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油电混合动力
来源:未知    作者:admin    发布时间:2019-09-30 14:55

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  混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越,混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。

  通常所说的混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。

  而且,辅助发动机的电动马达可以在正常行驶中产生强大而平稳的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。同时,还能实现较高水平的燃油经济性

  1、和汽油车一样到加油站加油,不用改变汽车的使用习惯;政府和企业推广这种产品也无须投资新建充电装置或加气站。

  2、燃油经济性能高,而且行驶性能优越,混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动马达的辅助,所以可以降低油耗,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现零排放。

  3、动力性优于同排量的单纯内燃机汽车,特别是在起步加速时,电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点

  1、技术不成熟,相关产品定价过高,电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高。

  2、长时间高速或匀速行驶不省油。因为混合动力车燃油消耗上的优势主要依靠势能积蓄电力节能,换句话说,混合动力车在行驶中越是频繁制动减速、或频繁地起步停车就会相对更为节能。而如果处于长时间匀速行驶,其节能效果就会相应降低。

  这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单,只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。

  只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。

  启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力,这种方式需要动力分担装置和发电机等,因此结构复杂。

  发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。

  从对电能的依赖程度,混合动力可分为弱混合动力MILD HYBRID(也称轻度混合动力,软混合动力,微混合动力等),中度混合动力,重度混合动力FULL HYBRID(也称全混合动力,强混合动力等),插电混合动力PLUG IN HYBRID

  弱混常用BSG皮带传送启动/发电技术,例如奇瑞A5的BSG款(电机10KW),通常节油10%以下,电机不直接参与驱动,主要用于启动和回收制动能量。

  中混常用ISG内置安装曲轴启动/发电技术,例如别克君越EcoHybrid(电机15KW),通常节油20%左右。

  强混合动力代表产品为TOYOTA PRIUS(电机50KW),可节油40%。

  插电混合动力,将提供更好的节油比例,但将消耗一定的电能,例如大众高尔夫TwinDrive(电机130KW)的测试数据,每百公里8度电和2.5的油耗。

  以上几种形式的混合动力,强混合动力可以说是真正意义的创新,它结合了发动机和电动机,既发挥了汽油发动机在高速行驶下提供动力和从根本上优化燃油提供的能量这两大优势,也发挥了电动机在低速状态下输出强劲扭矩、降低燃油消耗、净化排放、静音以及将原先都被转化成热能而浪费掉的刹车能量加以回收,循环利用等优势。

  下面以雷克萨斯LS600hL这款强油电混合动力车型为例,具体剖析强油电混合动力的优势。当发动机消耗的大部分汽油都花在开始启动时的加速上, LS600hL提供了一次没有尾气产生的“零排放启动”,这不仅仅是无害于环境,而且没有发动机噪声,创造了一种全新的驾驶体验: LS600hL加速时的声音小于10分贝,比树叶摆动的瑟瑟声(20分贝)还要小。除了极致的静谧体验, LS600hL拥有超低的CO2排放,对地球和人类表现出深厚的关爱。如果将LS600hL与奔驰S420CDI做比较,会发现S420CDI比LS600hL的CO2排放量多出140,000升(数据来源:日本汽车联盟)。除了超低的排放和超低的噪音,LS600hL还拥有出众的加速性能,时速80到120公里的加速4.4秒即能实现,同时在时速120公里的情况下,噪音小于65分贝。强油电混合动力赋予车辆以超强的燃油经济性,同样再拿奔驰S420CDI与LS600hL做对比,前者在综合路况下,百公里油耗为10.68升,而同样路况下,LS600hL百公里油耗为9.98升。

  混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。

  在车辆行驶之初,蓄电池处于电量饱满状态,其能量输出可以满足车辆要求,辅助动力系统不需要工作;

  当车辆能量需求较小时,辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时,还给蓄电池组进行充电。

  由于蓄电池组的存在,使发动机工作在一个相对稳定的工况,使其排放得到改善。

  不是所有的混合动力车辆都要依靠电动发动机、电池和电线。有些车辆是靠液压发动机、铃线和蓄能器的联合作用来驱动的。

  最近的汽油价格达到了创纪录的历史新高,让站在加油泵面前的消费者胆颤心惊。但是,与重型卡车运输车队的经营者相比,这些消费者的痛苦只能算是小痛小痒了。

  从燃料经济性的角度来看,为我们配送包裹和运送垃圾的卡车需要承受几方面的不利冲击。重量就是其中一个重大因素。满载重型运输车辆一般在14000到33000磅的重量范围之间。除重量因素外,很多这类的运输工具还具有燃料燃烧的工作负载循环,它们需要不断地启动和停车。

