混合动力汽车的工作原理

混合动力汽车在发达国家已经日益成熟,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。

混合动力汽车既要使用发动机作为动力来保证混合动力汽车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,使发动机的燃料消耗降到最低,使发动机的有害气体的排放达到“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,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有害废气的排放增加,从而控制发动机始终处于最佳状态下运转。

另外,混合动力汽车还可以广泛地采用转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机作为混合动力汽车的发动机。混合动力汽车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,以减轻混合动力汽车的总质量。因此,一般电动机/发电机只是在混合动力汽车发动机启动、车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动机/发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率的作用。在混合动力汽车下坡或制动时,电动机/发电机将汽车惯性动能转换为电能,储存到电池组中去。因此,混合动力汽车有了电动机的辅助作用,可以达到节能和“超低污染”的要求。

混合动力汽车汽车在起步、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,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以外,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。

混联插电式混合动力汽车可以看作是传统混合动力系统加上了电动机和电池,也可以看作是增程式混合动力系统和并联式混合动力系统的结合,拥有以上两者的所有优点,既可以在没电后获得很好的燃油经济性,又可以获得发动机和电动机叠加的动力,缺点是结构和控制系统复杂。混联插电式混合动力汽车代表车型是F3DM、荣威550PLUG－IN、普瑞斯插电混合动力版等。