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摘要:首页-星辰娱乐注册-首页 欧亿注册 【QQ:608557】声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情 复合动力电动汽车(亦称混

  

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  复合动力电动汽车(亦称混合动力电动汽车)是指车上装有两个以上动力源,包括有电机驱动,符合汽车道路交通、安全法规的汽车,车载动力源有多种:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的电动汽车。

  所谓混合动力电动汽车,是指拥有两种不同动力源的汽车。这两种动力源在汽车不同的行驶状态(如起步、低中速、匀速,加速,高速,减速或者刹车等)下分别工作,或者一起工作,通过这种组合达到最

  少的燃油消耗和尾气排放,从而实现省油和环保的目的。以丰田的混合动力汽车PRIUS为例,该车由燃油发动机和电池两种动力,在汽车启动和低于24公里时速行驶时,燃油发动机并不工作,而是由轿车自带的电池提供动力,只有在汽车行驶速度超过24公里/小时的时候,燃油发动机才开始工作;在汽车突然加速的时候,电池就会帮助燃油发动机一起加速;在汽车高速行驶时,电池会为汽车的空调,音响,前大灯和尾灯等汽车辅助设施提供能量,从而减少燃油发动机的负荷;而在汽车减速和刹车的时候,汽车本身为电池进行充电,实现能量的循环使用,并最大限度地保存和节约能源。

  1、采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。

  3、在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现零排放。

  4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

  6、可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充、过放,延长其使用寿命,降低成本。

  复合动力电动汽车有两种基本的工作方式,即串联式、并联式和串并联(或称混联)式。复合动力驱动汽车的缺点是:有两套动力,再加上两套动力的管理控制系统,结构复杂,技术较难,价格较高。由于新一代汽车伙伴合作( P NGV)计划的推动美国三大汽车公司对各种单元技术及其不同组织进行成百种方案的筛选、比较,认为采用复合动力是实现中级轿车百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的关注。经过多年研究,混合动力电动汽车已开发出一些成功的例子。日本丰田汽车公司1997年12月宣布将复合动力电动轿车 P rius投入小批量商业化生产,该车自重1515kg,装用顶置凸轮轴四缸,1500cc排量汽油机,最大功率42.6kW/4600r/min,带永磁无刷发电机,驱动电机亦为永磁无刷的额定功率30kW,采用氢镍电池,实现串并联控制方式,百公里油耗为3.4L,比原汽油车减少了一半, C O2排量也相应减少了一半, C O、 HC、NOX仅为现行法规允许值的10%,售价每辆216万日元(约15000美元)。 美国克莱斯勒汽车公司1998年2月在底特律展出第二代道奇无畏 E SX2型复合动力电动轿车,该车装用1500cc排量直喷柴油机带发电机,采用铅酸电池,交流感应电机驱动,铝车架,复合材料车身,自重1022kg,百公里油耗降至3.4L。2000年通用,福特,戴姆勒·克莱斯勒已开发出100公里油耗已达到3升汽油或接近3升汽车的样车,只是价格仍较贵。

  2)可以使发动机经常工作在高效低排放区,提高了能量转换效率,降低了排放;

  混合动力系统的研发需要解决很多技术问题,比如控制策略的设计、内燃机燃烧系统的优化、蓄电池的改进、传动系统的匹配设计和新材料新工艺的应用等等。

  这里的控制系统是指汽车动力总成集中控制系统,它是整车正常行驶的核心单元。传统内燃汽车的控制系统包括发动机的空燃比(或喷油量)控制、点火控制和怠速控制,以及变速器的档位变换和换档感觉控制等。混合动力汽车的控制还需要根据转速、负荷及车速等信息和相关设备的状态确定发动机与电动机的功率分配策略,即当汽车的负荷给定后,首先要确定发动机与电动机输出功率的比例,以保证满足汽车动力性、经济性、排放性等性能指标的要求。为了满足混合动力汽车的包括驾驶性等的要求,需要设计与混合动力系统相适应的控制系统和控制策略。

  由于各种混合动力电动汽车结构上的差异,因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流在不同元件间的流动,其目的是为了达到以下四个主要目标:

  (1) 优化发动机的工作点:基于最佳燃油经济性、最低排放或者二者选其一,根据发动机的转矩/转速特性曲线确定最优工作点;

  (2) 优化发动机的工作曲线:如果发动机需要发出不同的功率,相应的最优工作点就构成了发动机的最优工作曲线) 优化发动机的工作区:在转矩/转速特性曲线上,发动机有一个首选的工作区,在此工作区内,燃油效率最高;