  所以,几个最大的卡车车队运营商已经开始追逐混合动力运输工具的潮流,这对任何人来说都不会感到奇怪。联邦快递(Federal Express) 公司和 UPS 公司的运输车队在过去两年增加了几十辆混合动力卡车,两个公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合动力传动系。据美国最大的垃圾运送公司Waste Management的发言人Lynn Brown说,该公司也在评估一系列的渣土运输车的混合动力解决方案。

  但是,可能让人感到意外的是,FedEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考虑选用在一些最重型车辆上的混合动力系统的种类。这些混合动力系统不像丰田公司的Prius车型一样,使用的是电动发动机、电池和电线,而是利用液压泵发动机、高压铃线和蓄能器的联合作用来驱动车辆。

  这类液压混合动力中最激进的型号完全摆脱了传统的机械动力传动系统。在这些车辆上,柴油引擎驱动液压泵发动机,而液压泵发动机再为高压蓄能器蓄能。蓄能器驱动后轮上的斜轴式液压泵发动机从而驱动车辆。一个低压储备器用于收集液体,然后把液体再送回到第一个液压泵发动机中,这样就形成了一个完整的液压循环系统。

  与电动混合动力发动机一样,液压混合动力发动机也有提供再生制动的能力。货物运送车辆和渣土运输车经常要制动刹车,当车辆制动时,液压泵发动机会为高压蓄能器蓄能。当卡车再次启动前行时,储存在蓄能器中的能量可以用来减少柴油引擎的负载。这些能量也可以限制引擎关闭时推进力的迸发,比如说,在室内操作车辆时。

  对一般消费者或某些工程师来说,在这样一个电气化程度不断提高的世界里,液压发动机技术看上去有些落伍。但是,液压泵发动机和蓄能器可以提供一种应用扭矩和存储能量可靠的、低成本途径,这也正是混合动力车辆所需要的。并且液压发动机与电动系统相比具有明显的功率密度优势,至少现在是这样。“液压发动机好像非常有效,至少对大多数重型卡车系列来说是这样的,”环境保护基金会(Environmental Defense)高级汽车策略会成员、机械工程师John DeCicco博士这样评价。

  当今的液压混合动力系统主要有三种方式,并且都处在发展之中。美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency,英文缩写EPA)交通与空气质量办公室(Office of Transportation and Air Quality,英文缩写OTAQ)的研究者们与Eaton Corp公司、美国西南研究院(Southwest Research Institute,英文缩写SwRI)和其他合作伙伴联合开发了一种混合动力系统。从2006年6月开始,这套系统开始由UPS公司的配送卡车在底特律市进行测试运行。美国环境保护署也与Parker Hannifin公司签订了一个单独合作研发协议,着手液压混合动力方面的设计。

  在某些方面,液压混合动力系统与其同伴电动混合动力系统相似。但是,液压系

  统是使用液压泵发动机、铃线和蓄能器产生扭矩并存储能量,而不是使用电动发动机、电线和电池。

  Eaton Corp和Parker Hannifin两家公司也都各自进行了自主知识产权的液压混合动力系统的开发。Eaton公司开发的是一个液压启动辅助的并行系统,但是其主要的推进力仍然是来自于机械动力传动系。Parker Hannifin公司在过去的一年半的时间里研发出一种新型的液压混合动力设计,其中一些负载循环数据来自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司负责液压动力事业部创新设计的副总裁、机械工程师Joe Kovach博士报告说,他们公司将在今年晚些时候结合新型液压混合动力系统建造一个渣土运送卡车模型。

  谈到节能环保的汽车新能源的发展,在中国还往往停留在电动汽车的探索上。的确,全球汽车界在电动车上没有少下工夫,但是到头来都是走进死胡同。在新世纪,汽车发展的技术路线趋于理智而统一:近期从油电混合动力下手大幅度降低油耗和排放;长远靠资源极为丰富,且完全没有污染的氢动力燃料电池重新定义汽车。

