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混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)-原理
對于節(jié)省燃油、降低二氧化碳(CO2)和有害物質(zhì)排放并同時提高駕駛樂趣和行駛舒適性，混合動力汽車(HEV)是一種解決方案?；旌蟿恿ζ嚥粌H使用一個內(nèi)燃機(jī),還使用至少一臺電動機(jī)作為驅(qū)動裝置。目前，有大量的遵循不同優(yōu)化方案和不同程度使用電能驅(qū)動的混合動力汽車配置。
1.1 原理
電動混合動力汽車(圖1-1)基本上遵循3個目標(biāo):節(jié)約燃油、降低排放、提高扭矩和功率(“駕駛樂趣”)。其中,根據(jù)不同的目標(biāo)使用不同的混合動力方案。其一般情況下分為輕度混合動力汽車和全混合動力汽車,按照其功能也可進(jìn)行純電動行駛。
輕度混合動力汽車使用電動機(jī)對內(nèi)燃機(jī)提供支持,其在不同工作狀態(tài)下提供附加的驅(qū)動功率和制動功率。全混合動力汽車將內(nèi)燃機(jī)與一臺(或兩臺)電動機(jī)組合在一起，其除依靠內(nèi)燃機(jī)動力行駛及靠電動機(jī)提供支持之外也可以純電動行駛。
兩個混合動力方案都具有一個類似于傳統(tǒng)啟動/停止系統(tǒng)所擁有的啟動/停止功能。例如,在紅綠燈前停車時會將內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉,從而通過避免怠速運(yùn)行來節(jié)約燃油。當(dāng)然,傳統(tǒng)驅(qū)動車輛也使用自動起/停止系統(tǒng)，這與混合動力方案無關(guān)。
輕度混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和全混合動力驅(qū)動系統(tǒng)都需要一個給電動機(jī)供電的蓄電池。一般來說,使用電壓相對高的牽引蓄電池作為蓄能器。相對于傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng),輕度混合動力與全混合動力的電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動源的組合有下列優(yōu)勢:
● 電動機(jī)在低轉(zhuǎn)速下持續(xù)提供高扭矩。這樣可對內(nèi)燃機(jī)提供理想的支持,其扭矩從平均轉(zhuǎn)速起才開始升高。電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)一起可在所有行駛狀況下提供高的行駛動力(圖1-2)。
● 通過電動機(jī)的支持可讓內(nèi)燃機(jī)在最佳效率范圍內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動或者處于較低污染物排放的范圍內(nèi)(工作點(diǎn)優(yōu)化)。
● 與一臺電動機(jī)組合在一起可在總功率不變的情況下使用一臺較小的內(nèi)燃機(jī)(功率不變的情況下縮減設(shè)備尺寸)。
● 與一臺電動機(jī)組合在一起可在總功率不變的情況下使用- -臺傳動比較大的變速器(自動降速)。此外,混合動力驅(qū)動系統(tǒng)另一個節(jié)約燃油的辦法:是回收制動能量。電動機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)模式下(或者必要時通過另一臺發(fā)電機(jī))可在制動時將車輛的部分動能轉(zhuǎn)換為電能。電能存儲在蓄能器中,可用于驅(qū)動。
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