  (4) 最小的发动机动态波动:应控制发动机的工作转速以避免波动,从而使发动机的动态波动达到最小;

  (5) 限制发动机最低转速:当发动机低速运行时,燃油效率很低,因而当发动机转速低于某一下限值时,应关闭发动机;

  (6) 减少发动机的开/关次数:频繁地开/关发动机,引起油耗和排放增加;

  (7)合适的蓄电池荷电状态:蓄电池的容量须保持在适当的水平,以便在汽车加速时提供足够的功率,在汽车制动或下坡时能回收能量。若蓄电池的容量过高,应关闭发动机或使之怠速运转;

  (8)安全的蓄电池电压:在放电、发电机充电或制动回收充电时,蓄电池的电压挥发生很大变化,应避免蓄电池电压过低或过高,否则蓄电池会产生永久性破损,因而蓄电池管理很关键;

  (9) 分工适当:在驱动循环中,发动机和蓄电池应合理分担汽车所需功率;

  (10) 在某些城市或地区混合动力电动汽车以纯电动模式工作效率最高,这种转变可以通过手动或自动来实现。

  经过100多年的发展,车用内燃机在动力性、经济性及排放控制方面获得了很大改善。近年来电控燃油喷射、排气再循环、增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化后处理等技术的应用,更使汽车的性能飞速提高,因此,作为一种成熟的动力设备,内燃机在混合动力电动汽车上的应用难度不大。由于可移动性能好、比功率大、热效率也较高,因此,内燃机仍然是影响整车效率和性能的关键设备。

  蓄电池是混合动力电动汽车发展的关键技术,也是提高整车性能和降低成本的重要发展方向。自上世纪90年代以来,蓄电池的比能量、比功率、循环寿命等方面的问题就一直成为电动汽车发展的主要障碍;对于混合动力电动汽车来说,由于电动比例较高,因此同样面临着蓄电池技术改进的问题:第一,比能量相对不足,因而成本较高,比能量值越高,汽车经济性越好;第二,蓄电池的寿命相对较短,蓄电池寿命一般为充放电1000次左右,比整车寿命低得多,若在汽车十几年的生命周期频繁更换蓄电池的话,混合动力汽车的运营成本将大大提高。另外,蓄电池的应用还涉及到充电时间较长、电池荷电状态(SOC)判别等问题这些都不同程度影响整车性能。目前,在混合动力电动汽车上使用的蓄电池主要是铅酸电池、镍氢电池(MH-Ni)和锂离子电池,如克莱斯勒ESX2采用铅酸电池,丰田Prius和本田Insight用镍氢电池日产Tino用锂离子电池。

  电动机技术、转矩合成技术和新材料应用技术对于混合动力汽车系统也都起着举足轻重的作用。比如,电动机技术涉及电机的工作效率和能量回收策略等问题;转矩合成器将发动机转矩和电动机转矩耦合输出,对系统运行平稳性和可靠性有重大影响;材料技术的应用主要指轻质高强度材料的选择这对提高汽车性能极为有利。

  1.串联式混合动力汽车 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV)

  其基本结构是由电动机、发动机、发电机、HV蓄电池、变压器组成。由一个小输出功率的发动机进行准稳恒性运转来带动发电机,直接向电动机供应电力,或一边给HV蓄电池充电一边行驶。由于内燃发动机的动力是以串联的方式供应到电动机,所以称为“串联式混合动力系统”。

  2. 并联式混合动力电动汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

  并联式混合动力系统使用电动机和发动机两种动力来驱动车轮用发动机来给HV蓄电池充电,其基本结构是由电动机、发动机、HV蓄电池、变压器和变速器组成。

  并联式混合动力系统中利用HV蓄电池的电力来驱动电动机。因电动机兼用为发电机,所以不能一边发电一边用来行驶。动力的流向为并联,所以称为“并联式混合动力力系统”。

  3. 混联式(串、并联式)混合动力电动汽车 Power-Split Hybrid Electric Vehicle (PSHEV)

  混联式混合动力利用电动机和发动机来驱动车轮,并可用发电机来发电及自行充电。

  混联式混合动力利用电动机和发动机这两个动力来驱动车轮,同时电动机在行驶当中还可以发电。

  根据行驶条件的不同,可以仅靠电动机驱动力来行驶,或者利用发动机和电动机驱动行驶。另外还安装有发电机,所以可以一边行驶,一边给HV蓄电池充电。基本结构由电动机、发动机、HV蓄电池、发电机、动力分离装置、电子控制单元(变压器、转换器)组成。利用动力分离装置将发动机的动力分成两份,一部分用来直接驱动车轮,另一部分用来发电,给电动机供应电力和HV蓄电池充电。

