混合动力车(HEV)系统及控制方式剖析
混合动力车(HEV)系统及控制方式剖析
时间:2012-04-25 18:56:51来源: 作者:
在2009年日本国内新车销量中,丰田“普锐斯(Prius)”以超过20万辆的业绩高居榜首,如今EV" title="HEV">HEV已完全成为大众型汽车。HEV通过充分利用马达,大大改善了发动机汽车起动及减速时的能耗和尾气排放等缺点,同时还解决了EV存在的行驶距离和充电时间等问题。本文将对HEV系统的种类及特点进行介绍。
混合动力车(HEV)系统完美融合了发动机汽车和电动汽车(EV)的技术,对EV采用的马达及电池技术进行了充分利用。EV尽管从汽车黎明期就已出现,并在1900年以前达到了实用水平,但迄今为止一直未能实现全面普及。
在第二次世界大战后的汽油紧缺时期,EV作为替代能源汽车开始在日本上市。1949年日本国内EV产量达到3299辆,占到当时日本汽车保有量的3%。但是,随着发动机汽车的改进以及加油站的普及,EV的势头开始在日本逐渐衰退。
之后,汽车业界从1971年起将EV定位于环保汽车展开了开发。当时日本的通商产业省工业技术院利用大型项目制度(由汽车、电机及电池厂商参加)启动了EV的研发,众多汽车厂商及部件厂商投入了极大的精力。但在1980年以后,随着发动机汽车尾气净化技术的进步,EV再次消失了踪影。
在20年过后的1990年,美国加利福尼亚州制定了尾气排放规定“ZEV法案”(零排放车辆法)。当时,除了EV以外,没有任何一种汽车能够达到这一规定,因此EV的开发再一次被启动。
ZEV法案的实施时间为1998年,由于必须要销售规定比例的EV,因此各公司开始奋力开发。但是该规定并未按期实行,最终以数年的限量生产而告终。
采用EV要素技术的HEV
如上所述,EV存在行驶距离、充电时间及成本方面的课题,迄今只在叉车等特定用途领域实现了普及。
而解决了EV的上述课题,燃效比发动机汽车出色且实现了低排放的汽车就是1990年下半年面市的HEV。丰田于1997年上市了“普锐斯(Prius)”,本田也于1999年推出了“Insight”。
这些HEV采用了为符合ZEV法案而开发的EV要素技术。尤其是镍氢充电电池,在1996年实用化的丰田“RAV4EV”及本田“EV PLUS”上得到了采用。由于有助于延长EV的持续行驶距离,因此即使说HEV没有镍氢充电电池就无法实现也不为过。另外,不仅是电池,为EV开发的使用稀土类磁铁的永久磁铁(PM)式同步马达也为HEV性能的提高做出了贡献。
在介绍HEV的系统之前,先来谈谈为符合ZEV法案而开发的EV。图1列出了丰田RAV4 EV的系统构成。该系统根据油门传感器检测的踩入量,由EV·ECU(电子控制单元)控制逆变器,驱动行驶马达。马达采用永久磁铁式马达。
图1:丰田“RAV4 EV”的系统构成
1996年实用化的、配备镍氢充电电池的EV。
驱动马达的电池采用288V镍氢充电电池,通过用电池ECU和EV·ECU监测充放电状态来随时计算行驶时的剩余容量。为电池充电时利用车载充电器通过交流200V商用电源进行。以下将驱动行驶马达的高电压充电电池称为主电池,将辅助驱动用充电电池称为12V电池。
在EV行驶控制中,根据油门开度、制动信号、档位及车速等信息,利用驱动扭矩图来决定所需要的车辆驱动扭矩。由EV·ECU的车辆控制部向马达控制部发出扭矩指令,通过PWM(脉冲宽度调制)信号向逆变器传输指令。马达控制采用加速或正常行驶时用作电动机、减速时用作发电机的方式(图2)。 图2:EV的行驶控制
根据油门开度及制动信号等,决定车辆驱动扭矩。
混合动力系统的概要
混合动力系统的分类方法有二种。一种是根据可实现的功能的不同来进行分类,另一种是以驱动机构的方式来分类。
首先,按功能来分类的话,就如同图3所示。只有无空转功能的称为微HEV或ISS(Idling Stop System)。在该功能的基础上增加加速辅助、能量再生及发动机高效运转功能等的话,就称为弱HEV,而增加EV行驶功能的话则称为强HEV。越接近强HEV,CO2排放量及尾气就越少。而EV的排放全部为零。另外,插电式HEV(PHEV)及通过运转发电用发动机来延长行驶距离的增程器式EV被定位于强HEV和EV之间。 图3:HEV和EV的CO2减排效果
