鉅大LARGE | 點擊量:1257次 | 2018年11月13日
你真的了解油電混合動力嗎?
混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高,而且行駛性能優(yōu)越,混合動力汽車的發(fā)動機(jī)要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達(dá)的輔助,所以可以降低油耗,簡單地說,就是與同樣大小的汽車相比,燃油費用更低。
混合動力
通常所說的混合動力一般是指油電混合動力,即燃料(汽油,柴油)和電能的混合。
混合動力汽車是有電動馬達(dá)作為發(fā)動機(jī)的輔助動力驅(qū)動汽車。
而且,輔助發(fā)動機(jī)的電動馬達(dá)可以在正常行駛中產(chǎn)生強(qiáng)大而平穩(wěn)的動力,因此,車主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。同時,還能實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性
優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1、和汽油車一樣到加油站加油,不用改變汽車的使用習(xí)慣;政府和企業(yè)推廣這種產(chǎn)品也無須投資新建充電裝置或加氣站。
2、燃油經(jīng)濟(jì)性能高,而且行駛性能優(yōu)越,混合動力汽車的發(fā)動機(jī)要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達(dá)的輔助,所以可以降低油耗,可關(guān)停內(nèi)燃機(jī),由電池單獨驅(qū)動,實現(xiàn)"零"排放。
3、動力性優(yōu)于同排量的單純內(nèi)燃機(jī)汽車,特別是在起步加速時,電動機(jī)可以有效地彌補(bǔ)內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩力不足的弱點
4、減少車內(nèi)的機(jī)械噪音、低速或怠速時采用電動機(jī)工作。
缺點:
1、技術(shù)不成熟,相關(guān)產(chǎn)品定價過高,電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩套動力系統(tǒng)的造價遠(yuǎn)比一套動力系統(tǒng)的成本高。
2、長時間高速或勻速行駛不省油。因為混合動力車燃油消耗上的優(yōu)勢主要依靠勢能積蓄電力節(jié)能,換句話說,混合動力車在行駛中越是頻繁制動減速、或頻繁地起步停車就會相對更為節(jié)能。而如果處于長時間勻速行駛,其節(jié)能效果就會相應(yīng)降低。
種類
并聯(lián)方式
一種是以發(fā)動機(jī)為主動力,電動馬達(dá)作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。
這種方式主要以發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛,利用電動馬達(dá)所具有的再啟動時產(chǎn)生強(qiáng)大動力的特征,在汽車起步、加速等發(fā)動機(jī)燃油消耗較大時,用電動馬達(dá)輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單,只需要在汽車上增加電動馬達(dá)和電瓶。
混合方式
另外一種是,在低速時
只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛,速度提高時發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)相配合驅(qū)動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。
啟動和低速時是只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛,當(dāng)速度提高時,由發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動力,這種方式需要動力分擔(dān)裝置和發(fā)電機(jī)等,因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有一種是只用電動馬達(dá)驅(qū)動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”。發(fā)動機(jī)只作為動力源,汽車只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛,驅(qū)動系統(tǒng)只是電動馬達(dá),但因為同樣需要安裝燃料發(fā)動機(jī),所以也是混合動力汽車的一種。