  电动机擅长从低速带开始发挥威力,而发动机则在高速带大显身手。本系统通过理想地控制二者,可在所有条件下提供高效率的行驶。

  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HEV上普遍采用以计算机为核心的现代计算机技术和自动控制技术,各种智能控制系统,包括自适应控制技术(MRAC)、模糊控制技术(Fuzzy)、专家控制系统(Expert system)、神经网络控制系统(Neural networks)等也逐渐应用到EV、FCEV和HEV上,使HEV更加安全、节能、环保和舒适。

  能量管理系统采取层级式控制:最上层为整车能量管理系统,统一协调和控制各个低端控制器;中间一层包括五个低端控制器,即发动机控制器、发电机控制器、电动机控制器、离合器及制动器控制器和电池能量管理系统(BMS)等;最下层为各个执行器,即发动机、电机、离合器等部件。

  丰田THSⅡ采用大功率,高密度,轻量,寿命长的新开发的HV蓄电池。它是在旧型号THS采用的小型高性能镍氢蓄电池基础上,改进了电极材料与各单体蓄电池之间的连接结构,所以降低了蓄电池的内阻,提高了许可证电池的输出密度。由于在THS2上采取了行车中保持一定充电状态的控制,所以,不需要利用外部充电。

  HV蓄电池组包括HV蓄电池模块,蓄电池计算机,系统主继电器及维修插座,这些部件汇总装在一个壳体内,设置在后座位之后。

  蓄电池组的电池部分由28个模块串联而成,每个模块是由6个1.2伏的单体蓄电池串联而成,总共是168个单体蓄电池,由此可得到201.6v的高电压。蓄电池计算机在保持充电状态为适当值的同时,还将完成下列控制:

  为了保证在加速等场合下放电,在减速时利用制动器回收充电的反复进行,HV蓄电池将一直向HV蓄电池计算机输出充电状态信号,HV蓄电池计算机利用充放电电流的累计值,将充电状态值始终控制在目标范围之内。

  HV蓄电池的充放电将引起自身的发热,为确保蓄电池性能,对冷却风扇的工作方式进行控制。

  指在利用内部充电器充电的过程中,监视蓄电池状态,保证适当充电所进行的控制。

  监视蓄电池的温度及电压等,当检测出有异常时,通过限制或停止充放电以保护蓄电池。此外,按要求使报警灯亮,输出与记忆诊断代码。

  当蓄电池的温度升高时,冷却风扇将按照蓄电池计算机的指令调节风量。此外,还可根据空调的要求,改变空调的工作方式。

  冷却风扇的进风口设在座椅的右侧。利用风机将从车厢内吸进的空气引入到蓄电池组的右上方,使其由上而下地吹过蓄电池模块之间,对其进行冷却。冷却后完成热交换的空气,从蓄电池组的右下方,经过后货舱右侧的排气管,排至后货舱与车外。

  SMR按照HV控制计算机的指令,接通与切断高压电路电源。加上控制正负两极用的在内,SMR共配置了3个继电器,保证了动作的可靠。在接通高压系统时,首先是接通SMR1与SMR3,接着接通SMR2,断开SMR1,由于一开始就使控制电流通过附加电阻,所以防止高压的大电流突然加到电路上。断开电路时,依次断开SMR2与SMR3,HV控制计算机将分别确认它们是否已可靠的断开。

  在维修插头与逆变器罩盖上设有连锁机构,连锁机构用来检测高压部分的防护状态并自动地断开系统主继电器。当连锁机构动作时,仪表板上的主报警灯亮,以通知驾乘人员。在连锁机构动作后,每两次之中有1次使系统主继电器动作,以便恢复高压电路。

  在检查与维修时,应取下维修插头,在HV蓄电池的中间位置处断开高压,从而确保安全操作。

  作为和纯电动汽车共通的混合动力电动方式的特点,制动能量是有可能回收的。在日本,美国,欧洲任何市内行驶工况下,从先驱号的例子来看,制动能量回馈对燃油经济性提高的贡献超过了20﹪,这样就可以明白,和没有制动能量回收的其它驱动系统汽车的差别是显然的,因此可以说,为了提高燃油经济性,混合动力方式是必要的条件。

