混动汽车全解析:从微混到插电,一篇看懂
混动汽车全解析:从微混到插电,一篇看懂
随着新能源汽车的快速发展,混动汽车作为传统燃油车向纯电动车过渡的重要产品形态,越来越受到消费者的关注。目前市场上的混动汽车主要分为微混、轻混(HEV)和插电式混合动力(PHEV)三种类型。本文将为您详细解析这三种混动技术的工作原理和特点。
微混
微混技术其实很简单,我们常见的汽车12V启停系统就属于微混。很多老司机特别讨厌的启停系统,就是微混技术的一种体现。
启停系统的原理是:当车辆处于停止状态时,发动机将暂停工作,但此时发动机内的润滑油会持续运转,以保持发动机内部的润滑。当松开制动踏板后,发动机将再次启动,为车辆提供驱动动力。在发动机暂停工作期间,由于润滑油一直在循环,即使频繁的停车和起步,也不会对发动机内部造成磨损。
启停系统对于12V的铅酸电池要求较高,当需要更换电池时,带有启停功能的电池会更贵一些。这种系统主要在市区等红绿灯时发挥作用,在高速行驶时则没有明显效果。
48V微混系统作为弱混技术的一种,可以看作是12V启停系统的升级版。其主要部件包括48V电池、48V/12V双向DCDC转换器、48VBSG/ISG电机以及电池管理系统等。48V微混系统具有启停、能量回收、动力辅助、纯电驱动(短暂)、滑行等功能。
轻混(HEV)
轻混(Hybrid Electric Vehicle)配备了两个以上的驱动装置。在起步和低速行驶时使用电驱,当速度提升后,发动机开始介入。其主要工作原理如下图所示:
HEV车型配备的电池容量一般在1-5kWh之间,没有外接充电口,不能上绿牌,只能上蓝牌。电池的充电主要依靠汽车运行过程中的能量回收,或者在行驶过程中利用发动机多余的功率进行充电。
HEV的混合动力结构形式分为三种:
- 串联式混合动力:由发动机驱动电动机,再由电动机驱动车轮,发动机不能直接驱动车轮,因此只有一种工作模式。
- 并联式混合动力:由发动机和电动机共同驱动车轮,也可以分开驱动,但不能在驱动状态给电池充电。
- 混联式混合动力:可以单独依靠电动机或发动机行驶,也可以使用两种动力联合驱动,还能一边用电力驱动一边给电池组充电。这种结构兼有串联式和并联式的优点,但系统结构和运行策略也最为复杂。
插电式混合动力(PHEV)
PHEV既有传统汽车的发动机、变速箱、传动系统、油箱,也有电动车的电池、电机、电控这三电系统。它可以使用发动机驱动行驶,也可以使用电机驱动行驶,或者两种动力联合驱动行驶。而且PHEV车型的电池容量较大,有充电接口,可以反复充电,可做较长里程的纯电动行驶。
插电式混合动力汽车可以不用加油,当作纯电动车使用,具有电动车的优点。在无法充电的时候,只要有油就可以一直行驶下去,行驶里程不受充电条件的制约,又具有燃油车的优势。
PHEV既要集成电动车动力系统又要集成燃油车的动力系统,其成本较高、结构复杂、重量较大,相对于单纯的燃油车和电动车又有一些劣势。不过,续驶里程有了大幅度提高,在充电站大面积普及、充电时间明显缩短之前,插电式混合动力汽车作为燃油车与纯电动车/燃料电池汽车之间的过渡产品将长期存在下去。
根据结构不同,插电式混合动力系统可以分为增程式插电混合动力、并联式插电混合动力系统和混联式插电混合动力系统。
增程式插电混合动力
增程式插电混合动力,简而言之就是发动机的作用是给电池充电的,发动机不参与驱动车轮,车内只有一套电力驱动系统,包括电机、控制电路、电池。增程式插电混合动力车的电动机直接驱动车轮,发动机则用来驱动发电机给电池进行充电。
因为发动机并不直接驱动车轮,因此也不需要变速箱。这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油发电机,用来在电量不足的时候给电池组充电。其工作原理如下图:
相比其他插电混合动力模式,增程式插电混合动力可以不用变速箱,成本略有降低。因为发动机下直接驱动车轮,发动机转速和车轮转速、汽车速度没有直接关系,通过控制系统优化,可以让发动机一直工作在最佳转速,即使在充电不便时,市内堵车路况下油耗也比较低,发动机噪声也可以控制得非常小。
当然,这种模式也有缺点:发动机和发电机带来的重量并不减少。在高速路况下,油耗反而偏高。