接续前一章内容,本篇文章介绍混合动力汽车串联、并联和混联的系统组成和工作原理。
一、串联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
上图为串联混合动力电动汽车的结构简图。汽车由电动机-发电机驱动行驶,电机控制器的动力来自油箱-发动机-发电机-发电机控制器和动力电池组组成的串联结构。
这里说明一下,虚线代表通信线缆,粗实线表示机械连接,细实线表示线缆连接。
回顾一下上一节的内容,串联和并联的区别是什么?
动力传动系的基本组成包括车载能量源、动力装置和传动系,若两个能量源在经过动力装置前合并了,然后才经过动力装置转化为动力传递到传动系。
下面为串联混合动力电动汽车的工作模式列表:
它有其中工作模式(三驱动四充电)从字面意思很好理解,这里就谈一谈比较特殊的混合补充充电。
混合补充充电是当动力电池组的电量不足且发动机-发电机组处于发电状态时,若汽车减速制动,则电动机-发电机工作于再生制动状态,汽车的制动能量通过电动机-发电机组输出功率一起为动力电池组充电,实施动力电池组的混合补充充电。
说白了,就是制动能量与发动机的能量都给电池。这里的电动机-发电机的状态为发电。
二、并联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
上图为并联混合动力电动汽车的结构简图。汽车由电动机-发电机和发动机驱动行驶,电机控制器的动力来自油箱-发动机和动力电池组组成的并联结构。
注意,这里没有发动机-发电机结构,且能量源经过动力装置后才合并,动力耦合传递给传动系。
并联混合动力电动汽车的工作模式列表:
并联式有六种工作方式,这里少了混合补充充电,原因是少了发动机-电动机装置。
三、混联混合动力电动汽车的系统组成和原理
上图是功率分流式混联混合动力电动汽车的结构简图。上次提到,混合动力电动汽车分为开关式和功率分流式两类。
其工作方式有五种,相较于串联式,少了混合补充充电和停车补充充电两种工作模式,笔者就不再列表重复。
四、插电式和增程式电动汽车
最后简单提一下插电式和增程式电动汽车。
插电式混合动力电动汽车(PHEV)和增程式电动汽车(EREV)都是在传统内燃机车辆和纯电动汽车之间的混合解决方案,旨在利用电力驱动的优势,同时克服纯电动汽车续航里程的限制。
插电式混合动力电动汽车(PHEV)
特点:
双动力系统:PHEV配备了内燃发动机和电动机。因此,可以在纯电动模式、混合动力模式、或纯内燃发动机模式下运行。
可充电电池:PHEV配备一个较大的电池组,可通过外部电源(如家用插座或公共充电桩)充电。
短程电动行驶:一般PHEV可以在纯电动模式下行驶20到60公里左右,具体取决于车型和电池容量。这使得它适合日常短途通勤,而无需使用燃油。
长距离灵活性:当电池电量耗尽时,内燃机将启动,延长车辆续航里程,解决纯电动汽车的里程焦虑问题。
增程式电动汽车(EREV)
特点:
电动驱动为主:EREV主要依靠电动机驱动,内燃机不直接驱动车轮,而是用作发电机为电池充电或直接供电给电动机。本身是一种串联式混合动力汽车。
较大电池组:EREV配备较大的电池组,能够提供较长的纯电动续航里程。例如,某些EREV车型可以在纯电动模式下行驶超过100公里。
内燃机作为增程器:内燃发动机的唯一作用是为电池充电,以增加续航里程。这种设计允许车辆在电池电量耗尽后继续行驶,而不依赖外部充电。