模塊2　混合動(dòng)力汽車初探

項(xiàng)目1　混合動(dòng)力汽車的分類

2.1.1　混合動(dòng)力技術(shù)定義

Hybrid表示混合動(dòng)力系統(tǒng)或混合動(dòng)力技術(shù)。Hybrid一詞來源于拉丁語“Hybrida”，含義指交叉或混合的事物。在技術(shù)上，Hybrid是指一套將兩種互不相同的技術(shù)融合在一起的系統(tǒng)。當(dāng)它應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)方案時(shí)，Hybrid一詞則被用于兩種場合：雙燃料驅(qū)動(dòng)（在后文提到，參見本模塊項(xiàng)目3油氣混合車型）和混合動(dòng)力技術(shù)。混合動(dòng)力車型一般在車身上會(huì)標(biāo)識(shí)“HYBRID”表明其身份。

混合動(dòng)力指兩種不同的動(dòng)力系統(tǒng)的組合，它們以不同的工作原理工作。目前大家對混合動(dòng)力技術(shù)的理解是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)的組合。電動(dòng)機(jī)可以用作產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)。其組成形式如圖2-1所示。

2.1.2　根據(jù)混動(dòng)程度分類

根據(jù)混動(dòng)程度不同，混合動(dòng)力系統(tǒng)可以分為以下三類。

（1）微混合動(dòng)力系統(tǒng)

在這種動(dòng)力方案中，電氣組件（起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)）僅用于啟動(dòng)、停止功能。在制動(dòng)時(shí)，部分動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為電能以重新利用（能量再生）。車輛無法通過純電力驅(qū)動(dòng)行駛。因發(fā)動(dòng)機(jī)需要頻繁啟動(dòng)，故對12V玻璃纖維蓄電池進(jìn)行了升級改造。微混合動(dòng)力系統(tǒng)組成形式如圖2-2所示。

（2）中度混合動(dòng)力系統(tǒng)

電力驅(qū)動(dòng)用來輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。車輛無法通過純電力驅(qū)動(dòng)行駛。利用中度混合動(dòng)力系統(tǒng)可以在制動(dòng)時(shí)回收更多的動(dòng)能，并以電能的形式儲(chǔ)存在高壓蓄電池中。高壓蓄電池及電氣組件的額定電壓和額定功率更高。由于電動(dòng)機(jī)的輔助，發(fā)動(dòng)機(jī)可以在最佳的效率范圍內(nèi)啟動(dòng)。這被稱為負(fù)載點(diǎn)推移。中度混合動(dòng)力系統(tǒng)組成形式如圖2-3所示。

（3）全混合動(dòng)力系統(tǒng)

這種系統(tǒng)將功率更強(qiáng)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)純電力驅(qū)動(dòng)。一旦達(dá)到規(guī)定條件，電動(dòng)機(jī)即可輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。低速行駛時(shí)，完全由電力驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)具備啟動(dòng)、停止功能。回收的制動(dòng)能量可為高壓蓄電池充電。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的離合器可以斷開這兩個(gè)系統(tǒng)之間的連接。發(fā)動(dòng)機(jī)僅在需要時(shí)介入。該種混合動(dòng)力系統(tǒng)組成形式如圖2-4所示。

2.1.3　根據(jù)混動(dòng)模式分類

根據(jù)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，混合動(dòng)力系統(tǒng)又可以分為以下四類。

（1）串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。該種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)組成形式如圖2-5所示。

（2）并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

并聯(lián)式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。這種技術(shù)通常用于對已有車輛進(jìn)行“混合動(dòng)力化”。發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變速箱安裝于一根軸上。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)通常配有一臺(tái)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)各自輸出功率的總和等于總輸出功率。這種方案可以保留車輛上大部分的原有零部件。在四輪驅(qū)動(dòng)車輛的并聯(lián)混合動(dòng)力設(shè)計(jì)中，四個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)力由托森差速器和分動(dòng)器傳送。該種混動(dòng)模式組成形式如圖2-6所示。

（3）混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)除配有發(fā)動(dòng)機(jī)外，還配有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，二者均安裝于前橋上。

驅(qū)動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同提供，通過行星齒輪組傳遞給變速箱。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，兩種形式的動(dòng)力輸出并不能全部傳遞給車輪。其中一部分動(dòng)力輸出用于驅(qū)動(dòng)車輛，而另一部分則以電能的形式儲(chǔ)存在高壓蓄電池中。這種混動(dòng)模式組成形式如圖2-7所示。

（4）混串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

混串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)是串聯(lián)與混聯(lián)兩種混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)合。車輛擁有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)1安裝于前橋上，電動(dòng)機(jī)2則安裝于后橋上。

這種方案適用于四輪驅(qū)動(dòng)車輛。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)1通過行星齒輪組連接至車輛變速箱。同樣，在這種情況下，各動(dòng)力源輸出的動(dòng)力并不全部傳遞給車輪。后橋上的電動(dòng)機(jī)2會(huì)在需要時(shí)啟動(dòng)。由于這樣的設(shè)計(jì)，高壓蓄電池安裝在車輛前、后橋之間。這種混動(dòng)模式的組成形式如圖2-8所示。