油電混合動力

油電混合動力

燃料(汽油,柴油)和電能的混合動力
混合動力汽車的燃油經濟性能高,而且行駛性能優越,混合動力汽車的發動機要使用燃油,而且在起步、加速時,由于有電動馬達的輔助,所以可以降低油耗,簡單地說,就是與同樣大小的汽車相比,燃油費用更低。新能源汽車産業革命推動了油電混合動力汽車的高速發展,在燃油經濟性、整車動力性和續航裡程上,混合動力系統具有不可比拟的優勢。[1]
    中文名:油電混合動力 外文名: 所屬品牌: 類型:輕度,中度,重度混合 釋義:燃料(汽油,柴油)和電能的混合 優點:油耗低

種類

并聯方式

一種是以發動機為主動力,電動馬達作為輔助動力的“并聯方式”。

這種方式主要以發動機驅動行駛,利用電動馬達所具有的再啟動時産生強大動力的特征,在汽車起步、加速等發動機燃油消耗較大時,用電動馬達輔助驅動的方式來降低發動機的油耗。這種方式的結構比較簡單,隻需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。

混合方式

另外一種是,在低速時

隻靠電動馬達驅動行駛,速度提高時發動機和電動馬達相配合驅動的“串聯、并聯方式”。

啟動和低速時是隻靠電動馬達驅動行駛,當速度提高時,由發動機和電動馬達共同高效地分擔動力,這種方式需要動力分擔裝置和發電機等,因此結構複雜。

串聯方式

還有一種是隻用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯方式”。

發動機隻作為動力源,汽車隻靠電動馬達驅動行駛,驅動系統隻是電動馬達,但因為同樣需要安裝燃料發動機,所以也是混合動力汽車的一種。

依賴程度

簡介

從對電能的依賴程度,混合動力可分為弱混合動力MILDHYBRID(也稱輕度混合動力,軟混合動力,微混合動力等),中度混合動力,重度混合動力FULLHYBRID(也稱全混合動力,強混合動力等),插電混合動力PLUGINHYBRID

弱混合

弱混常用BSG皮帶傳送啟動/發電技術,例如奇瑞A5的BSG款(電機10KW),通常節油10%以下,電機不直接參與驅動,主要用于啟動和回收制動能量。

中混合

中混常用ISG内置安裝曲軸啟動/發電技術,例如

别克君越EcoHybrid(電機15KW),通常節油20%左右。

強混合

強混合動力代表産品為TOYOTAPRIUS(電機50KW),可節油40%。

插電混合

插電混合動力,将提供更好的節油比例,但将消耗一定的電能,例如大衆高爾夫TwinDrive(電機130KW)的測試數據,每百公裡8度電和2.5的油耗。

以上幾種形式的混合動力,強混合動力可以說是真正意義的創新,它結合了發動機和電動機,既發揮了汽油發動機在高速行駛下提供動力和從根本上優化燃油提供的能量這兩大優勢,也發揮了電動機在低速狀态下輸出強勁扭矩、降低燃油消耗、淨化排放、靜音以及将原先都被轉化成熱能而浪費掉的刹車能量加以回收,循環利用等優勢。

下面以雷克薩斯LS600hL這款強油電混合動力車型為例,具體剖析強油電混合動力的優勢。當發動機消耗的大部分汽油都花在開始啟動時的加速上,LS600hL提供了一次沒有尾氣産生的“零排放啟動”,這不僅僅是無害于環境,而且沒有發動機噪聲,創造了一種全新的駕駛體驗:LS600hL加速時的聲音小于10分貝,比樹葉擺動的瑟瑟聲(20分貝)還要小。除了極緻的靜谧體驗,LS600hL擁有超低的CO2排放,對地球和人類表現出深厚的關愛。如果将LS600hL與奔馳S420CDI做比較,會發現S420CDI比LS600hL的CO2排放量多出140,000升(數據來源:日本汽車聯盟)。除了超低的排放和超低的噪音,LS600hL還擁有出衆的加速性能,時速80到120公裡的加速4.4秒即能實現,同時在時速120公裡的情況下,噪音小于65分貝。強油電混合動力賦予車輛以超強的燃油經濟性,同樣再拿奔馳S420CDI與LS600hL做對比,前者在綜合路況下,百公裡油耗為10.68升,而同樣路況下,LS600hL百公裡油耗為9.98升。

工作原理

混合動力電動汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。

以串聯混合動力電動汽車為例,介紹一下混合動力電動汽車的工作原理。

在車輛行駛之初,蓄電池處于電量飽滿狀态,其能量輸出可以滿足車輛要求,輔助動力系統不需要工作;

