模塊2　混合動力汽車初探

項目1　混合動力汽車的分類

2.1.1　混合動力技術定義

Hybrid表示混合動力系統或混合動力技術。Hybrid一詞來源于拉丁語“Hybrida”，含義指交叉或混合的事物。在技術上，Hybrid是指一套將兩種互不相同的技術融合在一起的系統。當它應用于驅動方案時，Hybrid一詞則被用于兩種場合：雙燃料驅動（在后文提到，參見本模塊項目3油氣混合車型）和混合動力技術。混合動力車型一般在車身上會標識“HYBRID”表明其身份。

混合動力指兩種不同的動力系統的組合，它們以不同的工作原理工作。目前大家對混合動力技術的理解是一個發動機和一個電動機的組合。電動機可以用作產生電能的發電機、驅動車輛的電動機或發動機的起動機。其組成形式如圖2-1所示。

2.1.2　根據混動程度分類

根據混動程度不同，混合動力系統可以分為以下三類。

（1）微混合動力系統

在這種動力方案中，電氣組件（起動機/發電機）僅用于啟動、停止功能。在制動時，部分動能可以轉化為電能以重新利用（能量再生）。車輛無法通過純電力驅動行駛。因發動機需要頻繁啟動，故對12V玻璃纖維蓄電池進行了升級改造。微混合動力系統組成形式如圖2-2所示。

（2）中度混合動力系統

電力驅動用來輔助發動機驅動車輛。車輛無法通過純電力驅動行駛。利用中度混合動力系統可以在制動時回收更多的動能，并以電能的形式儲存在高壓蓄電池中。高壓蓄電池及電氣組件的額定電壓和額定功率更高。由于電動機的輔助，發動機可以在最佳的效率范圍內啟動。這被稱為負載點推移。中度混合動力系統組成形式如圖2-3所示。

（3）全混合動力系統

這種系統將功率更強的電動機和發動機相結合，可以實現純電力驅動。一旦達到規定條件，電動機即可輔助發動機的運行。低速行駛時，完全由電力驅動。發動機具備啟動、停止功能。回收的制動能量可為高壓蓄電池充電。發動機和電動機之間的離合器可以斷開這兩個系統之間的連接。發動機僅在需要時介入。該種混合動力系統組成形式如圖2-4所示。

2.1.3　根據混動模式分類

根據混合動力驅動模式，混合動力系統又可以分為以下四類。

（1）串聯式混合動力系統

串聯式混合動力系統由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯方式組成串聯式混合動力汽車動力單元系統，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。該種驅動結構組成形式如圖2-5所示。

（2）并聯式混合動力系統

并聯式設計的特點是結構簡單。這種技術通常用于對已有車輛進行“混合動力化”。發動機、電動機和變速箱安裝于一根軸上。并聯式混合動力系統通常配有一臺電機。發動機和電動機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。在四輪驅動車輛的并聯混合動力設計中，四個車輪的驅動力由托森差速器和分動器傳送。該種混動模式組成形式如圖2-6所示。

（3）混聯式混合動力系統

混聯式混合動力系統除配有發動機外，還配有一臺電動機，二者均安裝于前橋上。

驅動力由發動機和電動機共同提供，通過行星齒輪組傳遞給變速箱。與并聯式混合動力系統設計不同，兩種形式的動力輸出并不能全部傳遞給車輪。其中一部分動力輸出用于驅動車輛，而另一部分則以電能的形式儲存在高壓蓄電池中。這種混動模式組成形式如圖2-7所示。

（4）混串聯式混合動力系統

混串聯式混合動力系統是串聯與混聯兩種混合動力系統的結合。車輛擁有一臺發動機和兩臺電動機。發動機和電動機1安裝于前橋上，電動機2則安裝于后橋上。

這種方案適用于四輪驅動車輛。發動機和電動機1通過行星齒輪組連接至車輛變速箱。同樣，在這種情況下，各動力源輸出的動力并不全部傳遞給車輪。后橋上的電動機2會在需要時啟動。由于這樣的設計，高壓蓄電池安裝在車輛前、后橋之間。這種混動模式的組成形式如圖2-8所示。