  制动能量回收,就如同刹车,如果四轮同时进行就比较理想,因此就有必要将发电机和四个车轮同时连接,这对于4轮驱动车来说,需要在前后都备有电动机/发电机装置,并且能前后分别控制转矩。但是,这样的4轮驱动车的价格是十分昂贵的,对于通常的行驶,就不需要反映杂饿装置,因此是不可能实现的。一般来说,前轮驱动或者后轮驱动的2轮驱动车占大多数。

  因为汽车的重心比地面高,而且基本上都是前进行驶,所以当刹车制动时,前轮的载荷增加,后轮的载荷减小。在前轮驱动的情况下,因为发动机,变速箱前置,所以前轮的载荷原本就比较大,而且在制动时由于又增加了载荷,所以必要的制动力就增加,配置在前轮的发电机的制动能量回收相对来说是比较大的。相反,在后轮驱动的情况下,通过后轮进行能量回收的效果就不大显著。后轮的制动力过大,在轮胎和路面之间超过摩擦极限后,会使车轮打滑,这时就使汽车不稳定,偏离路面而碰到障碍物或者是横向翻滚。

  为了避免此类事情的发生,通常,乘用车的制动力分配给前轮70﹪~80﹪。因此,前轮驱动车的制动能量回收和后轮驱动车的制动能量回收相比较的线的程度,后轮驱动车的制动能量回收率最多也只有前轮驱动的一半。

  通常的汽车,在减速,制动的情况下,使用了发动机刹车。通过这个,因为在一定程度上进行了制动能量回收,因此如果不使用发动机刹车,全部由发电机来吸收制动能量是比较好的。Civic混合动力车为了降低发动机刹车的能量吸收在制动时,将四缸中的三缸停止运行。高尔夫混合动力在发动机和电机之间设置了离合器,清除了发动机刹车的影响。但是,这又带来了离合器的重量,空军和成本的问题。

  在堵车时,反复停车启动缓慢行驶的情况下,对于通常的发动机车,由于刚要切断发动机时接着又要启动发动机,比较麻烦,所以就直接将发动机怠速运行,这样就对排放和燃油消耗都不利。为了解决这个问题,对于通常的汽车,对在一定时间以上的停车情况,将发动机自动停止,然后在下一次启动时,直接通过加速踏板就能将发动机启动来驱动车辆。在此情况下,设定停车到将发动机关掉的时间是比较困难的,而且也有发动机启动时的振动和噪音问题。为此,混合动力车在停车时,直接将发动机关掉,车辆启动时通过电机将车辆驱动到一定的车速,这样就可以完成平顺的驾驶。这样,即使车辆启动频繁也具有抑制尾气排放的优点。发动机车的停止,启动的思想虽然以前就有,但没有普及的原因可以认为是反映了实现这样的驱动系统的困难程度。

  即使发电机能够产生大量的电能,如果没有这些电能的储藏设备,发电机的发电也是没有意义的。因为电流不可能一次进行大量电能的充放电,所以为了能够进行大量的能量回收,就必须增加电池的重量,空间和成本。为了解决这个问题,人们考虑使用超级电容,飞轮装置或者蓄压装置等,虽然有一部分已经实用化但也不能说已经达到完善的 程度。但是,日产柴油在2002年6月开始装备了具有划时代意义的新型超级电容的卡车,可以说在这方面已经开始了一个新的时代。另外,和电动汽车为了提高续驶里程而 重视电池的储能密度不同,混合动力车用的储能装置在储能密度比较小的情况下,要求调整,制造成输入输出能量,即功率密度比较大的储能装置。

  通过采用混合动力方式,提高了燃油经济性,但有重量,搭载空间和成本增加的缺点,所以虽然和电动汽车的缺点相比还是比较小的,但电池在一定重量下对应的性能,价格和寿命成为成功与否的关键因素。铅酸电池无法满足这种性能要求,丰田采用新近开发的重量轻,体积小的镍氢电池,开始有了突破口。对于寿命的评价,需要有时间,因此今后想进一步关注这方面的发展。从2003年左右开始,在美国和欧洲出现性能优良的锂离子电池,锂聚合物电池等。

  以大众高尔夫为起点,在日野的重型车,本田的混合动力车等上使用了起动机/发电机或者电机/发电机,几乎不需要变更尺寸,就可以安装在原来的发动机的飞轮位置。综合的重量,成本增加被控制在小的几乎所有的传统起动机,发电机和离合器的制造商,都进行这方面的商品化开发,而且有发表的成果。如果将来不需要传统的起动机和发电机的话,对于这些制造商来说,或许理所当然就成为生死攸关的问题,大多数人认为,将来这种形式是混合动力的需要。如果能大量生产成本得以下降的话,可以预计混合动力化的障碍就可以非常小。