分類
從對電能的依賴程度,混合動力可分為弱混合動力MILDHYBRID(也稱輕度混合動力,軟混合動力,微混合動力等),中度混合動力,重度混合動力FULLHYBRID(也稱全混合動力,強(qiáng)混合動力等),插電混合動力PLUGINHYBRID
弱混合動力
弱混常用BSG皮帶傳送啟動/發(fā)電技術(shù),例如奇瑞A5的BSG款(電機(jī)10KW),通常節(jié)油10%以下,電機(jī)不直接參與驅(qū)動,主要用于啟動和回收制動能量。
中混合動力
中混常用ISG內(nèi)置安裝曲軸啟動/發(fā)電技術(shù),例如別克君越EcoHybrid(電機(jī)15KW),通常節(jié)油20%左右。
強(qiáng)混合動力
強(qiáng)混合動力代表產(chǎn)品為TOYOTAPRIUS(電機(jī)50KW),可節(jié)油40%。
插電混合動力
插電混合動力,將提供更好的節(jié)油比例,但將消耗一定的電能,例如大眾高爾夫TwinDrive(電機(jī)130KW)的測試數(shù)據(jù),每百公里8度電和2.5的油耗。
以上幾種形式的混合動力,強(qiáng)混合動力可以說是真正意義的創(chuàng)新,它結(jié)合了發(fā)動機(jī)和電動機(jī),既發(fā)揮了汽油發(fā)動機(jī)在高速行駛下提供動力和從根本上優(yōu)化燃油提供的能量這兩大優(yōu)勢,也發(fā)揮了電動機(jī)在低速狀態(tài)下輸出強(qiáng)勁扭矩、降低燃油消耗、凈化排放、靜音以及將原先都被轉(zhuǎn)化成熱能而浪費掉的剎車能量加以回收,循環(huán)利用等優(yōu)勢。
工作原理
混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。
以串聯(lián)混合動力電動汽車為例,介紹一下混合動力電動汽車的工作原理。
在車輛行駛之初,蓄電池處于電量飽滿狀態(tài),其能量輸出可以滿足車輛要求,輔助動力系統(tǒng)不需要工作;
電池電量低于60%時,輔助動力系統(tǒng)起動:
當(dāng)車輛能量需求較大時,輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量;
當(dāng)車輛能量需求較小時,輔助動力系統(tǒng)為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時,還給蓄電池組進(jìn)行充電。
由于蓄電池組的存在,使發(fā)動機(jī)工作在一個相對穩(wěn)定的工況,使其排放得到改善。
不是所有的混合動力車輛都要依靠電動發(fā)動機(jī)、電池和電線。有些車輛是靠液壓發(fā)動機(jī)、鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅(qū)動的。
發(fā)展
談到節(jié)能環(huán)保的汽車新能源的發(fā)展,在中國還往往停留在電動汽車的探索上。的確,全球汽車界在電動車上沒有少下工夫,但是到頭來都是走進(jìn)死胡同。在新世紀(jì),汽車發(fā)展的技術(shù)路線趨于理智而統(tǒng)一:近期從油電混合動力下手大幅度降低油耗和排放;長遠(yuǎn)靠資源極為豐富,且完全沒有污染的氫動力燃料電池重新定義汽車。
一枝獨秀
在全球汽車市場,豐田堪稱是混合動力的鼻祖。2003年豐田的純利潤101億美元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過美國三大汽車公司的利潤總和。豐田成功的因素很多,其中之一就是混合動力技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用?;旌蟿恿夹g(shù)是豐田的核心技術(shù)。豐田的混合動力系統(tǒng)是全混合系統(tǒng)。它擁有一臺汽油發(fā)動機(jī)和一個電機(jī)。這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的單獨驅(qū)動。在汽油發(fā)動機(jī)效率較低,比如低速的時候,汽油發(fā)動機(jī)被停止,車輛僅靠電機(jī)驅(qū)動行駛,這樣可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性,減少二氧化碳的排放。目前豐田的油電混合動力技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第二代。
豐田于1997年8月在日本發(fā)布了柯斯達(dá)HybridEV。同年12月發(fā)布了世界上第一款量產(chǎn)混合動力車普銳斯。自2000年開始在北美及歐洲等海外地區(qū)開展普及混合動力車的工作。
2003年豐田發(fā)布了第二代普銳斯,在此之后又將混合動力車型擴(kuò)大到MPV、SUV、后驅(qū)轎車、小型兩廂車等車型。