電池電量低于60%時,輔助動力系統起動:

當車輛能量需求較大時,輔助動力系統與蓄電池組同時為驅動系統提供能量;

當車輛能量需求較小時,輔助動力系統為驅動系統提供能量的同時,還給蓄電池組進行充電。

由于蓄電池組的存在,使發動機工作在一個相對穩定的工況,使其排放得到改善。

不是所有的

混合動力車輛都要依靠電動發動機、電池和電線。有些車輛是靠液壓發動機、鈴線和蓄能器的聯合作用來驅動的。

解決方案

最近的汽油價格達到了創紀錄的曆史新高,讓站在加油泵面前的消費者膽顫心驚。但是,與重型卡車運輸車隊的經營者相比,這些消費者的痛苦隻能算是小痛小癢了。

從燃料經濟性的角度來看,為我們配送包裹和運送垃圾的卡車需要承受幾方面的不利沖擊。重量就是其中一個重大因素。滿載重型運輸車輛一般在14000到33000磅的重量範圍之間。除重量因素外,很多這類的運輸工具還具有燃料燃燒的工作負載循環,它們需要不斷地啟動和停車。

在過去的一年中,UPS公司一直在

密歇根州測試運行一輛使用液壓混合動力

系統的6類配送卡車。該公司還投入使用了50輛電動混合動力卡車。

所以,幾個最大的卡車車隊運營商已經開始追逐混合動力運輸工具的潮流,這對任何人來說都不會感到奇怪。聯邦快遞(FederalExpress)公司和UPS公司的運輸車隊在過去兩年增加了幾十輛混合動力卡車,兩個公司采用的都是EatonCorp公司提供的混合動力傳動系。據

美國最大的垃圾運送公司WasteManagement的發言人LynnBrown說,該公司也在評估一系列的渣土運輸車的混合動力解決方案。

液壓混合

簡介

但是,可能讓人感到意外的是,FedEx公司、UPS公司和WasteManagement公司正在考慮選用在一些最重型車輛上的混合動力系統的種類。這些混合動力系統不像豐田公司的Prius車型一樣,使用的是電動發動機、電池和電線,而是利用液壓泵發動機、高壓鈴線和蓄能器的聯合作用來驅動車輛。

這類液壓混合動力中最激進的型号完全擺脫了傳統的機械動力傳動系統。在這些車輛上,柴油引擎驅動液壓泵發動機,而液壓泵發動機再為高壓蓄能器蓄能。蓄能器驅動後輪上的斜軸式液壓泵發動機從而驅動車輛。一個低壓儲備器用于收集液體,然後把液體再送回到第一個液壓泵發動機中,這樣就形成了一個完整的液壓循環系統。

與電動混合動力發動機一樣,液壓混合動力發動機也有提供再生制動的能力。貨物運送車輛和渣土運輸車經常要制動刹車,當車輛制動時,液壓泵發動機會為高壓蓄能器蓄能。當卡車再次啟動前行時,儲存在蓄能器中的能量可以用來減少柴油引擎的負載。這些能量也可以限制引擎關閉時推進力的迸發,比如說,在室内操作車輛時。

對一般消費者或某些工程師來說,在這樣一個電氣化程度不斷提高的世界裡,液壓發動機技術看上去有些落伍。但是,液壓泵發動機和蓄能器可以提供一種應用扭矩和存儲能量可靠的、低成本途徑,這也正是混合動力車輛所需要的。并且液壓發動機與電動系統相比具有明顯的功率密度優勢,至少現在是這樣。“液壓發動機好像非常有效,至少對大多數重型卡車系列來說是這樣的,”環境保護基金會(EnvironmentalDefense)高級汽車策略會成員、機械工程師JohnDeCicco博士這樣評價。

液壓驅動

當今的液壓混合動力系統主要有三種方式,并且都處在發展之中。

美國環境保護署(U.S.EnvironmentalProtectionAgency,英文縮寫EPA)交通與空氣質量辦公室(OfficeofTransportationandAirQuality,英文縮寫OtaQ)的研究者們與EatonCorp公司、

美國西南研究院(SouthwestResearchInstitute,英文縮寫SwRI)和其他合作夥伴聯合開發了一種混合動力系統。從2006年6月開始,這套系統開始由UPS公司的配送卡車在