按照不同功能对混合动力系统进行分类。
以驱动方式进行分类时,主要分为串联式HEV、并联式HEV、串并联式HEV三种方式。下面来依次介绍一下三者的构成及特点。
(1)串联式HEV
串联式HEV配备为主电池充电的发动机和发电机,一边始终充电一边用马达行驶(图4)。也可认为是在EV的基础上增加配备了发动机和发电机。在市售车中,与私人乘用车相比,该方式在公交车上采用得较多,丰田1997年上市的“Coaster HEV”以及三菱扶桑卡客车2004年上市的“Aero Nostep
HEV”就采用了该方式。
图4:串联式HEV的构成
仅靠马达行驶。配备高功率大型马达。
串联式HEV的特点如下。
·仅靠马达行驶,因此与其他方式相比,马达及发电机为高功率大型产品。
·将发动机动力全部转变为电力,因此能源效率略低。
·驱动力控制及功率输出控制较简单。 ·发动机以稳定状态运转,因此比较容易实现尾气净化。
(2)并联式HEV
并联式HEV并联配置发动机和马达,可由两方供给行驶动力(图5)。除本田作为“IMA(Intelligent Motor Assist)”进行实用化之外,还得到了戴姆勒“Mercedes-Benz S400 HYBRID”及宝马“ActiveHybrid 7”等的采用。在本田的IMA中,发动机和马达采用直接连接构造,同时旋转。而与此不同的是,还有很多厂商开发了在发动机与马达之间夹入离合器,通过断开离合器来实现EV行驶的系统。
图5:并联式HEV(直接连接)的构成
马达只起辅助性作用,采用小型产品。
并联式HEV(直接连接)的特点如下。
·只需在以往车型的发动机与变速箱之间追加马达,因此构成简单。
·马达的功率输出只起辅助作用。几乎不进行EV行驶,因此马达为小型产品。
·马达兼具发电机作用,因此再生电力只有储存到电池中后才能用于行驶。 ·通过在发动机与马达之间夹入离合器,可进行EV行驶,但这时需要大输功马达。
(3)串并联式HEV
串并联式HEV的代表示例是丰田普锐斯等采用的“THSⅡ(Toyota
Hybrid System Ⅱ)”。该方式利用行星齿轮机构综合发动机、MG1、MG2三种动力源,根据行驶状态来组合这些动力源,由此进行驱动(图6)。
图6:串并联式HEV的构成
同时具备串联方式和并联方式两者的优点。 这里的MG是指马达兼发电机的缩略语。由于需要在马达功能与发电机功能之间频繁进行切换,因此将原来称为马达或发电机的部分称为MG。
发动机的作用是驱动车辆和驱动MG1。MG1的作用除了为主电池充电外,还包括作为马达起动发动机以及对车辆进行驱动辅助。MG2的作用是实现EV行驶、做加速辅助,以及作为发电机进行能量再生。
串并联式HEV的特点如下。
·具备串联方式和并联方式两者的优点,兼顾燃效和行驶性。
·系统效率较高,因此燃效提高效果显著。
·系统及控制较复杂。
毕业论文浅析混合动力汽车系统的结构与原理
混合动力汽车系统的结构与原理
题 目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理
学 院: 工学院
* *: ***
专 业: 汽车服务工程
学 号: *********
* * * *: ***
提 交 日 期: 2013年5月24日 混合动力汽车系统的结构与原理
原创性声明
本人郑重声明:本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:郭永强
2013年5月24日
论文指导教师签名:逯玉林
混合动力汽车系统的结构与原理
摘 要
全球能源及环境问题日益突出,一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染;另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。地球上的石油资源总有一天会枯竭,若没有新能源或代替能源,到那时汽车将寸步难行,为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点,例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。