汽車混動技術系統架構

2024-04-28 08:11:44·  來源:電控知識搬運工
 

強混合動力系統作為車企研發(fā)混動車型的主流方向,根據混動系統架構模式可細分為串聯式、并聯式、混聯式。


1. 串聯式


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串聯式混合動力汽車主要依賴電機驅動,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)是串聯式混動的一種特例,它在純電動車基礎上增加了增程器,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. 并聯式



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并聯式混動則允許發(fā)動機和電動機共同或單獨驅動車輛。單電機并聯式混動系統根據電機位置可分為P0至P4五種構型。并聯模式的優(yōu)勢在于發(fā)動機和電機都能直接驅動車輛,動力性能出色。在低速時,車輛可以純電驅動;中高速時,發(fā)動機直驅,確保兩者都在最佳工作區(qū)間。但缺點在于變速結構復雜,控制難度高。此外,并聯式混動在虧電狀態(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. 混聯式



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混聯式混動汽車是結合了串聯式與并聯式特點的混合動力系統,由發(fā)動機、電機和驅動電機三大動力總成構成。根據發(fā)動機與發(fā)電機的位置關系,它主要分為串并聯和功率分流兩種結構。


串并聯式混動系統實現轉矩耦合,將內燃機與電機的轉矩疊加并傳遞給驅動車輪。其中,P1+P3架構是主流類型,其優(yōu)點在于減速結構簡單、傳動效率高,且發(fā)動機可用作發(fā)電而不直接參與驅動,從而保持在高效區(qū)間運作。在低速工況下,它可實現純電驅動,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動,車輛動力性可能受限,同時在高速工況下油耗較高。


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


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