底特律市進行測試運行。美國環境保護署也與ParkerHannifin公司簽訂了一個單獨

合作研發協議,着手液壓混合動力方面的設計。

在某些方面,液壓混合動力系統與其同伴電動混合動力系統相似。但是,液壓系

統是使用液壓泵發動機、鈴線和蓄能器産生扭矩并存儲能量,而不是使用電動發動機、電線和電池。

EatonCorp和ParkerHannifin兩家公司也都各自進行了

自主知識産權的液壓混合動力系統的開發。Eaton公司開發的是一個液壓啟動輔助的并行系統,但是其主要的推進力仍然是來自于機械動力傳動系。ParkerHannifin公司在過去的一年半的時間裡研發出一種新型的液壓混合動力設計,其中一些負載循環數據來自于WasteManagement公司。ParkerHannifin公司負責液壓動力事業部創新設計的副總裁、機械工程師JoeKovach博士報告說,他們公司将在今年晚些時候結合新型液壓混合動力系統建造一個渣土運送卡車模型。

發展

談到節能環保的汽車新能源的發展,在

中國還往往停留在電動汽車的探索上。的确,全球汽車界在電動車上沒有少下工夫,但是到頭來都是走進死胡同。在新世紀,汽車發展的技術路線趨于理智而統一:近期從油電混合動力下手大幅度降低油耗和排放;長遠靠資源極為豐富,且完全沒有污染的氫動力燃料電池重新定義汽車。

一枝獨秀

在全球汽車市場,豐田堪稱是混合動力的鼻祖。2003年豐田的純利潤101億美元,遠遠高過美國三大汽車公司的利潤總和。豐田成功的因素很多,其中之一就是混合動力技術的開發和應用。混合動力技術是豐田的核心技術。豐田的混合動力系統是全混合系統。它擁有一台汽油發動機和一個電機。這種系統能夠實現電機的單獨驅動。在汽油發動機效率較低,比如低速的時候,汽油發動機被停止,車輛僅靠電機驅動行駛,這樣可以提高燃油經濟性,減少二氧化碳的排放。目前豐田的油電混合動力技術已經發展到第二代。

豐田于1997年8月在日本發布了柯斯達HybridEV。同年12月發布了世界上第一款量産混合動力車普銳斯。自2000年開始在北美及歐洲等海外地區開展普及混合動力車的工作。

2003年豐田發布了第二代普銳斯,在此之後又将混合動力車型擴大到MPV、SUV、後驅轎車、小型兩廂車等車型。

2009年5月上市的第3代普銳斯受了世界各地顧客的厚愛。

2011年2月底,豐田混合動力車型累計銷量突破300萬輛。在此之後豐田又發布了普銳斯α和AQUA等新車型,使其混合動力車銷量經過短短一年的時間就突破了400萬輛。另外,從2012年1月起,外插充電式混合動力車“普銳斯phev”也開始在日本銷售。并且計劃2012年年内在中國進行試銷。

目前,豐田在大約80個國家及地區銷售共計18款混合動力乘用車。今年在豐田銷售的車輛中,混合動力車已經占到其全球銷量的15%。今後豐田還計劃投入雅力士HEV等多款車型,不斷擴充混合動力車型的商品陣容以及銷售區域。

在中國,豐田在2006年将普銳斯作為第一款在日本以外生産的混合動力車型率先投入中國,此後,又投入了凱美瑞混合動力車型。

今年3月1日豐田中國發布了“雲動計劃”。其中一項重要内容就是“環保技術”,同時豐田還将其混合動力技術形象地命名為油電混合“雙擎”動力。該技術擁有可以單獨使用電動機驅動車輛的“純電模式”,且在車輛使用過程中完全不用擔心電池壽命。另外,根據豐田測算,通常情況下豐田油電混合雙擎動力,與傳統技術相比,油耗最高可減少40%左右,同時動力性能相當于把發動機的排量提升了30%左右。而且該技術既可以節約石油,又為最終擺脫石油打了下基礎。在4月的北京車展上豐田發布了全球首發的“雲動雙擎”概念車。該車搭載了豐田汽車研發中心(中國)有限公司研發的混合動力總成,充分展現了豐田油電混合雙擎時代已經到來,同時也以實際行動表示了豐田将進一步為中國汽車市場的混動時代增添無限光彩的決心。豐田決心要成為真正國産、普及節能新能源車,且産品陣容最豐富的汽車廠商。

