插电混动车型PHEV,作为plug in hybrid electric vehicle的缩写,代表着插电式混合动力汽车这一特殊车种。它巧妙地融合了纯电动车与燃油车的优势,拥有大容量电池和较长的纯电续航里程。车辆配备了专门的充电接口,通常需要借助专用的供电桩进行充电。在电能充足的情况下,PHEV主要依赖电动机驱动,实现零排放;而当电能不足时,发动机则会自动发电给动力电池,以保证车辆的持续行驶。这种车型既具备电动车的环保特性,又无需加油,为消费者提供了更为灵活多样的出行选择。接下来,我们将深入探讨PHEV的六种主流构型。
1. 串联式混动
在串联式混动系统中,电机是唯一的驱动力来源,而发动机则专门负责为发电机提供机械能。发动机并不直接参与车轮的驱动,而是通过发电机产生的电能来为车辆电池组充电,或与电池输出的电能结合,共同为驱动电机提供电力。这种混动方式的主要目的是延长纯电动汽车的续航里程,即所谓的增程式电动汽车。
然而,关于增程式电动汽车的归属问题存在一定争议。插电混动车型通常将增程作为其功能的一部分,但增程式电动汽车本身并不总是将其视为插电混动车型的一种。
串联式混合动力系统的工作模式解析:
在启动和低速行驶阶段,发动机保持静止,由电池组直接供电,电机驱动车辆前行。
当车辆进入正常行驶模式时,发动机开始工作,通过带动发电机为动力控制单元提供电力。同时,电池组也会向动力控制单元输出电力,由动力控制单元进行分配,一部分为电池组充电,另一部分则直接供给电动机,驱动车轮转动。
在加速行驶时,发动机、电池组和动力控制单元会协同工作,共同为电动机提供电力,确保车辆有足够的驱动力。
而当车辆制动或减速时,电动机将转变为发电机模式,回收制动能量并为电池组充电。因此,在整个行驶过程中,电动机始终是驱动车轮的主要动力来源。
值得注意的是,尽管发动机的机械能转化为电能的效率并不高,但这种串联式混合动力系统仍具有一定的技术价值。虽然目前市场上真正大批量销售的产品并不多见,但雪弗莱沃蓝达、宝马i3以及传祺GA5等车型已将其作为技术验证的一种方式。
当然,发动机的效率在纯电驱动面前确实显得不高。然而,当普通燃油发动机直接参与驱动时,由于运行工况的影响,其大部分时间都运行在低效区,平均效率仅为15%-20%。相比之下,串联式混合动力车的发动机与车辆运行机械完全解耦,因此不受行驶工况的影响,能够始终在高效区运行。通过发电机发电,为驱动电机提供电能或为动力电池充电,其平均效率可达到30%-36%,从技术层面来看,这显然比燃油车更为节能。
在电池组电量充足的情况下,车辆采用纯电动模式行驶;而当电量不足时,车内发动机启动,通过带动发电机为动力电池充电,同时为电动机提供运行所需的电力,即所谓的增程模式。这种模式的特点是,发动机无法直接驱动车轮,只能通过电动机进行驱动。同时,它也具备插电式混合动力汽车的特点,可以通过外接电源进行充电。
这种PHEV车型的纯电续航里程相当可观,通常能够达到100公里以上,甚至最高可接近300公里。得益于电机的高转矩特性,车辆的起步和加速性能也相当出色。由于发动机始终在最优转速区间内工作,因此其综合百公里油耗相较于普通汽油机更为低廉。
2.串联结构是此类车型的显著特点
其整体结构类似于纯电动汽车配备汽油发电机。由于去除了传统汽车的变速箱,使得结构布置更为灵活多变。发动机与汽车驱动轮之间并非刚性连接,而是通过电能进行连接,从而确保发动机能够在其最佳效率区域内稳定运行,进一步节省油耗。此外,串联混动系统实现了发动机与驱动轮之间的完全机械解耦,简化了动力总成的控制策略。
然而,串联结构混合动力车型也存在一定的缺点
由于发动机的动能需要经过二次转换才能为电动机供电,这不可避免地会造成一定的能量损失,从而影响传送效率。同时,由于发动机不直接参与输出,因此需要配备功率较大的发电机以满足电动机的供电需求。这样,大电机与电动机的质量增加,进而导致车辆整体重量的增加。
在了解这些优缺点之后,我们不禁期待下一期的继续推送,深入探讨PHEV(插混)的更多构型和技术原理。
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