2009年5月上市的第3代普銳斯受了世界各地顧客的厚愛。
2011年2月底,豐田混合動力車型累計銷量突破300萬輛。在此之后豐田又發(fā)布了普銳斯α和AQUA等新車型,使其混合動力車銷量經(jīng)過短短一年的時間就突破了400萬輛。另外,從2012年1月起,外插充電式混合動力車“普銳斯PHEV”也開始在日本銷售。并且計劃2012年年內(nèi)在中國進(jìn)行試銷。
目前,豐田在大約80個國家及地區(qū)銷售共計18款混合動力乘用車。今年在豐田銷售的車輛中,混合動力車已經(jīng)占到其全球銷量的15%。今后豐田還計劃投入雅力士HEV等多款車型,不斷擴(kuò)充混合動力車型的商品陣容以及銷售區(qū)域。
在中國,豐田在2006年將普銳斯作為第一款在日本以外生產(chǎn)的混合動力車型率先投入中國,此后,又投入了凱美瑞混合動力車型。
今年3月1日豐田中國發(fā)布了“云動計劃”。其中一項重要內(nèi)容就是“環(huán)保技術(shù)”,同時豐田還將其混合動力技術(shù)形象地命名為油電混合“雙擎”動力。該技術(shù)擁有可以單獨使用電動機(jī)驅(qū)動車輛的“純電模式”,且在車輛使用過程中完全不用擔(dān)心電池壽命。另外,根據(jù)豐田測算,通常情況下豐田油電混合雙擎動力,與傳統(tǒng)技術(shù)相比,油耗最高可減少40%左右,同時動力性能相當(dāng)于把發(fā)動機(jī)的排量提升了30%左右。而且該技術(shù)既可以節(jié)約石油,又為最終擺脫石油打了下基礎(chǔ)。在4月的北京車展上豐田發(fā)布了全球首發(fā)的“云動雙擎”概念車。該車搭載了豐田汽車研發(fā)中心(中國)有限公司研發(fā)的混合動力總成,充分展現(xiàn)了豐田油電混合雙擎時代已經(jīng)到來,同時也以實際行動表示了豐田將進(jìn)一步為中國汽車市場的混動時代增添無限光彩的決心。豐田決心要成為真正國產(chǎn)、普及節(jié)能新能源車,且產(chǎn)品陣容最豐富的汽車廠商。
作為豐田旗下的高端豪華車品牌,LEXUS雷克薩斯也是油電混合動力技術(shù)的先驅(qū)開拓者,是第一個將完全油電混合動力技術(shù)應(yīng)用于量產(chǎn)車型的豪華汽車品牌,在油電混合動力技術(shù)領(lǐng)域已有20年的經(jīng)驗。目前,雷克薩斯擁有豪華車領(lǐng)域最豐富的油電混合動力量產(chǎn)車型,在中國市場銷售的完全油電混合動力車型有CT200h、LS600hL、RX450h和全新一代GS450h,并將在下半年引入全新一代ES300h。其中入門級豪華車CT200h上市后得到廣泛認(rèn)可,月銷1,000臺以上,對混合動力概念的推廣起到了積極作用。目前雷克薩斯油電混合動力車型在全球的累計銷量已經(jīng)超過40萬輛。
1993年,LEXUS雷克薩斯前瞻性看到了高性能汽車伴隨而來的高燃油消耗及對環(huán)境造成的污染和負(fù)擔(dān),率先投入大量資源深入研發(fā)有別于傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的新能源利用方式。自1993年以來,LEXUS雷克薩斯在油電混合動力道路上始終引領(lǐng)前行,先后推出多款極富創(chuàng)造性的油電混合動力豪華車型。
2007年1月,LEXUS雷克薩斯全球首創(chuàng)油電混合動力豪華SUV車型RX400h引入中國市場。作為第一臺通過美國SULEV(SuperUltraLowEmissionVehicle)超低廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的豪華SUV車型,RX400h在中國市場的亮相為中國豪華車消費者帶來了消費觀念的革新。
2007年8月,LEXUS雷克薩斯頂級旗艦型豪華轎車LS600hL同步進(jìn)入中國市場。
2009年1月,LEXUS雷克薩斯油電混合動力運動型豪華轎車GS450h正式登陸中國市場。
2009年4月上海車展上,RX系列新一代混合動力車型RX450h在中國市場上市。
2011年10月,LEXUS雷克薩斯油電混合動力新生代轎車CT200h正式進(jìn)入中國市場。
2012年3月,LEXUS雷克薩斯新款豪華SUVRX450h正式登陸中國市場。
2012年6月,LEXUS雷克薩斯全新一代油電混合動力豪華運動型轎車GS450h正式登陸中國市場。
2012年7月,LEXUS雷克薩斯全新一代豪華轎車ES300h正式登陸中國市場。
除了不斷引入新的混合動力車型以外,LEXUS雷克薩斯還是中國市場上第一家、也是唯一一家為旗下所有油電混合動力車型提供六年/十五萬公里免費保修和免費保養(yǎng)服務(wù)的豪華品牌,為豪華汽車領(lǐng)域設(shè)立了全新高度。
雷克薩斯油電混合動力核心卓越性體現(xiàn)在:
1.動力性能:全新的駕乘體驗
保持了反應(yīng)迅捷的加速性能,使用戶體驗到前所未有的全新的加速感。
2.靜音性能:靜音效果新境界
