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混合動力

科目:

  • 介紹
  • 混合形式
  • 微混合動力
  • 輕度混合動力
  • 串聯式混合動力驅動
  • 並聯混合動力驅動
  • 插電式混合動力
  • 能量恢復
  • 系統概述 豐田普銳斯
  • 系統概述 三菱歐藍德
  • 油電混合車的變速箱

介紹:
當化石燃料燃燒時,會釋放二氧化碳 (CO2)。 這些二氧化碳在大氣中累積。 當陽光照射到地球時,由於二氧化碳的積累,熱輻射無法逸出,產生「溫室效應」。 2克二氧化碳/公里對應於:

  • 5,2 公升汽油/100 公里
  • 4,5公升柴油/100公里
  • 4,4公斤天然氣/100公里
  • 1,0公斤氫氣/100公里
  • 20度電/100公里

透過混合動力技術,二氧化碳減量(排放量)得以減少。 製造商目前正忙於開發越來越多的技術,以實現從二氧化碳中性駕駛的能源轉型。

混合形式:
混合動力車輛同時使用內燃機和電動馬達。 混合動力的目的主要是減少燃料消耗和廢氣排放。 電動馬達帶來的額外好處是更高的扭力和更舒適。

對於混合動力驅動,微混合動力、輕度混合動力和全混合動力車輛之間存在差異。

全電動驅動的車輛不屬於「混合動力」類別。 配備增程器的車輛可歸類為「串聯混合動力」。

下圖顯示了從低到高電力支援的不同混合形式。 駕駛。

微混合動力:
微混合動力汽車在行駛時沒有電動馬達來支援內燃機,但配備了各種省油技術。 所以這裡沒有這樣的東西 HV(高壓)系統。 透過它實現燃油節省 啟動/停止系統,當車輛靜止時自動停止和啟動引擎以及電池的再生系統。 此再生系統允許交流發電機在車輛煞車時最大程度地充電。 通常在煞車片中損失的能量現在部分用於為 12 伏特電池充電。 這意味著恆速行駛時不需要額外的燃油噴射來增加交流發電機的負載,從而節省了燃油。

輕度混合動力:
在輕度混合動力汽車中 內燃機 由一個或兩個 48 伏特電壓支持 電動機 在不同的操作條件下提供額外的電力。 電動馬達協助內燃機加速。 當勻速行駛時,電動機會再次自動關閉。 因此車輛不能完全電動驅動。

電動機位於其附近 飛輪,或電動機與末端之間有鏈條/齒形帶傳動 曲軸相對緊湊的 48 伏特電池通常位於後行李箱中。

此圖顯示了內燃機飛輪殼中的電動馬達。 這也不是高壓系統。 因此,沒有 NEN 證書的技術人員也可以在電動傳動系統上進行工作。

微混合動力汽車還可能配備 48 伏特啟動電動發電機,它本質上是交流發電機和啟動馬達的組合。 製造商給這種類型的起動電動發電機如下名稱:

  • Dynastart;
  • 啟動發電機;
  • 皮帶驅動的起動機-交流發電機;
  • 皮帶整合啟動發電機(BSG)。

使用一種機構,可以根據負載或啟動將多帶拉緊在正確的一側。

下面的三張圖片顯示了電池(再生)充電、啟動內燃機和電動馬達模式期間的三個可能位置,其中它支援內燃機。 對渦輪發動機的支援主要發生在低速範圍內,其中電動馬達的「升壓」補償了所謂的渦輪遲滯。

拉丹
電動機
啟動

48 伏特啟動馬達交流發電機取代了「普通」12 伏特交流發電機。 除了 48 伏特電池外,我們還為車載電氣系統提供 12 伏特電池,為車內照明、門鎖和配件供電。 A DC-DC轉換器/變換器(變壓器) 將 48 伏特電壓轉換為 12 伏特電壓為電池充電。

串聯式混合動力驅動:
具有串聯混合動力驅動裝置的車輛由 高壓電動機 供電。 內燃機和車輪之間沒有直接連接。 下圖顯示了後輪驅動系列混合動力汽車的範例。
內燃機 (1) 和發電機 (3) 之間有一個聯軸器 (2)。 當引擎運轉且離合器閉合時, 高壓電池 (7) 經由發電機 (3) 和 逆變器cq. 逆變器 (6)收費。 逆變器將發​​電機提供的交流電壓調節為調節後的直流電壓。

串聯混合動力傳動系統中的電氣元件在高壓 (HV) 下運作。 這可以透過橙色電纜和插頭來識別。 只有經過認證的技術人員才可以在高壓系統上執行工作。

串聯式混合動力系統的優點:

  • 結構簡單,因為內燃機不直接提供驅動。
  • 如果電池足夠大,適合全電動駕駛。
  • 無需離合器即可脫離靜止狀態; 電動機負責處理這個問題。
  • 不需要倒檔,因為電動馬達可以朝兩個方向轉動。
  • 適合透過電源(插入式)充電。

缺點:

  • 電動馬達必須提供全部驅動功率
  • 比並聯驅動車輛的質量更大。

並聯混合動力驅動:
在具有並聯混合動力驅動的車輛中,內燃機和車輪之間可能存在直接連接。 當下圖中的聯軸器(3 和 5)閉合時,車輛可以依靠內燃機行駛。 電動馬達 (4) 既可以為電池充電,也可以驅動車輪。
並聯混合動力車也可以只依靠電動馬達驅動。 透過打開聯軸器 3,斷開與內燃機的連接; 您可以將其關閉,以便您可以純電動駕駛。 起步時離合器 5 接合。