  在着手维修一辆混合动力轿车之前,你必须知道一些必须加以防范的安全防护措施。首先,insight,Civic和Pruis这三款混合动力轿车都有一个“怠速停止”模式,可以在轿车临时停车时,比如在遇到红色交通信号灯的时候,关闭轿车的汽油发动机。在这种模式下,当踩下加速踏板时,最初车辆会在电动马达的的驱动下行驶,就像一辆电动高尔夫推车一样。经很短的行驶时间之后,车辆便进入正常的行驶状态,汽油发动机会重新启动,并向轿车提供动力。

  一辆混合动力轿车被送到维修厂进行维修时,如果把发动机熄火,并且将点火钥匙置于开的位置,那么维修时可能会出现问题。打算维修这辆轿车的技术人员这时可能会认为,既然发动机已经关闭了,因此可以安全进行维修工作。但这时如果踩下加速踏板,可能会使电动马达重新启动,从而产生严重的后果。

  在本田公司的混合动力轿车上,在发动机转速表左下方有一个汽车驻车指示灯,如果这个灯在闪烁,则表明该辆轿车处于“怠速停止”模式,同时也是在警告你,在维修该车辆之前,一定要把点火开关关掉。

  当丰田Pruis混合动力轿车处于怠速停止模式时,在显示板上的挡位指示器上方有一个就绪指示灯。在对轿车进行维修工作之前,都要确保就绪指示灯是熄灭的。因此,也应该把点火开关关掉。当然最为安全稳妥的做法,就是把车钥匙从点火开关上取下来。

  当然,在维修混合动力轿车时,最严重的安全顾虑就是它的高压电气系统,其中包括电动马达,蓄电池组,控制系统和电线束。为保证安全,所有的高压电线接线端都是密封的或隔离的,而且电线束都是洁净的橙黄色。

  如果没有戴性能良好的高压防护绝缘手套,就不要轻易触摸这些电线束。即使这些绝缘手套上只有一个极小的针孔,都可能会导致电流从手套穿过,经人体流向大地,伤害技术员的生命。

  你可以用探针穿过电线绝缘层来检查普通汽车上的12v电线的一些性能,但对于混合动力车辆上这些明亮的橙黄色高压线束,可一定是不能这样做的。跟上面介绍的一情况一样,这些高压线束上一个极小的孔都可能导致高压电流外漏。不过,每个混合动力轿车的高压电气系统都是很容易地关闭的,以确保有一个安全的维修工作条件。

  本田混合动力轿车的智能动力单元包括蓄电池组和控制系统,在智能动力单元上设置了一个关闭开关。本田Isight的智能动力单元位于后座地板附近,是水平安装的,隐藏于地毯之下。而本田Civic的智能动力单元是垂直安装的,位于后排乘客座位的后面。

  对于本田公司的这两款混合动力轿车,要想拆除轿车上的高压电气系统,需要打开智能动力单元上面的一个小盖子,并且把里面的开关打到off位置。

  要想拆除丰田Pruis的高压电气系统,只需要取下位于驾驶员一侧的行李厢后面的维修塞即可。维修塞的嵌板在后排座位附近的地毯下面。当你维修高压电气系统的时候,建议你把维修塞放在你的口袋里随身携带,以防其他维修人员在你维修时又把它安上去。

  正确的选择轮胎并保持适当的轮胎压力,对于本田和丰田混合动力轿车的最佳运行是十分重要的。轮胎气压不仅会影响该车的燃油经济性,而且当胎压不正确时,制动系统和控制系统也可能会出现问题。混合动力轿车一般都采用高压轮胎,这样做的目的是为了获得最大的行驶里程数,因为高压轮胎的滚动阻力比较小。所有这三款混合动力轿车都配备有专门设计的轮胎,这些轮胎有较高的充气压力,从而保证轮胎具有较低的滚动阻力。在这三款轿车中的某一辆被送到你的维修厂进行修理时,你要确保该车的轮胎压力与 在轮胎侧面,车门边缘或用户手册上标记的规定胎压相一致。

