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混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-原理
對(duì)于節(jié)省燃油、降低二氧化碳(CO2)和有害物質(zhì)排放并同時(shí)提高駕駛樂(lè)趣和行駛舒適性，混合動(dòng)力汽車(HEV)是一種解決方案?；旌蟿?dòng)力汽車不僅使用一個(gè)內(nèi)燃機(jī),還使用至少一臺(tái)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)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(dòng)的混合動(dòng)力汽車配置。
1.1 原理
電動(dòng)混合動(dòng)力汽車(圖1-1)基本上遵循3個(gè)目標(biāo):節(jié)約燃油、降低排放、提高扭矩和功率(“駕駛樂(lè)趣”)。其中,根據(jù)不同的目標(biāo)使用不同的混合動(dòng)力方案。其一般情況下分為輕度混合動(dòng)力汽車和全混合動(dòng)力汽車,按照其功能也可進(jìn)行純電動(dòng)行駛。
輕度混合動(dòng)力汽車使用電動(dòng)機(jī)對(duì)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(dòng)功率和制動(dòng)功率。全混合動(dòng)力汽車將內(nèi)燃機(jī)與一臺(tái)(或兩臺(tái))電動(dòng)機(jī)組合在一起，其除依靠?jī)?nèi)燃機(jī)動(dòng)力行駛及靠電動(dòng)機(jī)提供支持之外也可以純電動(dòng)行駛。
兩個(gè)混合動(dòng)力方案都具有一個(gè)類似于傳統(tǒng)啟動(dòng)/停止系統(tǒng)所擁有的啟動(dòng)/停止功能。例如,在紅綠燈前停車時(shí)會(huì)將內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉,從而通過(guò)避免怠速運(yùn)行來(lái)節(jié)約燃油。當(dāng)然,傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輛也使用自動(dòng)起/停止系統(tǒng)，這與混合動(dòng)力方案無(wú)關(guān)。
輕度混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和全混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都需要一個(gè)給電動(dòng)機(jī)供電的蓄電池。一般來(lái)說(shuō),使用電壓相對(duì)高的牽引蓄電池作為蓄能器。相對(duì)于傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),輕度混合動(dòng)力與全混合動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)源的組合有下列優(yōu)勢(shì):
● 電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下持續(xù)提供高扭矩。這樣可對(duì)內(nèi)燃機(jī)提供理想的支持,其扭矩從平均轉(zhuǎn)速起才開(kāi)始升高。電動(dòng)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(dòng)力(圖1-2)。
● 通過(guò)電動(dòng)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(dòng)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(tái)電動(dòng)機(jī)組合在一起可在總功率不變的情況下使用一臺(tái)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(tái)電動(dòng)機(jī)組合在一起可在總功率不變的情況下使用- -臺(tái)傳動(dòng)比較大的變速器(自動(dòng)降速)。此外,混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)另一個(gè)節(jié)約燃油的辦法:是回收制動(dòng)能量。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)模式下(或者必要時(shí)通過(guò)另一臺(tái)發(fā)電機(jī))可在制動(dòng)時(shí)將車輛的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。電能存儲(chǔ)在蓄能器中,可用于驅(qū)動(dòng)。
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