混合動力汽車的主要分類
SHEV是由發動機、發電機和驅動電動機三大動力總成組成,發動機、發電機和驅動電動機采用“串聯”的方式組成SHEV的驅動系統。SHEV用發動機-發電機組均衡地發電,電能供應驅動電動機或動力電池組,使SHEV的行駛里程得到延長。實際上SHEV的發動機-發電機組只能看作一種電能供應系統,發動機并不直接參與SHEV的驅動。
SHEV的發動機,可采用四沖程內燃機、二沖程內燃機、轉子發動機和燃氣輪機。發動機、發電機組,發動機的轉速控制在一定范圍內,不受SHEV運行工況的影響,經常保持在低能耗、高效率和低污染的狀態下運轉。
SHEV驅動系統的結構比較簡單,動力電池組、發動機-發電機組和驅動電動機在底盤上的布置有較大的自由度,控制系統也比較簡單,因為只有唯一的電動機驅動模式,其特點是動力特性更加趨近于EV。SHEV必須裝置在一個大功率的發動機-發電機組,再用驅動電動機來驅動車輛。發動機、發電機和驅動電動機的功率都要求等于或接近于SHEV的最大驅動功率,在熱能→電能→機械能之間的轉換過程中,總效率低于內燃機汽車。三大動力總成的體積較大,質量也較重,還有龐大的動力電池組,使得在中小型汽車上布置有一定的困難,一般適合大型客車采用。
2.并聯式混合動力電動汽車 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV)
PHEV是由發動機、電動/發電機或驅動電動機兩大動力總成組成,發動機、電動/發電機或驅動電動機采用“并聯”的方式組成PHEV的驅動系統。從PHEV的動力系統組成,可大致分為發動機-驅動系統(變速器和驅動橋)-驅動輪等,電動機的動力要與車輛驅動系統相組合,可以:①在發動機輸出軸處進行組合;②在變速器(包括驅動橋)處進行組合;③在驅動輪處進行組合。因此,PHEV的驅動力組合有以下不同的組合模式:
1)發動機軸動力組合式PHEV
發動機軸動力組合式 PHEV只有發動機和電動/發電機兩大動力設備,發動機和電動/發電機的動力在發動機輸出軸上進行組合,然后通過由離合器、變速器、驅動橋和半軸組成的傳統的驅動系統帶動車輪行駛,稱為發動機軸動力組合式PHEV。
2)動力組合器動力組合式PHEV
動力組合器動力組合式PHEV只有發動機和驅動電動機兩大動力設備,發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合,然后通過差速器和半軸帶動車輪行駛。由于發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合,稱為動力組合器動力組合式PHEV。
3)驅動輪動力組合式PHEV
驅動輪動力組合式PHEV的發動機通過離合器、變速器和驅動橋獨立驅動PHEV的后驅動輪(前輪),驅動電動機通過減速器獨立地驅動PHEV前驅動輪(后輪)。在混合動力驅動模式時發動機與驅動電動機共同組成4輪驅動模式驅動PHEV的前驅動輪和后驅動輪。由于在發動機與驅動電動機混合驅動時,發動機和驅動電動機的動力(牽引力)在驅動輪上組合,因此成為驅動輪動力組合式PHEV。
雖然PHEV有不同的結構模型,但都是以發動機為主要驅動模式。發動機控制在低油耗、高效率和低污染的轉速范圍內穩定地運轉。發動機直接帶動PHEV的驅動系統驅動PHEV行駛,采用傳動效率高的機械傳動系統,沒有SHEV在熱能→電能→機械能的轉換過程中的能量損耗。
PHEV的發動機和驅動電動機兩大動力總成都是驅動動力裝置,在PHEV上可以實現發動機驅動模式,驅動電動機驅動模式和發動機-驅動電動機混合驅動模式等三種驅動模式。發動機和發電機各自的功率,可以是PHEV的最大驅動功率的0.5~1倍,兩大動力總成的功率可以疊加,因此可以采用較小功率的發動機和驅動電動機,使得整個動力總成的尺寸較小,質量較輕,造價也較低,可以應用在中小型PHEV上。由于是以發動機驅動模式為主要驅動模式,其特點是動力特性更加趨近于內燃機汽車。
3.混聯式(串、并聯式)混合動力電動汽車 Split Hybrid Electric Vehicle (PSHEV)
混聯式混合動力電動汽車(PSHEV)是綜合SHEV和PHEV結構特點組成的PSHEV,由發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力總成組成。由于電動/發電機必然是裝在發動機的輸出軸上,才能起發動機飛輪和起動機的作用,也才能保持發動機穩定運轉并進行發電。因此電動機的動力要與車輛驅動系統相組合,只有:①在變速器(包括驅動橋)處進行組合;②在驅動輪處進行組合。因此,PSHEV的驅動力組合有以下不同的組合模式:
1)動力組合器動力組合式PSHEV
動力組合器動力組合式PSHEV有發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力總成,在發動機的輸出軸上,裝有一個電動/發電機,電動/發電機一般只用于快速起動發動機和發電。發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合,然后通過差速器和半軸帶動車輪行駛。由于發動機和驅動電動機的動力在動力組合器上進行組合,稱為動力組合器組合式PSHEV。
2)驅動輪動力組合式PSHEV
驅動輪動力組合式PSHEV有發動機、電動/發電機和驅動電動機三大動力總成,在發動機的輸出軸上,裝有一個電動/發電機,電動/發電機一般只用于快速起動發動機和發電。發動機通過離合器、變速器和驅動橋獨立驅動PSHEV的后驅動輪(前輪),驅動電動機通過減速器獨立地驅動PSHEV前驅動輪(后輪)。在混合動力驅動模式時發動機與驅動電動機共同組成4輪驅動模式驅動PHEV的前驅動輪和后驅動輪。由于在發動機與驅動電動機混合驅動時,發動機和驅動電動機的動力(牽引力)在驅動輪上組合,因此稱為驅動輪動力組合式PSHEV。
PSHEV兼有SHEV和PHEV的優點,可以組合成更多種形式的混合驅動的驅動模式,發動機、電動/發電機和驅動電動機的功率可以是PSHEV總功率的1/3~1倍,車輛的整備質量可以降低,而且性能更加完善,經濟性更好,在動力性能方面接近和達到內燃機汽車的水平,有害氣體的排放更少,達到“超低污染”的標準要求。
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