  请使用原装设备制造商推荐的润滑油,这对于让混合动力轿车获得最佳的性能表现,以及满足保修的技术要求等,都是非常重要的。

  本田Insight和Civic混合动力轿车的发动机都采用本田公司专用的0W-20SJ机油和机油滤清器。对于五挡手动变速器,你可以使用标准的本田手动变速器用润滑油;但是对于无级变速器,需要使用本田ATF-Z1润滑油。丰田Pruis混合动力轿车的发动机则采用5W-30SJ机油,变速器采用型号为T-IV的自动变速器油。

  本田和丰田混合动力轿车的仪表板上都有故障指示灯,当混合动力轿车的电气系统无法 正常工作时,故障指示灯将会给出警告指示信号。本田的混合动力轿车上有一个集成化电动机助力系统故障指示灯,它能够闪烁出符号IMA,表示该车需要维修。

  丰田Pruis混合动力轿车利用仪表板上一个小海龟标志。来表明混合动力系统出现了故障。当出现了海龟标志以后,轿车只能在后备模式下工作,也就是说,仅仅使用汽油发动机作为动力源。海龟标志的出现是在提醒驾驶员,要缓慢驾驶车辆,不能进行快速加速。

  Prius是一辆以汽油化学能和电能为驱动力的混合动力汽车,因此它内部拥有一立的汽油发动机和一台电动机。既然有电能的介入,那必不可少的就是电池,Prius的电池系统采用的是丰田和松下联合研制和生产的镍氢电池,选择镍氢电池的原因是它有比能量和比功率高、循环寿命长、放电过程控制简单、无污染等优点。此外,在丰田和松下的共同努力下,镍氢电池的记忆效应大大降低。而整个动力系统的变速仅仅靠一套行星齿轮组,没有传统的机械变速器和离合器。

  丰田Prius以电机为主,混合动力总成包括两个动力源,发动机与电动机。还有包含了发电机、电动机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。丰田Pruis混合动力系统有一个特点,就是采用行星齿轮变速结构,变速器内置动力分离装置,行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起,同时行星齿轮又起到无级变速器的功能,结构十分紧凑,形成一个集成化混合动力总成系统。

  启动以及中速以下行驶,此时发动机效率低下,因此Prius的发动机关闭,仅由大功率电动机驱动车辆。在常规行驶时,发动机作主动力源,由动力分离装置将动力分成两路,一路驱动发电机进行发电,产生的电力驱动电动机运转,另一路则直接驱动车轮,系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配,以达到效率的最大化。

  当减速或制动时,则由车轮的惯性力驱动电动机。这时电动机变成了发电机,车辆制动能量转换成了电能。

  电池组电量保持在一个恒定水平。当系统发现电池组电量下降会启动发动机驱动发电机发电,向电池组充电。

  Prius的仪表板上有一个多功能资料显示屏,显示屏是7英寸轻触式彩屏,可以显示各项车上的使用资料,例如动力状况、耗油量、电池充放电量、档位、音响、空调状况等,并可手触彩屏调节冷气及音响系统。

  Prius的变档拨杆安装在中控板位置上,巧小玲珑,杆头标志着档位位置。

  ①起动。插入钥匙,踩住刹车踏板及按下起动按钮(POWER),直至液晶仪表上的“READY”信号灯亮起,挂上D档前进。

  ②当发动机效率偏低,例如在低速行驶,转换器及高压电子系统将电池输出的直流电转换为交流电,并升压至500伏特给予马达(电动机)使用。马达会启动与发动机并肩工作。

  ③电脑分析汽车负荷、加速踏板压力及电池状态,决定以马达、或者马达与发电机并用,提供最有效率的动力分配及组合。经常使用马达会导致电池电量下降,当降到一定限值时,发动机会自行起动带动发电机向电池充电。

  ⑤当减速和刹车时,在制动力作用下混合动力系统会将马达转为发电机,将动能转化为电能,向电池充电。

  ⑥当Prius停止时,发动机会自动熄机,以减少不必要的燃油消耗及废气排放。Prius的环保空调系统全以电力驱动,因此关闭发动机空调也一样可以运行。

  在清洁新能源机动车的研发上和技术上较为一致的方向是:电池、电机、电控等3个技术核心,纯电动车、燃料电池车、混合动力电动车是三大研发对象。

  :HEV可以广泛地采用四冲程内燃机(包括汽油机和柴油机)、二冲程内燃机(包括汽油机和柴油机)、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。一般转子发动机和燃气轮机的燃烧效率比较高,排放也比较洁净,采用不同的发动机就可以组成不同的HEV。

