理论教育 混合动力汽车技术:运行原理

混合动力汽车技术:运行原理

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:混合动力汽车技术已经日益成熟,有些已经进入使用阶段。混合动力汽车具有节能、低排放、低噪声等优点,并且保持了传统的由内燃机驱动的汽车续驶里程长的固有特点。混合动力汽车虽然没有实现零排放,但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求,可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。

混合动力汽车技术:运行原理

混合动力汽车技术已经日益成熟,有些已经进入使用阶段。但由于构造复杂,成本较高,在电动汽车时代到来之前,混合动力型汽车只是一种过渡产品。

HEV既要使用发动机作为动力来保证HEV正常行驶时所需要的基本动力,又要对发动机的节能和环保做出种种限制,以使发动机的燃料消耗降到最低、发动机的有害气体排放达到“超低污染”标准的要求。而采用控制发动机转速范围、降低发动机的最高转速、保持发动机稳定均衡地运转,并采取“开—关”的控制方式,可使发动机避开启动、怠速和转速突然变化时,燃料燃烧不完全而引起的燃料经济性降低和增加有害废气的排放,从而控制发动机始终处于最佳状态下运转。另外,HEV还可以广泛地采用转子发动机(wankel Engine、Rotary Engine)、燃气轮机((Gas Turbine)和斯特林发动机(Stirling Engine)作为HEV的发动机。

HEV虽是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力,但必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制,以减轻HEV的总质量。因此,一般电动机发电机只是在HEV发动机启动,车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动/发电机又是发动机的飞轮,可起调节发动机输出功率作用。电动/发电机还起发电动机的作用,将发动机的动能转化为电能,储存到电池组中去。而在HEV下坡或制动时,将汽车惯性动能转换为电能,也储存到电池组中去。因此,HEV有了电动机的辅助作用,就可以使HEV达到节能和“超低污染”的要求。

HEV在起步、行车、加速和停车时,由其控制系统自动判断和控制使用何种动力,并使汽车的能源消耗和排放指标控制在最佳范围。汽车起步时因发动机的效率低,由电动机提供动力,在信号等待时,发动机会自动停止运行,避免怠速空转的燃油消耗。汽车在正常行驶中控制发动机在最佳区域运行,一部分动力用于克服道路阻力,另一部分动力用于为电池充电。

当车辆起步加速或爬坡时,除机组所产生的电能,通过控制设备输往驱动车轮的电动机外,蓄电池组也同时供电给驱动车轮的电动机,以保证车辆具有足够的牵引能力。当车辆在平坦道路上作等速运行时,只需发电动机组(或蓄电池组)单独提供电能驱动车辆即可。当车辆减速时,发电动机组产生的电能,通过控制设备向蓄电池组充电;在车辆制动过程中,驱动车轮的电动机将转变为发电机,并通过控制设备向蓄电池充电。此种能将车辆的动能转变为电能并加以回收的制动方式,被称为“再生制动”。(www.daowen.com)

混合动力汽车通过将发动机、充电电池和电动机组成最佳组合,既可以提高发动机工作效率,节省能源,又可以清洁排放,减少环境污染。这种车除发动机可对电池充电外,在减速时动力回收再生,制动器还可以将机械能转换成电能,避免了能量的浪费。装用了混合动力系统的汽车,其燃料经济性比普通汽车可提高一倍,同时使能引起地球变暖的CO2排放量减少一半。

混合动力汽车在运行中,能向蓄电池组补充电能,因此,没有必要像电动车(电瓶车)那样,必须停歇在车库(或充电站点)内花很长时间充电。混合动力汽车具有节能、低排放、低噪声等优点,并且保持了传统的由内燃机驱动的汽车续驶里程长的固有特点。混合动力汽车不论在小轿车或是大型车辆(如公共汽车)领域中,均将有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。

混合动力汽车(HEV)不加重环境污染,其动力系统包括内燃机和电池组,兼备了内燃机汽车和电动汽车的优点,它将内燃机、电动机与一定容量的储能器件通过控制系统相组合,电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩,又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量,从而可大幅度降低油耗,减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放,但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求,可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。与传统内燃机汽车相比,其主要优点是采用了高功率的能量储存装置(飞轮、超级电容器或蓄电池)向汽车提供瞬时能量,可以提高效率、节省能源、降低排放,因此经济性和排放性明显改善,技术经济可行性较强。较之纯电动汽车,其主要优点是续驶里程和动力性可达到内燃机汽车的水平;空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器,借助原动机动力,无需消耗电池组有限电能,从而保证了乘坐的舒适性;而且混合动力汽车技术难度相对较小,成本也相对较低。混合动力汽车介于传统汽车和纯电动汽车、燃料电池汽车之间,是一种承前启后的,在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品。轮、超级电容器或蓄电池)向汽车提供瞬时能量,可以提高效率、节省能源、降低排放,因此经济性和排放性明显改善,技术经济可行性较强。较之纯电动汽车,其主要优点是续驶里程和动力性可达到内燃机汽车的水平;空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器,借助原动机动力,无需消耗电池组有限电能,从而保证了乘坐的舒适性;而且混合动力汽车技术难度相对较小,成本也相对较低。混合动力汽车介于传统汽车和纯电动汽车、燃料电池汽车之间,是一种承前启后的,在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品。

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