构型可分为两种,一种是以丰田THS(例如普锐斯)和通用Voltec(例如君越混动)为代表的功率分流式,采用一个或者多个行星轮外加离合器,进行动力的分配。

通用THS单行星轮系统

丰田普锐斯

通用Voltec 双行星轮系统

君越30H

另一种是以本田雅阁(Accord)为代表的串并联式,特征是由离合器取代了行星齿轮机构,通过离合器的断开与接合实现不同的工作模式,故又称开关式。

本田开关式混动系统的结构图

本田Accord混联构型(i-MMD,开关式)

目前,欧洲与中国市场并联车型较多,而美国和日本则是混联构型。

郝国舜_31UJOM

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