  :HEV可以采用直流电动机、交流感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机等。随着HEV的发展,直流电动机已经很少采用,多数采用了感应电动机和永磁电动机,开关磁阻电动机应用也得到重视,还可以采用特种电动机作为HEV的驱动电动机,采用不同的电动机就可以组成不同的HEV。

  :HEV可以采用各种不同的蓄电池、燃料电池、储能器和超级电容器等作为电池,一般电池是作为HEV的辅助能源,只有在HEV永电动机起动发动机或电动机辅助驱动时才使用。

  注:适时修订已发布的4项标准,增加蓄电池容量、能量密度、寿命等技术要求和试验方法,提高相应的性能要求。

  混合动力电动汽车的驱动系统:包括两种或两种以上的能源存储器,能源或能量转换器。通俗的讲,比较盛行的办法是既装有内燃机,又配备有高性能和价格合理的电池,采用串联或并联等多种方式进行驱动,其工作方式有三种:首先是由发动机传递动驱力;其次是,利用发动机的动力发电,则进入发动机机驱动方式;当发动机停机时,只用电池供电,发电机进行驱动,采用那种行驶模式,要根据路况和行驶要求而定。

  这样做的好处是:可以较大程度减少发动机的排量如过去用3升机,现在用1.6升就可以;由于有电动机作辅助驱动,可以实现能量回收,提高了燃料经济性;可以将发动机转速平稳的调整到最佳转速状态,排放污染大大减少;和普通的汽车一样,不用设置新加油站。但它也有缺点,主要是增加了动力源,配置复杂,增加了占用空间和重量等,但算起来还是合算的,利多弊少,所以发展很快。

  由于科技的加速发展,混合动力电动汽车的驱动方案也是多种多样的,不断的在改进更新中。同时增加新的配备,如能量存储装置,即飞轮,超级电容器,永磁发电机和电动机一体化电机,微处理器控制电路装置,和无级变速器(CVT)等。同时,对内燃机也作了大量改进,特别是柴油机上,采用共轨式供油系统、柴油机小型化、降低颗粒(PM)和氮氧化物(NOX)排放、改善热效率,低温排放污染性改善等措施,在性能上有很大提高。据中国国家电动车专家组组长黄佳腾介绍,电池、电机、电控系统一直是制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。中国在电动汽车整车设计、驱动系统、电池管理系统,尤其是锂离子电池、燃料电池等高性能动力电池的研制方面取得重大进展,在某些方面已处于世界领先水平。

  在高性能电池方面,深圳雷天绿色电动源公司开发的锂离子电池续驶能力达到三百公里,最高时速可达一百二十公里,可充电次数一千次以上,单台车电池成本四万元左右;深圳中星汽车制造公司研制的超级纳米碳纤素电池容量是一般铅酸电池的十一倍,能量比功率可达每千克一千瓦时,充电仅需十分钟就可以完成,寿命可达十年以上,价格为锂电池的一半,体积为锂电池的三分之一,均展示出明显的商业化前景。

  此外,东风汽车公司与中科院大连化物所联合开发的质子交换膜燃料电池、清华大学等单位开发的新型电池材料等都取得了重大突破。在电机与电控系统方面,华中科技大学开发的全数字化开关磁阻电机、中船总七一二所开发的永磁无刷电机、中国科学院北京三环通用电气公司开发出电动汽车专用的七点五千瓦轮毂电机、哈工大开发的EV九六至十六点八千瓦多态轮毂电机,都是中国电动汽车驱动电机技术的重大突破。

