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混合动力车值不值得买?5分钟看懂混合动力汽车

2017-12-29 23:34 来源: 机智库

最近的一系列鼓励政策让新能源汽车再次引发人们关注。由于充电桩不足、充电慢等因素的限制,不少朋友在购车时对纯电动汽车还是颇有顾虑的。因此,混合动力车就进入了人们的视野。

通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。

随着世界各国环境保护的措施越来越严格,混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。

混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。

根据混合动力驱动的联结方式,一般把混合动力汽车分为三类:

①串联式混合动力汽车(SHEV)主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了HEV的动力系统。

②并联式混合动力汽车(PHEV)的发动机和发电机都是动力总成,两大动力总成的功率可以互相叠加输出,也可以单独输出。

③混动式混合动力汽车(PSHEV)综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车,主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。

根据在混合动力系统中混合度的不同,混合动力系统还可以分为以下四类:

①微混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。从严格意义上来讲,这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车,因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。

②轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止,还能够实现:(1)在减速和制动工况下,对部分能量进行吸收;(2)在行驶过程中,发动机等速运转,发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20%以下。

③中混合动力系统。本田旗下混合动力的Insight,Accord和Civic都属于这种系统。中混合动力系统采用的是高压电机。另外,中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时,电动机能够辅助驱动车轮,从而补充发动机本身动力输出的不足,从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高,可以达到30%左右,目前技术已经成熟,应用广泛。④是完全混合动力系统。丰田的Prius和未来的Estima属于完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机,混合程度更高。与中混合动力系统相比,完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

混合动力汽车的核心技术

汽车的混合动力技术发展与机械、电气、内燃机、能源、计算机、汽车、信息等技术息息相关。HEV作为多种高薪技术的集成,是典型的高薪技术产品,集智能化、数字化、轻量化和实用化于一体。其研制和开发的核心技术主要是电池、电动机、电动机控制、电力电子技术、能量管理技术以及车身和底盘设计等,其中前4项是混合动力汽车的发展瓶颈。

混合动力汽车用电池

HEV的成败关键在于电池,电池也是一直制约混合动力汽车发展的关键因素。HEV在匀速行驶时,由发动机提供能量,电池组基本上处于不充不放的状态;汽车行驶需要大功率时(如加速、爬坡、高速等),电池组放电,释放能量;汽车行驶需要小功率时(如低速、停车等),电池组充电,积蓄能量。

混合动力汽车电池的发展

至今为止,电动汽车用电池经历了三代的发展,已取得了突破的进展。

第一代是铅酸电池,主要是阀控铅酸电池(VRLA),由于其比能量高、价格低和放电倍率高,成为目前唯一大批量生产的电动汽车用电池。

第二代是碱性电池,主要有Ni2Cd,Ni2MH,Na/S,Li2ion和Zn/Air等多种电池,其比能量和比功率都比铅酸电池高,大大提高了电动汽车的电动能力和续驶里程,但是价格比铅酸电池要高。

第三代是以燃料电池为主的电池,燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,具有能量转换效率高、比能量高、比功率高、控制反应过程可控、能量转化过程可连续的特点,,因此是理想的汽车用电池,现正处于研制阶段,一些关键技术还有待突破。

混合动力汽车电池的管理

在电池管理方面,目前着力于多个电池串、并联使用,为管理此更新的电池类型,需要采用嵌入式控制器来监视电池组的工作情况。大型HEV电池组可能包含200个甚至更多的独立电池,,因此对所有电池进行单独监控是不现实的,,而嵌入式处理器的可根据电池技术的多重特性、不同电池组之间的电压以及流入或流出电池组的电流来估计电池的电量状态。当锂电池或镍氢(Ni2MH)电池的电量耗尽到低于闭值时,,镍氢电池和锂电池将很快损坏,不过嵌入式处理器可测定电量状态,并在电池组或单个电池的电压低于闭值前关断系统。

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