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混合动力

翁德沃彭:

  • 介绍
  • 混合形式
  • 微混合动力
  • 轻度混合动力
  • 串联式混合动力驱动
  • 并联混合动力驱动
  • 插电式混合动力
  • 能量恢复
  • 系统概述 丰田普锐斯
  • 系统概述 三菱欧蓝德
  • 混合动力汽车的变速器

内嵌:
当化石燃料燃烧时,会释放二氧化碳 (CO2)。 这些二氧化碳在大气中积累。 当阳光照射到地球上时,由于二氧化碳的积累,热辐射无法逸出,从而产生“温室效应”。 2克二氧化碳/公里对应于:

  • 5,2 升汽油/100 公里
  • 4,5升柴油/100公里
  • 4,4公斤天然气/100公里
  • 1,0公斤氢气/100公里
  • 20千瓦时电量/100公里

通过混合动力技术,二氧化碳减排量(排放量)得以减少。 制造商目前正忙于开发越来越多的技术,以实现从二氧化碳中性驾驶的能源转型。

混合形式:
混合动力车辆同时使用内燃机和电动机。 混合动力的目的主要是减少燃料消耗和废气排放。 电动机带来的额外好处是更高的扭矩和更舒适。

对于混合动力驱动,微混合动力、轻度混合动力和全混合动力车辆之间存在区别。

全电动驱动的车辆不属于“混合动力”类别。 配备增程器的车辆可归类为“串联混合动力”。

下图显示了从低到高电力支持的不同混合形式。 驾驶。

微混合动力:
微混合动力汽车在行驶时没有电动机来支持内燃机,但配备了各种节油技术。 所以这里没有这样的东西 HV(高压)系统。 通过它实现燃油节省 启动/停止系统,当车辆静止时自动停止和启动发动机以及电池的再生系统。 该再生系统允许交流发电机在车辆制动时最大程度地充电。 通常在刹车片中损失的能量现在部分用于为 12 伏电池充电。 这意味着恒速行驶时不需要额外的燃油喷射来增加交流发电机的负载,从而节省了燃油。

轻度混合动力:
在轻度混合动力汽车中 内燃机 由一个或两个 48 伏电压支持 电动机 在不同的操作条件下提供额外的电力。 电动机协助内燃机加速。 当匀速行驶时,电动机会再次自动关闭。 因此车辆不能完全电动驱动。

电动机位于其附近 飞轮,或电动机与末端之间有链条/齿形带传动 曲轴相对紧凑的 48 伏电池通常位于后备箱中。

该图显示了内燃机飞轮壳中的电动机。 这也不是高压系统。 因此,没有 NEN 证书的技术人员也可以在电动传动系统上进行工作。

微混合动力汽车还可能配备 48 伏启动电动发电机,它本质上是交流发电机和启动电机的组合。 制造商给这种类型的起动电动发电机起如下名称:

  • Dynastart;
  • 启动发电机;
  • 皮带驱动的起动机-交流发电机;
  • 皮带集成启动发电机(BSG)。

使用一种机构,可以根据负载或启动将多带拉紧在正确的一侧。

下面的三张图片显示了电池(再生)充电、启动内燃机和电动机模式期间的三个可能位置,其中它支持内燃机。 对涡轮发动机的支持主要发生在低速范围内,其中电动机的“升压”补偿了所谓的涡轮迟滞。

拉丹
电动机
启动

48 伏启动电机交流发电机取代了“普通”12 伏交流发电机。 除了 48 伏电池外,我们还为车载电气系统提供 12 伏电池,为车内照明、门锁和配件供电。 A DC-DC转换器/变换器(变压器) 将 48 伏电压转换为 12 伏电压给电池充电。

串联式混合动力驱动:
具有串联混合动力驱动装置的车辆由 高压电动机 供电。 内燃机和车轮之间没有直接连接。 下图显示了后轮驱动系列混合动力汽车的示例。
内燃机 (1) 和发电机 (3) 之间有一个联轴器 (2)。 当发动机运转且离合器闭合时, 高压电池 (7) 通过发电机 (3) 和 逆变器cq. 逆变器 (6)收费。 逆变器将发电机提供的交流电压调节为调节后的直流电压。

串联混合动力传动系统中的电气元件在高压 (HV) 下运行。 这可以通过橙色电缆和插头来识别。 只有经过认证的技术人员才可以在高压系统上执行工作。

串联式混合动力系统的优点:

  • 结构简单,因为内燃机不直接提供驱动。
  • 如果电池足够大,适合全电动驾驶。
  • 无需离合器即可脱离静止状态; 电动机负责处理这个问题。
  • 不需要倒档,因为电动机可以向两个方向转动。
  • 适合通过电源(插入式)充电。

缺点:

  • 电动机必须提供全部驱动功率
  • 比并联驱动车辆的质量更大。

并联混合动力驱动:
在具有并联混合动力驱动的车辆中,内燃机和车轮之间可能存在直接连接。 当下图中的联轴器(3 和 5)闭合时,车辆可以依靠内燃机行驶。 电动机 (4) 既可以为电池充电,也可以驱动车轮。
并联混合动力车也可以仅依靠电动机驱动。 通过打开联轴器 3,断开与内燃机的连接; 您可以将其关闭,以便您可以纯电动驾驶。 起步时离合器 5 接合。

