2.4.1 混合動(dòng)力汽車的種類

世界各個(gè)汽車公司采用了各種各樣的車輛改裝為混合動(dòng)力汽車，用多種多樣的發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和混合器組成了多種多樣“混合”形式。根據(jù)所采用的不同動(dòng)力組合裝置和不同的組合方法，混合動(dòng)力汽車可以分為：①串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車；②并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車；③混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車。

（1）串聯(lián)式 驅(qū)動(dòng)力以發(fā)動(dòng)機(jī)→發(fā)電機(jī)→（電池）→電機(jī)→車輪的順序依次傳遞的動(dòng)力系統(tǒng)所構(gòu)成的混合動(dòng)力汽車叫做串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（Series Hybrid Electric Vehicle, SHEV），其系統(tǒng)動(dòng)力傳遞路線及基本構(gòu)造如圖2-20所示。它是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中結(jié)構(gòu)形式最簡單的一種，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，但需要發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電機(jī)這三個(gè)驅(qū)動(dòng)部件。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，它是為了增加續(xù)駛里程而以發(fā)動(dòng)機(jī)為輔助型的一種電動(dòng)汽車。行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化后的電能一部分經(jīng)由電機(jī)和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪，一部分則存儲(chǔ)在蓄電池中，供汽車加速或者在其他工況下使用。

（2）并聯(lián)式 發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力和蓄電池、壓力儲(chǔ)能裝置等的驅(qū)動(dòng)力一起并行向車輪傳遞的動(dòng)力系統(tǒng)所構(gòu)成的汽車叫并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（Parallel Hybrid Electric Vehicle, PHEV），其系統(tǒng)動(dòng)力傳遞路線及基本構(gòu)造如圖2-21所示。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車只需發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部件，并以各自獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪，而且發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通常會(huì)采用不同的離合器來驅(qū)動(dòng)車輪，具有三種不同的工作模式：發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、電力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)和電力混合驅(qū)動(dòng)。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，它是一種為了降低排放和燃油消耗而以電機(jī)電力為輔助型的燃油汽車。行駛時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于驅(qū)動(dòng)汽車所需要的功率或者汽車處于再生制動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，電機(jī)就工作于發(fā)電狀態(tài)，將多余的電能充給蓄電池。

圖2-20 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

（3）混聯(lián)式 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車是在結(jié)構(gòu)上綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車（Parallel Series Hybrid Electric Vehicle, PSHEV），其系統(tǒng)動(dòng)力傳遞路線及基本構(gòu)造如圖2-22所示。它兼有串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，與串聯(lián)式相比，它增加了機(jī)械動(dòng)力的傳遞路線；與并聯(lián)式相比，它增加了電能的傳輸路線。但是，結(jié)構(gòu)上綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式特點(diǎn)也造成了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)。混聯(lián)式動(dòng)力汽車動(dòng)力有兩種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)：一種是發(fā)動(dòng)機(jī)（帶ISG）與驅(qū)動(dòng)電機(jī)并聯(lián)，兩者動(dòng)力在動(dòng)力混合器中組合然后驅(qū)動(dòng)車輪；另外一種是發(fā)動(dòng)機(jī)（帶ISG）與驅(qū)動(dòng)電機(jī)并聯(lián)，兩者動(dòng)力分別帶動(dòng)前后輪或者后前輪，動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)輪處混合。

圖2-21 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

圖2-22 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

這三種類型的混合動(dòng)力汽車各有優(yōu)缺點(diǎn)，表2-3為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)比較。盡管各有優(yōu)缺點(diǎn)，這三種類型的混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比是比較節(jié)油的。首先，它們可以在汽車停車等候或者低速滑行等工況下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)來節(jié)約燃油；其次，它們的電力驅(qū)動(dòng)部分中的電機(jī)能夠作為發(fā)電機(jī)來工作，當(dāng)汽車減速滑行或者緊急制動(dòng)時(shí)，可以將部分制動(dòng)能量通過發(fā)電機(jī)回收轉(zhuǎn)化為電能存入蓄電池，從而進(jìn)一步提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性；最后，混合動(dòng)力汽車蓄電池在汽車的一般行駛中能夠吸收、儲(chǔ)存電能，而在需要大功率的時(shí)候能提供電能，這種補(bǔ)償作用平滑了內(nèi)燃機(jī)的工況波動(dòng)，使得混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)處于高效率的最優(yōu)工作區(qū)域內(nèi)。

表2-3 串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車主要優(yōu)缺點(diǎn)比較