3深層講解:電動車輛技術(shù)問題
其節(jié)能減排的基本出發(fā)點是:優(yōu)化發(fā)動機的工作區(qū)間。
(可以類比無級變速器。無級變速器可以在某功率下尋求燃油消耗率最小的工作點,而混合動力可以將發(fā)動機控制在整個萬有特性圖中的最經(jīng)濟點。)
例如,發(fā)動機的最經(jīng)濟工作點是:n=2000rpm,Pe=40Kw。
當車輛負荷較輕時,比如,僅需要20Kw的功率。此時,發(fā)動機仍工作在最經(jīng)濟點,輸出40Kw功率;多余的20Kw由電系統(tǒng)回收,儲存在電池中。(或者發(fā)動機完全關(guān)閉,單純由電系工作。)
轉(zhuǎn)速和車速的協(xié)調(diào)由傳動系的傳動比實現(xiàn),所以很多HEV配置無級變速器。
當車輛負荷較大時,比如,需要60Kw的功率。此時,發(fā)動機仍工作在最經(jīng)濟點,輸出40Kw功率;不足的20Kw由電系統(tǒng)提供,電池對外放電。(或者發(fā)動機完全關(guān)閉,單純由電系工作。)
混合動力技術(shù)能夠提高燃油經(jīng)濟性和排放性的具體原因,可參閱《汽車理論》第二章 第五節(jié)。
就目前技術(shù)水平而言,與常規(guī)動力車輛相比,混合動力車輛的油耗可以降低一半左右,排放污染物水平減少的幅度更大。
3.技術(shù)類型
混合動力車輛,根據(jù)“油”與“電”的不同組合方式,有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)之分。較常見的是前兩者。
(1)所謂“串聯(lián)”,就是發(fā)動機-發(fā)電機-電動機-車輛傳動裝置…成線形串成一列。在發(fā)電機和電動機之間是蓄電池端口,由控制器控制。能量基本流程:
?、侔l(fā)動機工作在最經(jīng)濟點,燃油的化學能由內(nèi)燃機轉(zhuǎn)化成機械能(或者關(guān)閉發(fā)動機,完全由電池提供能源);
②帶動發(fā)電機全部轉(zhuǎn)化成電能;
?、廴绻l(fā)電量不足,則由電池補充;如果發(fā)電量超過需求,則將多余的部分儲存在電池中;
?、茈娔芙?jīng)過電池的調(diào)節(jié)后傳遞給電動機,再次轉(zhuǎn)化成機械能;
?、輽C械能帶動車輛傳動系統(tǒng),提供驅(qū)動輪驅(qū)動力…
由于所有能量都要經(jīng)過發(fā)電-電動的反復轉(zhuǎn)換,效率較差;而且由于串行布置,所有動力總成都要滿足車輛最大功率的需求,體積和質(zhì)量都難以控制。
但串聯(lián)式方案由于發(fā)動機和驅(qū)動輪之間沒有直接的聯(lián)接,發(fā)動機工作不受行駛環(huán)境和駕駛員意圖的影響,容易控制在理想工作點,整套控制系統(tǒng)也較簡單(相對并聯(lián)和混聯(lián))。
目前,如
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