但以目前的条件和实用性来看,适应社会发展需求的只有混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV)。混合动力汽车(也称复合动力汽车,Hybrid Power Automobile)是指车上装有两个以上动力源:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处,不仅减少了石油消耗,而且环境问题也得以改善,由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势,因而受到很大的重视,研制开发和产业化的进程相当快。本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理,并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。
解决了EV课题的HEV 串并联式HEV的构成和控制
解决了 EV 课题的 HEV 串并联式 HEV 的构成和控制
串并联式 HEV 的构成和控制 下面拿串并联式 HEV 来详细介绍一下
系统构成和控制。
普锐斯的示例配备有发动机、MG1 和 MG2(图 1)。为了最佳运行两套
驱动系统,由 HEV·ECU 对它们进行综合控制。主电池为镍氢充电电池,系统
主继电器及电流传感器等电源类产品与 EV 相同。另外,还配备了 12V 电池充
电用 DC-DC 转换器,并采用了空调用电动压缩机,这些也与 EV 相同。不过
并未配备 EV 所必需的充电器。
HEV 的控制系统如图 2 所示。HEV·ECU 根据驾驶员的要求、车辆的状
态以及主电池的充电状态,将要使发动机产生的功率作为发动机要求功率,向
发动机 ECU 发出指令。然后由发动机 ECU 按照 HEV·ECU 指示的发动机要求
功率来控制电子控制油门的开度。
图 1:HEV 的构成(普锐斯的示例)
配备发动机和两个马达兼发电机(MG1、MG2)。
图 2:HEV 的控制系统
HEV·ECU 为“司令部”,进行多种控制。
另外,HEV·ECU 还会计算出 MG1 的扭矩和 MG2 的扭矩,向 MG·ECU
发出扭矩指令值。在接到指令后,MG·ECU 就会通过逆变器来控制 MG1 和
MG2,按照扭矩指令值来输出驱动力。
同时,电池监测单元还会获取主电池的信息(电流、电压、温度),发
送给 HEV·ECU。HEV·ECU 根据这些信息计算出主电池的剩余容量
混合动力汽车
作业 混合动力汽车的类型特点关键零部件的选型(发动机 电机电池)动力
匹配原理及能量掌握策略
混合动力汽车类型
从能量流到混合动力系统输出轴的流经路线,可将混合动力汽车分为串联
式、并联式、混联式和复合联接式四种。
1 .串联式(SHEV)驱动系统的典型结构与基本组成部件如下所示,主要由发动机、
发电机和电动机组成,原动机一般为高效内燃机。发动机直接驱动发电机发电,
电能通过掌握器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。电池在
发动机输出和电动机需求功率间起到调峰调谷的作用。为了满意汽车在起动、加
速时的大功率需求,在串联式结构中还有加超级电容等功率密度较大的蓄能装
置,在制动能量回收时也起到快速回收能量的作用。
图表1串联式
2 .并联式(PHEV)的布置如下所示,其特点是动力系有两种动力源一一发动
机和电动机。当汽车加速、爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动系供应动力;
一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。并联式ΠEV
能设置成用发动机在高速大路行驶模式,加速时由电动机供应额外动力。
图表2并联式
3 .混联式(SPHEV)如下所示,这种布置形式包含了串联式和并联式的特点,
即功率流既可以象串联式流淌,乂可象并联式流淌。它的动力系统包括发动机、
发电机和电动机。依据助力装置不同,它又可分为发动机为主和电机为主两种。
在发动机为主形式中,发动机作为主动力源,电机为帮助动力源,日产公司
(Nissan)Tino属于这种状况。在电机为主形式中,发动机作为帮助动力源,电
