鉅大LARGE | 點擊量:1252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)濟性能高,而且行駛性能優(yōu)越,混合動力汽車的發(fā)動機要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達的輔助,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作為發(fā)動機的輔助動力驅動汽車。
而且,輔助發(fā)動機的電動馬達可以在正常行駛中產(chǎn)生強大而平穩(wěn)的動力,因此,車主可以享受更強勁的起步、加速。同時,還能實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟性
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)濟性能高,而且行駛性能優(yōu)越,混合動力汽車的發(fā)動機要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達的輔助,所以可以降低油耗,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現(xiàn)"零"排放。
3、動力性優(yōu)于同排量的單純內燃機汽車,特別是在起步加速時,電動機可以有效地彌補內燃機低轉速扭矩力不足的弱點
4、減少車內的機械噪音、低速或怠速時采用電動機工作。
缺點:
1、技術不成熟,相關產(chǎn)品定價過高,電動機和內燃機兩套動力系統(tǒng)的造價遠比一套動力系統(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)能效果就會相應降低。
種類
并聯(lián)方式
一種是以發(fā)動機為主動力,電動馬達作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。
這種方式主要以發(fā)動機驅動行駛,利用電動馬達所具有的再啟動時產(chǎn)生強大動力的特征,在汽車起步、加速等發(fā)動機燃油消耗較大時,用電動馬達輔助驅動的方式來降低發(fā)動機的油耗。這種方式的結構比較簡單,只需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。
混合方式
另外一種是,在低速時
只靠電動馬達驅動行駛,速度提高時發(fā)動機和電動馬達相配合驅動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。
啟動和低速時是只靠電動馬達驅動行駛,當速度提高時,由發(fā)動機和電動馬達共同高效地分擔動力,這種方式需要動力分擔裝置和發(fā)電機等,因此結構復雜。還有一種是只用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”。發(fā)動機只作為動力源,汽車只靠電動馬達驅動行駛,驅動系統(tǒng)只是電動馬達,但因為同樣需要安裝燃料發(fā)動機,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,例如奇瑞A5的BSG款(電機10KW),通常節(jié)油10%以下,電機不直接參與驅動,主要用于啟動和回收制動能量。
中混合動力
中混常用ISG內置安裝曲軸啟動/發(fā)電技術,例如別克君越EcoHybrid(電機15KW),通常節(jié)油20%左右。
強混合動力
強混合動力代表產(chǎn)品為TOYOTAPRIUS(電機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,強混合動力可以說是真正意義的創(chuàng)新,它結合了發(fā)動機和電動機,既發(fā)揮了汽油發(fā)動機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)揮了電動機在低速狀態(tài)下輸出強勁扭矩、降低燃油消耗、凈化排放、靜音以及將原先都被轉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)、驅動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構成。
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動系統(tǒng)提供能量;
當車輛能量需求較小時,輔助動力系統(tǒng)為驅動系統(tǒng)提供能量的同時,還給蓄電池組進行充電。
由于蓄電池組的存在,使發(fā)動機工作在一個相對穩(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、電池和電線。有些車輛是靠液壓發(fā)動機、鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅動的。
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死胡同。在新世紀,汽車發(fā)展的技術路線趨于理智而統(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,遠遠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的開發(fā)和應用?;旌蟿恿夹g是豐田的核心技術。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)動機和一個電機。這種系統(tǒng)能夠實現(xiàn)電機的單獨驅動。在汽油發(fā)動機效率較低,比如低速的時候,汽油發(fā)動機被停止,車輛僅靠電機驅動行駛,這樣可以提高燃油經(jīng)濟性,減少二氧化碳的排放。目前豐田的油電混合動力技術已經(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大到MPV、SUV、后驅轎車、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年年內在中國進行試銷。
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”。其中一項重要內容就是“環(huán)保技術”,同時豐田還將其混合動力技術形象地命名為油電混合“雙擎”動力。該技術擁有可以單獨使用電動機驅動車輛的“純電模式”,且在車輛使用過程中完全不用擔心電池壽命。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)技術相比,油耗最高可減少40%左右,同時動力性能相當于把發(fā)動機的排量提升了30%左右。而且該技術既可以節(jié)約石油,又為最終擺脫石油打了下基礎。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的先驅開拓者,是第一個將完全油電混合動力技術應用于量產(chǎn)車型的豪華汽車品牌,在油電混合動力技術領域已有20年的經(jīng)驗。目前,雷克薩斯擁有豪華車領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)境造成的污染和負擔,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)超低廢氣排放標準的豪華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)服務的豪華品牌,為豪華汽車領域設立了全新高度。
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
在由電動機驅動車輛時,其噪音僅相當于發(fā)動機運轉噪音的一半。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)動機和電動機之間高效分配運用并由此產(chǎn)生協(xié)同效應,令節(jié)油性能遠超過汽油發(fā)動機汽車。
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格的標準,如美國的SULEV標準和歐洲的STEPIV標準等。
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雷克薩斯將會進一步豐富小排量車型,同時也會繼續(xù)推廣在業(yè)界領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)而走進死胡同。
應該說,中國汽車業(yè)的發(fā)展思路應該轉移到務實而量力而行的方向了。氫動力燃料電池車,是一項必須關注的前沿技術,但僅僅是“關注”即可。而混合動力車的研發(fā)倒應該是當務之急。一是混合動力車并非什么遠在天邊的高科技,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)攀升或實行燃油稅,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。混合動力車將是中國車市的新商機。
世界領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,混合動力的排放標準也將遠遠優(yōu)于歐Ⅳ標準。
在動力方面,比亞迪F3DM雙模電動車搭載了BYD371QA全鋁發(fā)動機,功率為50KW,配合75KW的電機,比亞迪F3DM雙模電動車輸出功率達到了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電機和1.5TID發(fā)動機共同驅動下,秦的最大功率和最大扭矩達到223kW和440N·m,最高時速可達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(比亞迪最新雙模技術),搭載高電壓、高轉速電機,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,僅相當于目前2升油的價格。秦的充電口設計在后行李箱蓋上,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。