混合动力汽车的三大主要技术路线

随着国家对“双碳”目标的持续推进,新能源汽车已成为汽车行业减排的关键路径。近年来,该领域经历了迅猛的增长,并展现出广阔的市场前景。

为应对纯电动汽车在续驶里程、成本、充电便利性以及低温性能等方面的挑战,混合动力汽车应运而生,受到了各大汽车厂商的青睐和大力研发。

串联式混合动力汽车简介

串联式混合动力汽车的动力主要来源于电动机。其燃油发动机仅用于驱动发电机,进而为蓄电池充电,并不直接驱动汽车行驶。这种配置实质上将发动机转变为发电机,使其始终在最佳燃油效率状态下运行,为电池组充电,再由电池供电给电动机驱动车辆。这种方式不仅提高了化学燃料的燃烧效率,还减少了污染物排放,并能够通过电动机实现能量回收。

混合动力汽车的三大主要技术路线-有驾

串联式混动系统的动力传递流程为:发动机驱动发电机,进而为动力电池充电,最后由驱动电机驱动车辆。其显著特点是发动机仅用于发电,车辆完全由电力驱动。

此外,随着技术的不断进步,一种新型的串联式混动汽车——增程式电动车(REEV)已崭露头角。它在纯电动车(EV)的基础上增加了一台增程器,以提升续驶里程。增程器将发动机和发电机紧密结合,并与车轮分离,使发动机能在经济区高效运行,实现节油目的。其工作原理与串联式模式相似,但增程式混动在电池电量充沛时可作为纯电动车使用,仅在电池电量不足时发动机才会介入工作。串联式混动汽车的节油率大约在15%至20%之间,控制模式简洁,与纯电动汽车相近,适合城市内乘用车和城郊轻型载货商用车的使用。

并联式混合动力汽车简介

并联式混动汽车可由发动机和电动机共同或分别驱动。它通常有三种工作模式:一是车辆起步、低速和低负荷行驶时,由电机单独驱动;二是当电池电量低于设定值时,发动机既驱动车辆又同时为电池充电;三是在车辆减速或制动时,电机转为发电模式,回收制动能量为电池充电。

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对于单电机并联式混动系统,根据电机相对于传统动力系统的布局,可进一步细分为P0、P1、P2、P3和P4五大类。

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并联式混动汽车的节油率约为10%至20%,虽然可以纯电驱动,且发动机也能作为动力来源,但其节能效果有限,模式切换时可能产生顿挫感,且结构集成难度较大,多用于重载商用车、皮卡和重卡等。

混联式混合动力汽车概述

混联式混合动力汽车(PSHEV)融合了串联和并联两种模式的特点,由发动机、电机和驱动电机共同构成其动力总成。根据发动机与发电机的配置关系,它可分为串并联结构和功率分流两种类型,并具备纯电驱动、串联驱动、并联驱动和发动机直驱四种主要工作模式。

在纯电模式下,当电池电量和功率充足时,车辆完全由驱动电机驱动,适用于车辆起步、加速、高速巡航和停车等场景。

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纯电模式的主要优势在于:停车时避免发动机怠速耗油,低速行驶时降低噪声,以及通过制动能量回收和发动机工况优化来维持电池电量在合理范围内。

串联模式下,当电池电量不足或加速时动力电池放电功率不够时,发动机会发电并由电机驱动车辆。此模式适用于车辆停车、起步、加速、急加速及中低速巡航等情境。

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串联模式的主要作用包括:在电池电量不足时发电,并确保发动机运行在高效区域;在急加速且电池功率不足时,通过发动机与车速的解耦来提供额外功率;以及在中低速巡航时优化系统经济性。

在并联模式下,当需要高车速和大扭矩时,发动机和驱动电机将共同驱动汽车。此时发动机在经济区域直接驱动车辆,而电机则根据需要发电或辅助驱动。

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并联模式的主要优势是:在适宜的工况下通过发动机直驱来提高系统效率;并通过电机的辅助来优化发动机的工况点。

直驱模式则在中高速巡航时启用,此时离合器接合,电机和驱动电机处于空转状态,车辆完全由发动机驱动。此外,能量回收功能可在收油或制动时将滑行或制动能量回收并储存于电池中。

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直驱模式的主要目的在于通过能量回收来提升系统综合效率、减少制动器磨损以及优化驾乘体验。混联式混动汽车的节油率可达25%至35%,具有多种工作模式、出色的动力性能和高的节油率。尽管其技术难度较大且控制复杂,成本也相对较高,但它已成为许多主流汽车厂商研究和开发的重点方向,特别适用于城市内高端轿车、城郊高端商用车、皮卡及SUV等车型。

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