就像串联混合动力一样,并联混合动力也配备了带有橙色电缆和插头的高压装置。

并联混合动力系统的优点:

  • 适合全电动驱动,前提是电池足够大并且内燃机和电动机之间有耦合。
  • 不需要倒档,因为电动机可以向两个方向转动。
  • 适合通过电源(插入式)充电。
  • 较小的内燃机,因为电动机辅助加速。
  • 较小的电动机,因为内燃机可以辅助加速。
  • 比串联驱动车辆的质量更轻。

缺点:

  • 机械复杂。
  • 电动行驶时需要离合器。
  • 需要变速箱。

插电式混合动力:
混合动力汽车的电池通常通过再生制动或让内燃机驱动电动机(然后用作发电机)来充电。 后者显然效率不高。

对于插电式混合动力车,它可以成为电池组 奥格拉登 将家里带插头的车辆连接到插座或公共充电站,并通过电网充电。 当您开车离开时,最初的几公里可以用电动方式行驶(即零排放)。 从城市行驶到高速公路时的理想选择。 尽快 SOC(充电状态),或者电池电量变低,内燃机将启动并提供主驱动。 制动时,再生制动会对电池进行部分充电。

另一个优点是,电动辅助加热和/或空调可以在预设时间进行编程,以便您进入宜人的室内气候,而无需牺牲电池容量或燃料。

在大多数情况下,插电式混合动力车的电动行驶里程有限为 40 至 60 公里。 例子有:

  • BMW 225XXE Active Tourer (2021):55 公里;
  • 现代 Ioniq (2021):52 公里;
  • 2015 年款三菱欧蓝德 PHEV:43 公里,2021 年款:54 公里;
  • 大众帕萨特 GTE 商务插电式混合动力车(2021 年):55 公里。

请注意:这些是制造商的规格。 在不利条件下,例如低温或不利的驾驶方式,续航里程最多可减少 30%。

能量恢复:
加速时,电池向电动机提供电能。 减速(制动)时,电动机会产生发电作用; 电动机将为电池充电。 这也称为“再生制动”或“恢复制动”。 您可以在有关页面上找到更多相关信息 逆变器电动机 找。

系统概述丰田普锐斯:
丰田普锐斯的电池储存约 200 伏的直流电压。 推动力 变流器 将 201,6 的电池电压转换为 650 伏的更高直流电压 (DC)。 升压转换器是DC/DC转换器; 它仍然是直流电,只是电压增加了。 650 伏直流电压最终进入逆变器。 这 逆变器 将直流电压 (DC) 转换为交流电压 (AC),反之亦然。 因此,我们将该转换器称为 AC/DC 整流器或 DC/AC 转换器。 除了将直流电转换为交流电之外,逆变器还使用 IGBT 控制电动机。 两台电动机(MG1 和 MG2)以大约 600 伏的三相交流电压运行。

电池电压不仅流向升压转换器和空调压缩机,还流向车载电池的 DC/DC 转换器。 201,6伏电压每隔一段时间转换为14伏 铅酸蓄电池 能够加载。 车内和车外的电气部件都连接到这块14伏电池上,例如收音机、照明、门锁等。

系统概述 丰田普锐斯

系统概述三菱欧蓝德:
以下概述显示了三菱欧蓝德(2019 年款>)的组件。
根据驾驶条件,这种(插电式)混合动力可表现为电动汽车、串联混合动力或并联混合动力。 缩写如下:

  • PDU:电源驱动单元
  • GCU:发电机控制单元
  • FMCU:前电机控制单元
  • RMCU:后置发动机控制单元
  • GCU:发电机控制单元
  • OBC:车载充电器

EV模式:全电动行驶时,湿式多片离合器分离,由电动机(最大功率60kW)提供驱动。 汽油发动机和发电机已关闭。

系统概述 三菱欧蓝德

系列模式: 当电池电量<30%且电力需求>60%时,汽油发动机和发电机启动。 离合器保持分离状态。 汽油发动机驱动发电机,发电机提供电池电量(因此不驱动车轮)。 该系统现在表现为串联混合动力系统。 行驶时汽油发动机的转速约为1700转。 /分钟,加速和制动时,转速降至1100转/分。

并行模式: 当您的行驶速度超过 65 公里/小时、动力需求增加或电池的 SOC <30% 时,变速箱会以创建并联模式的方式切换。 内燃机和前置电动机驱动车轮。 在离合器接合之前,内燃机和前置电动机的速度是同步的。 并联模式下,后电机控制高达5%,防止空载运行时高速产生磁场阻力。

混合动力汽车的变速箱:
大多数制造商(福特、本田、通用汽车)适合 2019 年 CVT技术(无级变速器) 作为其混合动力车型的变速箱。
丰田普锐斯的 CVT 技术(见图)不是通过推带和直径可调皮带轮实现的,而是通过电动机、发电机和变速箱的电控组合来实现的。 行星齿轮系统。 与机械式CVT相比,这种类型的变速器的优点是不易磨损并且重量轻很多。

所描绘的普锐斯动力系统包括:

  • 内燃机(汽油发动机);
  • 电动机 MG1(在再生制动期间用作发电机/发电机);
  • 电动机MG2(驱动用电动机);
  • 行星齿轮系统(动力分配装置),可以将内燃机和电动机与传动系统连接和断开;
  • 连接到差速器的链轮上的链条传动。