當前世界的石油儲備量急劇下降,節約石油能源已經成為國際化問題。為了解決石油燃料消耗的問題,國內外汽車行業專家力爭尋取新能源代替原始的汽車燃料,從而達到節約石油能源的目的。混合動力技術是20世紀出現的全新技術,發展至今已經成為各大汽車公司節約石油燃料的重要手段之一。由于混合動力汽車具有節能、強動力、適用廣泛等特點,從而越來越被廣大的汽車愛好者所重視,在全球范圍內得到了飛速的發展以及廣泛的應用,并且取得了良好的經濟效益。
1 混合動力汽車的分類
混合動力汽車是指同時裝備熱動力源與電動力源的汽車,通過混合動力汽車電機的使用,使得動力系統可以按照實際運行工況進行調控,從而起到降低油耗、減少污染的目的?;旌蟿恿ζ嚰夹g有串聯式混合動力、并聯式混合動力、混聯式混合動力。
1.1 串聯式混合動力汽車
串聯式混合動力汽車通常是由內燃機直接帶動發電機發電,所產生的電能經控制單元傳送到電池,在經電池傳送給電機轉化為動能,最后由變速驅動系統來進行汽車的驅動,當發電機功率超過電動機所需功率時,發電機向電池充電;當發電機功率小于電動機所需功率時,電池將額外的電能提供給電動機。如圖1所示。串聯式混合動力汽車具有系統結構簡單、操作方便,可降低燃料消耗、減少尾氣排放等優點,但存在著能量損失多、效率低及成本昂貴等缺點。
1.2 并聯式混合動力汽車
并聯式混合動力汽車裝有發動機與電動機兩套獨立系統,可以分別獨立地向汽車傳動系統提供扭矩。當汽車在加速狀態下爬坡時,電動機與發電機可以同時向傳動機構提供動力;當汽車速度達到巡航速度時,汽車將僅僅依靠發動機來維持該速度。并聯式混合動力汽車具有耗油量小、能量損失小、成本相對較低等優點。但是,由于發動機與驅動輪之間還是機械連接,發動機的效率還是得不到充分的發揮,因此混合度較低,不便于向插電式混合動力過度。
1.3 混聯式混合動力汽車
混聯式混合動汽車變速系統是由串聯式和并聯式兩種變速系統結構結合而成,其中包含了發動機,行星齒輪機構,發電機,逆變器,蓄電池,電動機等,大大的提高了其靈活性以及節能性。在并聯式結構的基礎上,另外增加一套電動機構,這樣就構成了混聯式混合動力汽車的變速系統,此時發動機所發出的功率即可以與電動機的功率相復合并且驅動汽車前行,同時還可以將轉換成的電能傳入蓄電池進行保存,從而實現電能的驅動。它基本包含了串聯式與并聯式的全部優點,操控更為簡單。但動力系統包括發電機及電動機,使得結構更為復雜,成本更加昂貴。
2 混合動力汽車技術的特點
混合動力汽車技術可有效的節約汽車能源,推廣普及混合動力汽車可以有效降低汽車燃料消耗量?;旌蟿恿ζ嚰夹g是指在車輛動力系統中采用兩種不同的動力源,目前比較普遍的為油電混合動力。通常情況下,降低油耗的方法一是采用小排量發動機;二是進行發動機工作點優化;三是利用輔助能源或者其他替代能源。
混合動力系統也是以這些為出發點進行研發?;旌蟿恿ζ嚨挠土辖洕阅芨?,行駛性能好,無論是在起步還是在加速的時候都可以降低油耗。輔助發動機的電動馬達在啟動瞬間會產生強大的動力,因此駕駛者可以體會到起步、加速的強勁以及實現高水平的節能性。隨著全球環境保護措施的日益完善,替代燃油汽車的方案也越來越多,例如氫能源汽車,太陽能汽車等。但是,目前最具有實用性并且已經市場化的只有混合動力汽車即油燃料與電能的混合。
3 混合動力技術的應用
隨著混合動力汽車技術的日益成熟,現已被國內外各種品牌汽車所應用,主要是通過油燃料與電能共同作用從而實現良好的節油性與強勁動力性。
早在1997年,豐田公司就已經研發出了屬于自己的混合動力汽車Pruise,并且在2003年重新設計改進,推出了第二代Pruise,由最初的緊湊型,發展成了中等尺寸型。從0加速到97km/h可以達到lOs,與傳統汽車相比,二氧化碳的排放量降低了50%,CO和NO的排放量降低90%,耗油量節省了一半。
比亞迪唐搭載了三擎雙模動力系統,其由一臺2.0TI渦輪增壓發動機和前后兩個電機組成,可實現前輪與后輪獨立動力輸出。在混合動力模式下,三個“引擎”同時發力,可迸發出371KW的最大功率和720N·M的峰值扭矩。傳動系統,與之匹配的是6速濕式雙離合變速箱。據官方表示,比亞迪唐0-100km/h的加速時間僅需4.9秒,最高時速180公里/時。另外,百公里油耗僅為2升,純電續駛里程可達60公里,日常代步完全可以實現0油耗。此外,極速版將擁有更強大的性能表現,其0-100km/h加速時間更是僅需4.5秒,純電續駛里程可達80公里。
4 結語
從國內外混合動力汽車技術研究與應用現狀來看,不斷推出更好的新能源汽車,降低油燃料的消耗,減少有害氣體的排放已經成為現在汽車產業所研究的焦點。隨著能源的枯竭,人們對環境保護意識的提高,混合動力汽車技術將會成為新世紀汽車行業發展的主流。因此,混合動力汽車技術代替原始汽車技術將會成為必然趨勢,對能源及環境的可持續發展有著深遠的歷史意義。
(審核編輯: 滄海一土)
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