  在全球汽车市场,丰田堪称是混合动力的鼻祖。2003年丰田的纯利润101亿美元,远远高过美国三大汽车公司的利润总和。丰田成功的因素很多,其中之一就是混合动力技术的开发和应用。混合动力技术是丰田的核心技术。丰田的混合动力系统是全混合系统。它拥有一台汽油发动机和一个电机。这种系统能够实现电机的单独驱动。在汽油发动机效率较低,比如低速的时候,汽油发动机被停止,车辆仅靠电机驱动行驶,这样可以提高燃油经济性,减少二氧化碳的排放。目前丰田的油电混合动力技术已经发展到第二代。

  丰田于1997年8月在日本发布了柯斯达Hybrid EV。同年12月发布了世界上第一款量产混合动力车普锐斯。自2000年开始在北美及欧洲等海外地区开展普及混合动力车的工作。

  2003年丰田发布了第二代普锐斯,在此之后又将混合动力车型扩大到MPV、SUV、后驱轿车、小型两厢车等车型。

  2011年2月底,丰田混合动力车型累计销量突破300万辆。在此之后丰田又发布了普锐斯α和AQUA等新车型,使其混合动力车销量经过短短一年的时间就突破了400万辆。另外,从2012年1月起,外插充电式混合动力车“普锐斯PHEV”也开始在日本销售。并且计划2012年年内在中国进行试销。

  目前,丰田在大约80个国家及地区销售共计18款混合动力乘用车。今年在丰田销售的车辆中,混合动力车已经占到其全球销量的15%。今后丰田还计划投入雅力士HEV等多款车型,不断扩充混合动力车型的商品阵容以及销售区域。

  在中国,丰田在2006年将普锐斯作为第一款在日本以外生产的混合动力车型率先投入中国,此后,又投入了凯美瑞混合动力车型。

  今年3月1日丰田中国发布了 “云动计划”。其中一项重要内容就是“环保技术”,同时丰田还将其混合动力技术形象地命名为油电混合“双擎”动力。该技术拥有可以单独使用电动机驱动车辆的“纯电模式”,且在车辆使用过程中完全不用担心电池寿命。另外,根据丰田测算,通常情况下丰田油电混合双擎动力,与传统技术相比,油耗最高可减少40%左右,同时动力性能相当于把发动机的排量提升了30%左右。而且该技术既可以节约石油,又为最终摆脱石油打了下基础。在4月的北京车展上丰田发布了全球首发的“云动双擎”概念车。该车搭载了丰田汽车研发中心(中国)有限公司研发的混合动力总成,充分展现了丰田油电混合双擎时代已经到来,同时也以实际行动表示了丰田将进一步为中国汽车市场的混动时代增添无限光彩的决心。丰田决心要成为真正国产、普及节能新能源车,且产品阵容最丰富的汽车厂商。

  作为丰田旗下的高端豪华车品牌,LEXUS雷克萨斯也是油电混合动力技术的先驱开拓者,是第一个将完全油电混合动力技术应用于量产车型的豪华汽车品牌,在油电混合动力技术领域已有20年的经验。目前,雷克萨斯拥有豪华车领域最丰富的油电混合动力量产车型,在中国市场销售的完全油电混合动力车型有CT 200h、LS 600hL、RX 450h和全新一代GS450h,并将在下半年引入全新一代ES300h。其中入门级豪华车CT 200h上市后得到广泛认可,月销1,000台以上,对混合动力概念的推广起到了积极作用。目前雷克萨斯油电混合动力车型在全球的累计销量已经超过40万辆。

  1993年, LEXUS雷克萨斯前瞻性看到了高性能汽车伴随而来的高燃油消耗及对环境造成的污染和负担,率先投入大量资源深入研发有别于传统动力系统的新能源利用方式。自1993年以来,LEXUS雷克萨斯在油电混合动力道路上始终引领前行,先后推出多款极富创造性的油电混合动力豪华车型。

  2007年1月, LEXUS雷克萨斯全球首创油电混合动力豪华SUV车型RX 400h引入中国市场。作为第一台通过美国SULEV(Super Ultra Low Emission Vehicle)超低废气排放标准的豪华SUV车型,RX 400h在中国市场的亮相为中国豪华车消费者带来了消费观念的革新。

