汽車混動技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)

2024-04-28 08:11:44·  來源:電控知識搬運工
 

強混合動力系統(tǒng)作為車企研發(fā)混動車型的主流方向,根據(jù)混動系統(tǒng)架構(gòu)模式可細分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。


1. 串聯(lián)式


圖片


串聯(lián)式混合動力汽車主要依賴電機驅(qū)動,而燃油發(fā)動機則專注于為動力電池充電。增程式電動車(REEV)是串聯(lián)式混動的一種特例,它在純電動車基礎(chǔ)上增加了增程器,使得發(fā)動機與發(fā)電機緊密耦合,但與車輪解耦。當動力電池電量充足時,它可像純電動車一樣運行;而電量不足時,發(fā)動機才介入工作。串聯(lián)式混動的優(yōu)點在于動力平順性好、NVH性能優(yōu)越,且發(fā)動機運行穩(wěn)定。但缺點在于能量轉(zhuǎn)換過程中存在損耗,導致高速油耗偏高,且在虧電狀態(tài)下動力性下降。



2. 并聯(lián)式



圖片



并聯(lián)式混動則允許發(fā)動機和電動機共同或單獨驅(qū)動車輛。單電機并聯(lián)式混動系統(tǒng)根據(jù)電機位置可分為P0至P4五種構(gòu)型。并聯(lián)模式的優(yōu)勢在于發(fā)動機和電機都能直接驅(qū)動車輛,動力性能出色。在低速時,車輛可以純電驅(qū)動;中高速時,發(fā)動機直驅(qū),確保兩者都在最佳工作區(qū)間。但缺點在于變速結(jié)構(gòu)復雜,控制難度高。此外,并聯(lián)式混動在虧電狀態(tài)下只能作為油車使用,且電池與電機的重量導致虧電能耗性能不佳。

3. 混聯(lián)式



圖片


混聯(lián)式混動汽車是結(jié)合了串聯(lián)式與并聯(lián)式特點的混合動力系統(tǒng),由發(fā)動機、電機和驅(qū)動電機三大動力總成構(gòu)成。根據(jù)發(fā)動機與發(fā)電機的位置關(guān)系,它主要分為串并聯(lián)和功率分流兩種結(jié)構(gòu)。


串并聯(lián)式混動系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合,將內(nèi)燃機與電機的轉(zhuǎn)矩疊加并傳遞給驅(qū)動車輪。其中,P1+P3架構(gòu)是主流類型,其優(yōu)點在于減速結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高,且發(fā)動機可用作發(fā)電而不直接參與驅(qū)動,從而保持在高效區(qū)間運作。在低速工況下,它可實現(xiàn)純電驅(qū)動,提供良好的駕乘體驗。然而,由于發(fā)動機需達到一定車速才能并入驅(qū)動,車輛動力性可能受限,同時在高速工況下油耗較高。


圖片


功率分流式混動系統(tǒng)則實現(xiàn)功率耦合,通過行星齒輪組與內(nèi)燃機和兩個電機相連,實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的自由控制。在車輛起步或低速時,可純電驅(qū)動;隨著車速增加或加速需求增大,內(nèi)燃機啟動并利用行星排實現(xiàn)功率分流。這種系統(tǒng)通過合理分配動力輸出,實現(xiàn)平順行駛和節(jié)油目的。但由于技術(shù)復雜性和專利保護,目前僅豐田THS混動系統(tǒng)應用此構(gòu)型。其優(yōu)點在于發(fā)動機可不參與驅(qū)動而專注于發(fā)電,從而保持高效運作。


總的來說,混聯(lián)式混動汽車結(jié)合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點,通過不同的結(jié)構(gòu)和技術(shù)手段實現(xiàn)高效、平順的動力輸出。然而,每種結(jié)構(gòu)都有其特定的優(yōu)缺點,車企在選擇時需綜合考慮市場需求、技術(shù)實力和成本控制等因素。