近年来,无论是自主品牌还是合资品牌,都陆续推出或正在研发混合动力汽车。以下介绍市场上典型的混合动力汽车车型技术特点。
(1)第一代丰田普锐斯(图3-37)
1997年,丰田首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车——普锐斯(PRIUS)。普锐斯混合动力系统由汽油内燃机和电机组成,采用一种折中的方式弥补了汽油内燃机汽车和纯电动汽车两者之间的缺陷。2000年,普锐斯经过细微的改动之后推向美国市场,随后进入欧洲,开始了其世界第一混合动力车型的历程。第一代普锐斯混合动力汽车技术参数见表3-1。
图3-37 第一代丰田普锐斯结构示意图
表3-1 第一代普锐斯混合动力汽车技术参数
(2)第二代丰田普锐斯(图3-38)
2003年9月,丰田在日本首先上市了全新第二代普锐斯,除了外观的改进外,最重要的是引入了第二代丰田混合动力系统THS—Ⅱ。THS—Ⅱ是在HSD(混合动力协同驱动)的概念下开发出来的,即电机、内燃机在车辆各种状态中,采用不同的方式协同工作来适应各种驾驶模式。THS—Ⅱ与THS基本理论相同,不过其使用的电机在同类电机中性能较高。另外,为了更好地进行能源消耗管理,THS—Ⅱ使用一种新型的线路和制动能量回收系统,与高效的动力电池组合,可以在制动的时候更好地对制动能量进行回收。
THS—Ⅱ最大的改进在于使用了高电压线路——内燃机、电机和动力电池之间的电压高达500V,而上一代THS的电压只有274V。第二代普锐斯混合动力汽车技术参数见表3-2。
图3-38 第二代丰田普锐斯结构示意图
表3-2 第二代普锐斯混合动力汽车技术参数
(3)第三代丰田普锐斯(图3-39)2009年,丰田推出了全新第三代普锐斯,并于2010年全面上市。新一代的普锐斯对混合动力系统进行了改进,主要包括两个方面:一个是使用全新的1.8L内燃机代替原有的1.5L内燃机,另外一个是对HSD混合动力协同驱动系统进行重新设计。第三代普锐斯混合动力汽车技术参数见表3-3。
图3-39 第三代丰田普锐斯结构示意图
表3-3 第三代普锐斯混合动力汽车技术参数
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第三代丰田普锐斯搭载阿特金森循环1.8L直列4缸内燃机,取代老款的1.5L内燃机,最大功率为73kW,比老款提高16kW,转矩则达到142N·m,比老款增加27N·m,加上电机动力整车最大功率为100kW,低速转矩进一步提升,这也意味着低速时能够获得更好的燃油经济性。0~100km/h加速时间比老款提高1s,仅需9.8s。
第三代普锐斯提供4种不同的驾驶模式:Normal为正常模式;EV模式允许驾驶人在低速状态下单纯依靠电力行驶约1.6km;PWR模式提高加速灵敏度,以提升运动性能;ECO模式则可以帮助驾驶人获得最佳的燃油经济性。
第三代普锐斯与制动能量回收如图3-40所示。
(4)第三代插电式丰田普锐斯(图3-41)
锂离子蓄电池组可通过家用电源来进行充电,因此不受蓄电池剩余量和充电设施完善情况的限制。比起传统的混合动力汽车将更加能够降低油耗、抑制不可再生资源消耗、减排CO2以及防止大气污染。普锐斯插电式混合动力汽车每升汽油可以行驶55km,在充满电的情况下,纯电动模式续驶里程为20km。充电时间方面,100V电源需要180min,200V电源需要100min。
图3-40 第三代普锐斯与制动能量回收
图3-41 第三代插电式丰田普锐斯与结构示意图
当蓄电池的电量下降至一定程度时,系统就会自动地切换为混合动力模式行驶。在低温时起动以及驾驶人用力踩下加速踏板等情况下,如果系统判断电池提供的功率较低时,就会起动内燃机驱动行驶。第三代插电式普锐斯混合动力汽车技术参数见表3-4。
表3-4 第三代插电式普锐斯混合动力汽车技术参数
2.比亚迪秦混合动力汽车
秦是比亚迪股份有限公司自主研发的第二代双模混合动力的高性能轿车,属于重度混合,并支持外部电源充电的混合动力汽车。比亚迪秦混合动力汽车如图3-42所示。
图3-42 比亚迪秦混合动力汽车
比亚迪秦动力驱动系统结构示意图如图3-43所示。在动力方面,秦搭载了1台1.5T内燃机、6速DCT自动变速器和1台高转速电机,并集合自主研发的磷酸铁锂电池,使得最大输出功率可以达到217kW,峰值转矩为479N·m。电池组的容量设计为13kW·h,在纯电动状态下的最大续驶里程可以达到70km。
图3-43 比亚迪秦动力驱动系统结构示意图
秦的驱动系统采用了并联的设计方式,即使在电力驱动系统失效的情况下,车辆依靠内燃机的驱动系统能够仍然保持行驶。
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