就像串聯混合動力一樣,並聯混合動力也配備了帶有橙色電纜和插頭的高壓裝置。

並聯混合動力系統的優點:

  • 適合全電動驅動,前提是電池足夠大並且內燃機和電動馬達之間有耦合。
  • 不需要倒檔,因為電動馬達可以朝兩個方向轉動。
  • 適合透過電源(插入式)充電。
  • 較小的內燃機,因為電動馬達輔助加速。
  • 較小的電動機,因為內燃機可以輔助加速。
  • 比串聯驅動車輛的品質更輕。

缺點:

  • 機械複雜。
  • 電動行駛時需要離合器。
  • 需要變速箱。

插電式混合動力:
混合動力汽車的電池通常透過再生煞車或讓內燃機驅動電動馬達(然後用作發電機)來充電。 後者顯然效率不高。

對於插電式混合動力車,它可以成為電池組 奧格拉登 將家中有插頭的車輛連接到插座或公共充電站,並透過電網充電。 當您開車離開時,最初的幾公里可以用電動方式行駛(即零排放)。 從城市行駛到高速公路時的理想選擇。 盡快 SOC(充電狀態),或電池電量變低,內燃機將啟動並提供主驅動。 煞車時,再生煞車會對電池進行部分充電。

另一個優點是,電動輔助加熱和/或空調可以在預設時間進行編程,以便您進入宜人的室內氣候,而無需犧牲電池容量或燃料。

在大多數情況下,插電式混合動力車的電動行駛里程有限為 40 至 60 公里。 例子有:

  • BMW 225XXE Active Tourer (2021):55 公里;
  • 現代 Ioniq (2021):52 公里;
  • 2015 年式三菱歐藍德 PHEV:43 公里,2021 年款:54 公里;
  • 福斯帕薩特 GTE 商務插電式混合動力車(2021 年):55 公里。

請注意:這些是製造商的規格。 在不利條件下,例如低溫或不利的駕駛方式,續航里程最多可減少 30%。

能量恢復:
加速時,電池向電動馬達提供電能。 當減速(制動)時,電動機產生發電作用; 電動馬達將為電池充電。 這也稱為“再生煞車”或“恢復煞車”。 您可以在有關頁面上找到更多相關信息 逆變器電動 找。

系統概述豐田普銳斯:
豐田普銳斯的電池儲存約 200 伏特的直流電壓。 推動力 變流器 將 201,6 的電池電壓轉換為 650 伏特的更高直流電壓 (DC)。 升壓轉換器是DC/DC轉換器; 它仍然是直流電,只是電壓增加了。 650 伏特直流電壓最終進入逆變器。 這 逆變器 將直流電壓 (DC) 轉換為交流電壓 (AC),反之亦然。 因此,我們將該轉換器稱為 AC/DC 整流器或 DC/AC 轉換器。 除了將直流電轉換為交流電之外,逆變器還使用 IGBT 控制電動馬達。 兩台電動馬達(MG1 和 MG2)以大約 600 伏特的三相交流電壓運作。

電池電壓不僅流向升壓轉換器和空調壓縮機,還流向車載電池的 DC/DC 轉換器。 201,6伏電壓每隔一段時間轉換為14伏 鉛酸蓄電池 能夠加載。 車內和車外的電氣零件都連接到這塊14伏特電池上,例如收音機、照明、門鎖等。

系統概述 豐田普銳斯

系統概述三菱歐藍德:
以下概述顯示了三菱歐藍德(2019 年式>)的組件。
根據駕駛條件,這種(插電式)混合動力可表現為電動車、串聯混合動力或並聯混合動力。 縮寫如下:

  • PDU:電源驅動單元
  • GCU:發電機控制單元
  • FMCU:前馬達控制單元
  • RMCU:後置引擎控制單元
  • GCU:發電機控制單元
  • OBC:車用充電器

EV模式:全電動行駛時,濕式多片離合器分離,由電動馬達(最大功率60kW)提供驅動。 汽油引擎和發電機已關閉。

系統概述 三菱歐藍德

系列模式: 當電瓶電量<30%且電力需求>60%時,汽油引擎和發電機啟動。 離合器保持分離狀態。 汽油引擎驅動發電機,發電機提供電池電量(因此不驅動車輪)。 該系統現在表現為串聯混合動力系統。 行駛時汽油引擎的轉速約為1700轉。 /分鐘,加速和煞車時,轉速降至1100轉/分鐘。

並行模式: 當您的行駛速度超過 65 公里/小時、動力需求增加或電池的 SOC <30% 時,變速箱會以創建並聯模式的方式切換。 內燃機和前置電動馬達驅動車輪。 在離合器接合之前,內燃機和前置電動馬達的速度是同步的。 並聯模式下,後馬達控制高達5%,防止空載運轉時高速產生磁場阻力。

混合動力汽車的變速箱:
大多數製造商(福特、本田、通用汽車)適合 2019 年 CVT技術(無段變速器) 作為其混合動力車型的變速箱。
豐田普銳斯的 CVT 技術(見圖)不是透過推帶和直徑可調式皮帶輪來實現的,而是透過電動馬達、發電機和變速箱的電控組合來實現的。 行星齒輪系統。 與機械式CVT相比,這種類型的變速箱的優點是不易磨損且重量輕很多。

所描繪的普銳斯動力系統包括:

  • 內燃機(汽油引擎);
  • 電動馬達 MG1(在再生煞車期間用作發電機/發電機);
  • 電動機MG2(驅動用電動機);
  • 行星齒輪系統(動力分配裝置),可以將內燃機和電動馬達與傳動系統連接和斷開;
  • 連接到差速器的鏈輪上的鏈條傳動。