  华中科技大学李培根教授认为,相对于西方发达国家传统汽车工业的巨大惯性,中国汽车工业向电动汽车转型的包袱要轻得多,实现跨越式发展的动力也强得多。

  他说,中国在电动汽车关键技术研究方面,与世界先进水平的差距只有八年左右,在有些领域还处于世界领先地位,赶上甚至超过发达国家的机会和可能性很大。

  无污染、噪声低;能源选择多样化、利用效率高;结构简单,使用、维修方便。作为城市交通工具,将会给城市环境带来很多好处。如电动汽车无噪音、无污染排放、不会在马路上留下油迹等。它的特点,我觉得最主要的就是环保,而且噪声小,而且还有一个好处相对来说可能更符合人们追求的一种舒适性。因为混合动力电动汽车开起来,即使是比较威猛的SUV电动车,可能也是很静的一种感觉。此外,有利于对传统汽车工业的改造。与纯电动汽车相比,混合动力电动汽车既可用常规内燃机作动力,又可采用电机驱动,它不仅比传统汽车节约燃油30%-50%,而且在同等条件下,比纯电动汽车节约电能70%-90%,一次充满油、电后,可使持续行驶里程提高到500-1000公里左右。此外,在传统汽车向电动汽车的过渡时期,这种过渡车型可能有四五十年的市场周期,这是一个完整的历史阶段。推广混合动力电动汽车,一方面可充分利用传统汽车工业现有的庞大生产规模和社会基础设施,另一方面又在一定程度上保障了传统内燃汽车厂商的利益,促进了他们加速开发电动汽车和改进电池、电机、控制系统的积极性。同时,由于混合动力电动汽车壳体在一个较长时期内,都是由内燃汽车改装的,内燃汽车发展的每一项新技术,如信息及安全领域的每一项成果,都可转移或结合采用到混合动力电动汽车上,通过发展混合动力电动汽车,又可大大促进传统汽车工业的改造和发展。还有利于降低电动汽车成本和实现产业化。镍氢、锂离子特别是燃料电池虽然能够克服铅酸蓄电池极的诸多不足,但很昂贵,且建设投入大,无法大面积推广。专家说,我们不应当等到这些新型电池技术取得根本性突破后再开发电动汽车,而应当在发展应用的基础上,推动电动汽车在各方面的技术创新。混合动力电动汽车正适应了当前这一发展需求。混合动力电动汽车可以充分利用现有内燃汽车生产能力,为改造传统汽车工业和实现跨越式发展服务,这使混合动力电动汽车具有了其它电动汽车现阶段无可比拟的应用基础和优势,前景十分广阔。

  蓄电池虽然廉价、安全可靠,但能量低、自重大、体积大、续行里程短,还需要建设地面充电检测等设施,难于为地方政府、企业、用户所接受。由于技术的原因,电动汽车的性能还比不上普通汽车,如雪铁龙公司的 S axon电动小轿车的最大功率为20千瓦,最长行程是95公里,最高时速为95公里,所以电动汽车不能作为长途旅行的交通工具。当然,电动汽车成本高,所以市场价格会比原型汽车高。但是控制每辆电动汽车的成本,使之不超过原型车的30%,这样价格就不是问题了。因为从电动车的性能上看,对电动车的一次性投资比对传统车的长远投资要划算得多。世界上最好的电动汽车,即日本的prius2003款混合动力电动汽车售价是两万美元,其性价比很高。这样看来,到2008年,混合动力电动汽车有可能进入普通家庭,成为一种大众消费。”

  由于原油价格的不断攀升,汽车制造商开始转移目标,抢占节能汽车市场。世界各国竞相发展的电动汽车主要分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车。混合动力电动汽车是电动汽车家族中,一种已经商业化的,有效的,较前期的过渡性产品。这是因为,至今,纯电池电动汽车还没有达到汽车产业化要求的水平,而燃料电池电动汽车,又正处在产业化的研制过程。这样,工程技术专家不得不寻求一种折衷方案——混合动力电动汽车,正是它扮演着电动汽车继往开来的角色。混合动力车辆正以一股不可阻档力量改变着汽车产品的结构和构成,并大量的走向实用化。据《AutoMfg &Produetion》(汽车制造与生产)期刊报导,预计2005年,世界汽车市场上,混合动力辆将达75万辆,2010年达100万辆,2015年将在世界汽车市场占15%,2020年占25%这是相当大的混合动力车辆数量的比例。粗略估计,2020年全球汽车如果产量在1亿辆,那么,混合动力车将是2500万辆了

  ,混合动力电动汽车已具备应用基础和产业化条件,极有可能率先实现突破。去年11月,湖北省武汉市率先将国家863成果——— 4辆东风混合动力公交车投放城市公交线路进行示范运行,其营运里程已达8万公里。武汉又新增1辆混合动力电动汽车投入运营。在北京,已有3 5辆纯电动公交车研制成功,其中20辆将投放城市公交线路进行示范运营,其余将在密云县进行示范运营。国家科技部863计划电动汽车重大专项办公室工程师王成日前接受记者采访时说。“我们还计划在天津组建纯电动轿车车队,在山东威海进行微型电动轿车示范运营。预计到明年年底,将有6辆燃料电池公交车在北京和上海投入运营。到2008年,将1000辆电动汽车投放到奥运场馆,让我们的运动员都能坐上清洁汽车。”总之,混合动力车辆在相当一段时间内前景广阔,并受市场欢迎。

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