机为主动力源,Toyota Prius HEV就属于这种状况。这种结构的优点是掌握敏 9E动力率 -1M 回爆功率 捷便利,缺点是结构相对简单。
驱动功率 回皴功率
图表3混联式
4 .复合联接式(CHEV)的布置形式的混合动力汽车结构相对简单,主要消失在双轴
驱动的HEV中。在这种联结形式中,HEV前轴和后轴之间没有传动轴连接,它们
hev的节能机理
HEV(Hybrid Electric Vehicle,混合动力电动汽车)的节能机理主要基于以下几个方面:
1. 能源再生利用:HEV通过再生制动系统(Regenerative Braking
System)在车辆减速或制动时回收动能,将其转换为电能存储在电池中,然后在需要时再将这些电能用于驱动电动机,从而减少了对化石燃料的依赖。
2. 优化发动机工作区间:HEV的发动机可以在最佳效率区间内工作,因为电动机可以在发动机效率较低时(如启动或低速行驶时)提供辅助动力。这样,发动机可以避免在低效区间长时间运行,从而节省燃油。
3. 减少发动机怠速时间:在拥堵或等待红灯时,HEV可以关闭发动机,依靠电池供电的电动机来维持空调、音响等系统的运行,减少发动机怠速时的燃油消耗。
4. 动态能量管理:HEV的能量管理系统可以根据车辆的行驶状态和电池的充电状态,智能地调节发动机和电动机的工作模式,以实现最佳的燃油经济性。
5. 辅助动力系统:HEV的电动机可以在需要时提供额外的动力,比如在加速或爬坡时,这样可以减少发动机的负荷,提高燃油效率。
6. 减少机械损失:与传统的内燃机汽车相比,HEV的电动机在低速时效率更高,因为它避免了传统变速箱的机械损失。
7. 预热和加热:HEV可以在发动机启动前使用电池为电动机预热,这样可以提高发动机的启动效率,减少启动时的燃油消耗。
HEV的节能机理是通过结合内燃机和电动机的优势,优化能源的使用和回收,减少不必要的燃油消耗,从而达到提高燃油效率和减少排放的目的。
简述串联式混合动力汽车的工作模式
简述串联式混合动力汽车的工作模式
摘要:
一、引言
二、串联式混合动力汽车的基本概念
三、串联式混合动力汽车的工作模式及其特点
四、各种工作模式的详细介绍
1.纯电动模式
2.混合动力模式
3.发动机驱动模式
4.再生制动模式
五、串联式混合动力汽车在我国的发展与应用
六、结论
正文:
一、引言
随着环保意识的不断增强,新能源汽车在我国得到了快速发展。其中,串联式混合动力汽车作为一种具有较高燃油经济性和环保性的车型,逐渐受到市场的青睐。本文将对串联式混合动力汽车的工作模式进行简要介绍。
二、串联式混合动力汽车的基本概念
串联式混合动力汽车(Series Hybrid Electric Vehicle,简称SHEV)是一种采用多个动力源驱动的汽车。它的特点是发动机、电动机和电池组相互配合,共同为车辆提供动力。与并联式混合动力汽车相比,串联式混合动力汽车的结构更加紧凑,动力系统的工作模式也更加多样化。
三、串联式混合动力汽车的工作模式及其特点
串联式混合动力汽车的工作模式主要包括以下四种:
1.纯电动模式:在起步、低速行驶等阶段,车辆仅依靠电动机提供动力,充分发挥电动机瞬间输出大扭矩的优势。
2.混合动力模式:当车辆需要高速行驶或加速时,发动机和电动机共同为车辆提供动力,实现高效率的动力输出。
3.发动机驱动模式:在长途行驶或高速巡航阶段,发动机成为主要动力来源,电动机则负责在必要时提供辅助动力。
4.再生制动模式:在减速或制动过程中,电动机将车辆的动能转化为电能储存在电池中,实现能量的回收和再利用。
四、各种工作模式的详细介绍
1.纯电动模式:在起步、低速行驶等阶段,车辆仅依靠电动机提供动力。这种模式下,车辆的噪音低、排放污染少,能有效提高城市通勤的环保性。
2.混合动力模式:当车辆需要高速行驶或加速时,发动机和电动机共同为车辆提供动力。这种模式下,车辆能充分发挥电动机瞬间输出大扭矩的优势,实现高效率的动力输出。
hev和phev的工作原理
hev和phev的工作原理
HEV(混合动力电动汽车)和PHEV(插电式混合动力电动汽车)都采用了内燃机和电动机的组合来驱动车辆,从而提高燃油效率和减少碳排放。
HEV的工作原理:
1. 启动和低速驾驶:车辆启动后,内燃机和电动机共同提供动力,电动机主要负责低速和起步阶段的驱动。