在由電動機(jī)驅(qū)動車輛時,其噪音僅相當(dāng)于發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)噪音的一半。使用高效隔音和吸音物料亦有助于降低噪音水平。
3.節(jié)油性能:實現(xiàn)了極低的油耗量(低二氧化碳排放量)
在發(fā)動機(jī)和電動機(jī)之間高效分配運用并由此產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),令節(jié)油性能遠(yuǎn)超過汽油發(fā)動機(jī)汽車。
4.清潔性能:實現(xiàn)了低廢氣排放量(NOX、HC)
實現(xiàn)了全球最低的廢氣排放量,全面符合世界上最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),如美國的SULEV標(biāo)準(zhǔn)和歐洲的STEPIV標(biāo)準(zhǔn)等。
LEXUS雷克薩斯將2012年定義為LEXUS雷克薩斯的“混合動力元年”。根據(jù)中國市場的需求,LEXUS雷克薩斯將會進(jìn)一步豐富小排量車型,同時也會繼續(xù)推廣在業(yè)界領(lǐng)先的完全油電混合動力車型。[2]
中國方面
中國汽車界和科技界曾對電動車的開發(fā)情有獨鐘,主要出于如下考慮:傳統(tǒng)汽車中國比發(fā)達(dá)國家晚了幾十年;而電動車全世界還沒有大突破,我們現(xiàn)在開始研究,與發(fā)達(dá)國家站在同一起跑線上,完全可能后來者居上。但是這種“抄近道兒”的傻聰明終于隨著美國日本汽車業(yè)宣布放棄電動車的研發(fā)而走進(jìn)死胡同。
應(yīng)該說,中國汽車業(yè)的發(fā)展思路應(yīng)該轉(zhuǎn)移到務(wù)實而量力而行的方向了。氫動力燃料電池車,是一項必須關(guān)注的前沿技術(shù),但僅僅是“關(guān)注”即可。而混合動力車的研發(fā)倒應(yīng)該是當(dāng)務(wù)之急。一是混合動力車并非什么遠(yuǎn)在天邊的高科技,又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動力車特別適合中國大城市交通普遍擁堵,汽車頻繁制動的國情,節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。
其實,如果中國的油價繼續(xù)攀升或?qū)嵭腥加投?,道路擁堵又難以根本改善,市場的混合動力車的需求就會非常迫切。合資生產(chǎn)或者進(jìn)口混合動力車,估計很快就會被精明的生產(chǎn)商或經(jīng)銷商提到議事日程?;旌蟿恿噷⑹侵袊囀械男律虣C(jī)。
世界領(lǐng)先的油電混合汽車代表作
BYDF3DM
BYDF3DM可以在純電動(EV)和混合動力(HEV)這兩種模式之間自由切換。這種技術(shù)的好處顯而易見,純電動模式下即實現(xiàn)了零排放,混合動力的排放標(biāo)準(zhǔn)也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。
在動力方面,比亞迪F3DM雙模電動車搭載了BYD371QA全鋁發(fā)動機(jī),功率為50KW,配合75KW的電機(jī),比亞迪F3DM雙模電動車輸出功率達(dá)到了125KW。在純電動的模式下,F(xiàn)3DM雙模電動車也實現(xiàn)目前世界上最長的續(xù)航里程——100km,最高時速可達(dá)150公里/小時。此外,F(xiàn)3DM雙模電動車使用的鐵電池,原材料廣泛、無污染、可回收,其耐熱性、抗壓性都已經(jīng)通過國家測試。而且電池循環(huán)充電2000次后容量還有80%以上,實際可使用4000次。
重要的是,F(xiàn)3DM將是全球第一款上市的不依賴專業(yè)充電站的雙模電動車。該車在比亞迪電動汽車充電站快速充電10分鐘可充滿50%,家用電源上慢充7小時可充滿。[3]
BYD秦
作為比亞迪在全新平臺上開發(fā)的插電式混合動力車,在110kW電機(jī)和1.5TID發(fā)動機(jī)共同驅(qū)動下,秦的最大功率和最大扭矩達(dá)到223kW和440N·m,最高時速可達(dá)185km/h,0到百公里加速時間僅為6.9秒。
比亞迪“秦”采用了DMⅡ雙模技術(shù)(比亞迪最新雙模技術(shù)),搭載高電壓、高轉(zhuǎn)速電機(jī),功率大幅提升,F(xiàn)3DM用“16度電才能跑60公里,而秦10度電即可達(dá)到50公里”,因為秦的電池重量較F3DM減輕一半,同時車身也更加輕盈。據(jù)悉,秦的零到一百米加速僅為5.9秒,百公里綜合使用成本16元,僅相當(dāng)于目前2升油的價格。秦的充電口設(shè)計在后行李箱蓋上,通過主駕門板上的按鍵電動解鎖充電口蓋實現(xiàn)自動開啟;購車將隨車配送一個充電包,只要接上220V家用電源就可使用,5小時即可充滿電。