作為豐田旗下的高端豪華車品牌,LEXUS雷克薩斯也是油電混合動力技術的先驅開拓者,是第一個将完全油電混合動力技術應用于量産車型的豪華汽車品牌,在油電混合動力技術領域已有20年的經驗。目前,雷克薩斯擁有豪華車領域最豐富的油電混合動力量産車型,在中國市場銷售的完全油電混合動力車型有CT200h、LS600hL、RX450h和全新一代GS450h,并将在下半年引入全新一代ES300h。其中入門級豪華車CT200h上市後得到廣泛認可,月銷1,000台以上,對混合動力概念的推廣起到了積極作用。目前雷克薩斯油電混合動力車型在全球的累計銷量已經超過40萬輛。

1993年,LEXUS雷克薩斯前瞻性看到了高性能汽車伴随而來的高燃油消耗及對環境造成的污染和負擔,率先投入大量資源深入研發有别于傳統動力系統的新能源利用方式。自1993年以來,LEXUS雷克薩斯在油電混合動力道路上始終引領前行,先後推出多款極富創造性的油電混合動力豪華車型。

2007年1月,LEXUS雷克薩斯全球首創油電混合動力豪華SUV車型RX400h引入中國市場。作為第一台通過美國SULEV(SuperUltraLowEmissionVehicle)超低廢氣排放标準的豪華SUV車型,RX400h在中國市場的亮相為中國豪華車消費者帶來了消費觀念的革新。

2007年8月,LEXUS雷克薩斯頂級旗艦型豪華轎車LS600hL同步進入中國市場。

2009年1月,LEXUS雷克薩斯油電混合動力運動型豪華轎車GS450h正式登陸中國市場。

2009年4月上海車展上,RX系列新一代混合動力車型RX450h在中國市場上市。

2011年10月,LEXUS雷克薩斯油電混合動力新生代轎車CT200h正式進入中國市場。

2012年3月,LEXUS雷克薩斯新款豪華SUVRX450h正式登陸中國市場。

2012年6月,LEXUS雷克薩斯全新一代油電混合動力豪華運動型轎車GS450h正式登陸中國市場。

2012年7月,LEXUS雷克薩斯全新一代豪華轎車ES300h正式登陸中國市場。

除了不斷引入新的混合動力車型以外,LEXUS雷克薩斯還是中國市場上第一家、也是唯一一家為旗下所有油電混合動力車型提供六年/十五萬公裡免費保修和免費保養服務的豪華品牌,為豪華汽車領域設立了全新高度。

雷克薩斯油電混合動力核心卓越性體現在:

1.動力性能:全新的駕乘體驗,保持了反應迅捷的加速性能,使用戶體驗到前所未有的全新的加速感。

2.靜音性能:靜音效果新境界,在由電動機驅動車輛時,其噪音僅相當于發動機運轉噪音的一半。使用高效隔音和吸音物料亦有助于降低噪音水平。

3.節油性能:實現了極低的油耗量(低二氧化碳排放量),在發動機和電動機之間高效分配運用并由此産生協同效應,令節油性能遠超過汽油發動機汽車。

4.清潔性能:實現了低廢氣排放量(NOX、HC),實現了全球最低的廢氣排放量,全面符合世界上最嚴格的标準,如美國的SULEV标準和歐洲的STEPIV标準等。

LEXUS雷克薩斯将2012年定義為LEXUS雷克薩斯的“混合動力元年”。根據中國市場的需求,LEXUS雷克薩斯将會進一步豐富小排量車型,同時也會繼續推廣在業界領先的完全油電混合動力車型。

汽車、科技界

中國汽車界和科技界曾對電動車的開發情有獨鐘,主要出于如下考慮:傳統

汽車中國比發達國家晚了幾十年;而電動車全世界還沒有大突破,我們現在開始研究,與發達國家站在同一起跑線上,完全可能後來者居上。但是這種“抄近道兒”的傻聰明終于随着美國日本汽車業宣布放棄電動車的研發而走進死胡同。

應該說,中國汽車業的發展思路應該轉移到務實而量力而行的方向了。氫動力燃料電池車,是一項必須關注的前沿技術,但僅僅是“關注”即可。而混合動力車的研發倒應該是當務之急。一是混合動力車并非什麼遠在天邊的高科技,又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動力車特别适合中國大城市交通普遍擁堵,汽車頻繁制動的國情,節能治污的效果可以發揮到極緻。

其實,如果中國的油價繼續攀升或實行燃油稅,道路擁堵又難以根本改善,市場的混合動力車的需求就會非常迫切。合資生産或者進口混合動力車,估計很快就會被精明的生産商或經銷商提到議事日程。混合動力車将是中國車市的新商機。

相關詞條

相關搜索

其它詞條