2. 高速驾驶:在高速行驶时,内燃机通过发电机驱动电动机工作,同时充电电池也可以通过内燃机发电充电。
3. 刹车回收能量:在制动过程中,电动机将动能转化为电能储存到电池中,以供后续使用。
PHEV的工作原理:
1. 充电:PHEV可以连接到外部电源进行充电,通过充电电池将电能储存起来。
2. 纯电驱动:在电池电量足够的情况下,车辆可以完全依靠电动机进行驱动,实现零排放。
3. 长途行驶:在电池电量不足时,内燃机可以发电机功率,提供动力并为电池充电,延长行驶里程。
4. 刹车回收能量:与HEV相同,制动能量也会被回收储存到电池中。
总之,HEV和PHEV都利用了内燃机和电动机的组合来提高燃油效率,同时PHEV还具备可以通过外部电源进行充电的特点,可以实现更长的纯电驱动里程。
混合动力汽车综述
混合动力汽车综述
——介绍了混合动力汽车的概念、发展状况及其关键技术
混合动力汽车简介
混合动力电动汽车(HEV)是指有两种或两种以上的储能器,能源或转换器作为驱动能源,其中至少有一种能提供电能的车辆。它综合了传统发动机驱动与电力驱动系统的优点它能提供与目前发动机汽车几乎同等的性能,而燃油经济性有很大的改善,大大降低排放水平甚至达到了零排放,它保留了传统汽车动力性优点的同时,还可以满足高效和超低排放的新要求,并且易于改进,已成为国内外汽车领域的一大研究热点。根据其驱动系统的配置和组合方式不同,可分为串联式、并联式和混联式三种组合方式[1]。
目前所开发出来的混合动力电动汽车以串联式和并联式为主,这两种方式的技术难度较低。串联式混合动力电动汽车完全依靠电动机提供动力,发动机、发电机和电动机的功率都很大;而且对电池的要求较高,电池的体积、重量、成本相对较高,价格性能比较低。并联式混合动力电动汽车主要依赖于发动机提供动力,电池仅是串联式的1/3,而且能量传递损失较小,但是排放污染最大,发动机的燃烧效率不高。
混合动力汽车国内外发展概况
国内外普遍认为混合动力电动汽车结合了燃油汽车和纯电动汽车的优点,设计灵活,易于满足未来排放标准和节能目标。因此,日本、美国、欧洲各大汽车公司和相关的研究机构都开展了有关混合动力汽车的研究,并且在世界范围内由点向面地扩展,发展相当迅速。发达国家的许多研究成果己走出了实验室,并开始进入市场。
丰田汽车公司是目前走在最前沿的汽车公司,也是世界上最早开始进行混合动汽车研究的汽车公司之一。丰田于1997年推出的Prius,目前在海内外的销量己数万辆,成为全球最早实现量产也是销量最大的混合动力汽车。2001年6月丰田又Estima投放市场,其后分别推出Crown皇冠轻度HEV,新式面包车天尊THS-C等同车型的HEV。
除丰田外,本田是世界上第二家在美国市场销售混合电动汽车的外国制造商。其J-VX混合动力概念跑车是本田公司早期的HEV款式。1999年末,本田公司在日本、美国、西欧和泰国等国家陆续销售小型混合动力轿车Insight。这款并联式电动汽车名列2002年度美国环保署公布的最省油轿车名单榜首。2002年本田还推出了混合动力最新车型Civic Hybrid,名列2003年度美国混合电动车销量第一,略高于丰田的Prius。
比亚迪hev模式工作原理
- 1 - 比亚迪hev模式工作原理
随着环境问题的日益突出,汽车工业也在不断地探索新的节能环保技术。其中,混合动力汽车是一种非常受欢迎的新型汽车技术。比亚迪HEV(混合动力电动汽车)是一种采用混合动力技术的汽车,具有高效节能、环保等优点。本文将介绍比亚迪HEV模式的工作原理。
一、混合动力汽车的概念
混合动力汽车是指采用两种或两种以上不同能源驱动汽车的动力系统,其中包括内燃机、电动机、蓄电池等。通过控制不同动力系统的工作方式,使汽车在不同的驾驶条件下,能够以最优化的方式使用不同的动力系统,从而达到节能、减排的目的。
二、比亚迪HEV的工作原理
比亚迪HEV采用的是串联式混合动力系统,即内燃机和电动机都连接在同一传动轴上,由同一个传动系统控制。比亚迪HEV的工作原理如下:
1.启动模式
在启动模式下,比亚迪HEV只使用电动机进行驱动。当车速达到一定值时,内燃机才开始工作。此时,电动机和内燃机都将驱动车辆。
2.加速模式