  2007年8月,LEXUS雷克萨斯顶级旗舰型豪华轿车LS 600hL同步进入中国市场。

  2009年1月,LEXUS雷克萨斯油电混合动力运动型豪华轿车GS 450h正式登陆中国市场。

  2009年4月上海车展上,RX系列新一代混合动力车型RX450h在中国市场上市。

  2011年10月,LEXUS雷克萨斯油电混合动力新生代轿车CT200h正式进入中国市场。

  2012年3月,LEXUS雷克萨斯新款豪华SUV RX450h正式登陆中国市场。

  2012年6月,LEXUS雷克萨斯全新一代油电混合动力豪华运动型轿车GS 450h正式登陆中国市场。

  2012年7月,LEXUS雷克萨斯全新一代豪华轿车ES300h正式登陆中国市场。

  除了不断引入新的混合动力车型以外, LEXUS雷克萨斯还是中国市场上第一家、也是唯一一家为旗下所有油电混合动力车型提供六年/十五万公里免费保修和免费保养服务的豪华品牌,为豪华汽车领域设立了全新高度。

  在由电动机驱动车辆时,其噪音仅相当于发动机运转噪音的一半。使用高效隔音和吸音物料亦有助于降低噪音水平。

  在发动机和电动机之间高效分配运用并由此产生协同效应,令节油性能远超过汽油发动机汽车。

  实现了全球最低的废气排放量,全面符合世界上最严格的标准,如美国的SULEV标准和欧洲的STEP IV 标准等。

  LEXUS雷克萨斯将2012年定义为LEXUS雷克萨斯的“混合动力元年”。根据中国市场的需求,LEXUS雷克萨斯将会进一步丰富小排量车型,同时也会继续推广在业界领先的完全油电混合动力车型。

  中国汽车界和科技界曾对电动车的开发情有独钟,主要出于如下考虑:传统汽车中国比发达国家晚了几十年;而电动车全世界还没有大突破,我们现在开始研究,与发达国家站在同一起跑线上,完全可能后来者居上。但是这种“抄近道儿”的傻聪明终于随着美国日本汽车业宣布放弃电动车的研发而走进死胡同。

  应该说,中国汽车业的发展思路应该转移到务实而量力而行的方向了。氢动力燃料电池车,是一项必须关注的前沿技术,但仅仅是“关注”即可。而混合动力车的研发倒应该是当务之急。一是混合动力车并非什么远在天边的高科技,又有成熟的商品化车型可借鉴。二是混合动力车特别适合中国大城市交通普遍拥堵,汽车频繁制动的国情,节能治污的效果可以发挥到极致。

  其实,如果中国的油价继续攀升或实行燃油税,道路拥堵又难以根本改善,市场的混合动力车的需求就会非常迫切。合资生产或者进口混合动力车,估计很快就会被精明的生产商或经销商提到议事日程。混合动力车将是中国车市的新商机。

  BYD F3DM可以在纯电动(EV)和混合动力(HEV)这两种模式之间自由切换。这种技术的好处显而易见,纯电动模式下即实现了零排放,混合动力的排放标准也将远远优于欧Ⅳ标准。

  在动力方面,比亚迪F3DM双模电动车搭载了BYD371QA全铝发动机,功率为50KW,配合75KW的电机,比亚迪F3DM双模电动车输出功率达到了125KW。在纯电动的模式下,F3DM双模电动车也实现目前世界上最长的续航里程——100km,最高时速可达150公里/小时。此外,F3DM双模电动车使用的铁电池,原材料广泛、无污染、可回收,其耐热性、抗压性都已经通过国家测试。而且电池循环充电2000次后容量还有80%以上,实际可使用4000次。

  重要的是,F3DM将是全球第一款上市的不依赖专业充电站的双模电动车。该车在比亚迪电动汽车充电站快速充电10分钟可充满50%,家用电源上慢充7小时可充满。

  作为比亚迪在全新平台上开发的插电式混合动力车,在110kW电机和1.5TID发动机共同驱动下,秦的最大功率和最大扭矩达到223kW和440N·m,最高时速可达185km/h,0到百公里加速时间仅为6.9秒。

  比亚迪“秦”采用了DM Ⅱ双模技术(比亚迪最新双模技术),搭载高电压、高转速电机,功率大幅提升,F3DM用“16度电才能跑60公里,而秦10度电即可达到50公里”,因为秦的电池重量较F3DM减轻一半,同时车身也更加轻盈。据悉,秦的零到一百米加速仅为5.9秒,百公里综合使用成本16元,仅相当于目前2升油的价格。秦的充电口设计在后行李箱盖上,通过主驾门板上的按键电动解锁充电口盖实现自动开启;购车将随车配送一个充电包,只要接上220V家用电源就可使用,5小时即可充满电。

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