在加速模式下,比亚迪HEV的电动机和内燃机都将提供动力。电动机提供较大的扭矩,能够快速提升车速;而内燃机则提供较大的功率,能够保证车辆的加速性能。
3.恒速巡航模式 - 2 - 在恒速巡航模式下,比亚迪HEV的内燃机将维持恒定的转速,同时电动机也将工作,以维持车辆的恒定速度。此时,电动机的功率较小,主要用于维持车辆的稳定性。
4.制动模式
在制动模式下,比亚迪HEV的电动机将转换为发电机,将制动能量转化为电能,存储在电池中。此时,内燃机将停止工作,车辆将通过电动机的发电制动减速。
5.充电模式
在充电模式下,比亚迪HEV的内燃机将转换为发电机,为电池充电。此时,电动机将停止工作,车辆将通过内燃机的发电来充电。
三、比亚迪HEV的优点
1.节能环保
简述混合动力汽车(HEV)制动能量回收系统
简述混合动力汽车(HEV)制动能量回收系统
张洪生;任振莹;殷锫杰
【期刊名称】《汽车维修》
【年(卷),期】2022()3
【摘 要】随着经济发展,汽车保有量持续增加,汽车给人们生活带来便利的同时也带来了能源和环境问题。为了节约能源,减少排放,新能源混动汽车得到了大力发展。能量回收技术对提高车辆续航里程至关重要,其中制动能量回收是最主要的能量回收方式。研究表明,在制动和起动频繁的工况下,汽车有效的回收能量可降低15%的能量消耗,提高10%~30%的续航里程。
【总页数】2页(P10-11)
【作 者】张洪生;任振莹;殷锫杰
【作者单位】中国人民解放军某部队
【正文语种】中 文
【中图分类】U469.7
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1.混合动力车与电动汽车制动能量回收控制(一)混合动力车制动能量回收系统2.混合动力车与电动车制动能量回收控制(二) 电动车制动能量回收系统3.混合动力车与电动车制动能量回收控制(二)电动车制动能量回收系统4.基于混合动力汽车液压气动制动系统能量回收研究5.基于混合动力汽车液压气动制动系统能量回收研究 因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买
ISG型轻度混合动力汽车系统概述
ISG型轻度混合动力汽车系统概述
混合动力汽车(HEV)作为新一代清洁能源汽车,具有低污染、低油耗的特点。
传统的分类方法是根据内燃机是否与驱动轮有直接的机械连接,分为串联式、并联式、混联式混合动力汽车:
串连式比较适合公交运输例如公交客车、短途运输车等,其特点是运行速度慢、怠速次数多、制动次数多。并联和混联式适合经常加速行驶的车辆,如私人轿车、商务车等,而混联式的系统性能比并联式的好。
根据电驱动混合度的不同,分为微度混合、轻度混合和全混合动力汽车三种:
微度混合动力系统从电气单元(电动机/发电机)和蓄电池中输出的功率非常小;轻度混合从电气单元和蓄电池中输出的功率较小,电气单元可以存储制动产生的能量;全混合从电气单元和蓄电池中输出的功率较大。
更具逻辑性的分类方法是基于任务,将混合方式分成轻度混合型、功率混合型和能量混合型3类。
与轻度混合方式相比,功率混合方式和能量混合方式存在以下缺点:
(1)结构复杂,对汽车底盘的改动较大;
(2)系统复杂,例如丰田Prius的动力分配机构是相当复杂的行星齿轮结构,而通用Precept最多需要同时控制两台电动机和一台发动机;
(3)成本较高,主要是电池能量和功率要求较高。
目前制造成本最低、最容易实现批量生产的是采用起动机发电机/电动机一体化(ISG)技术的轻度混合动力汽车(1SG-MHV)。它只需要对内燃机进行改造,比较容易在现有传统内燃机汽车上实现,混合程度小、电机功率低,尤其适合在轿车上实现。
ISG组成结构
1SG-MHV动力单元主要包括发动机、牵引电机、能量管理系统、动力传动系统。
发动机一般使用较低功率的,因为加速和爬坡时并不只由发动机单独提供功率,而是由电动驱动装置及能量存储单元(电池组、储能飞轮或者超能电容器)与发动机一起驱动汽车行驶。发动机的额定功率一般在50 kW左右。
牵引电机是电气驱动系统的核心,电机的尺寸、重量、性能和效率直接影响电动汽车的性能。由于空间布置有限,最好采用扁平形结构,同时功率不能太大,目前成功开发的ISG-MHV多采用直流永磁无刷电机,其峰值功率约为10~15 kW。
