解析混合动力车与电动车的分类及特点
2024-09-25 07:02:32发布 浏览213次 信息编号:166807
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1. 混合一词的解释
混合动力通常指油电混合动力,即燃料(汽油、柴油等)和电力的混合。
太平洋汽车网目前在汽车目录及配置页中将新能源汽车分为以下几类:
分别是纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和非插电式混合动力汽车。
1、纯电动汽车:是指仅配备动力电池,以电动机为驱动力的汽车。
2.增程式电动汽车:是指可通过外接充电电源和车载充电方式充电,以电动机为驱动力的汽车。
3、插电式混合动力汽车:可以通过外部电源充电的混合动力汽车。
4、非插电式混合动力汽车:不能通过外部电源充电的混合动力汽车。
纯电动汽车、增程式电动汽车属于电动汽车的范畴,插电式混合动力汽车和非插电式混合动力汽车则属于混合动力汽车的一种。
电动汽车,是指装有一个或多个动力源,以电动机驱动车轮行驶的汽车(包括增程式电动汽车)。
混合动力汽车是指同时装有两种或两种以上动力源,既使用发动机驱动,又使用电力驱动的汽车。
混合动力的优势
混合动力汽车燃油经济性高,驾驶性能优异。混合动力汽车的发动机使用燃油,在启动和加速时有电动机的辅助,因此可以减少油耗。简单来说,与同等尺寸的汽车相比,燃油成本更低。
此外,辅助发动机的电动机能在启动的瞬间产生强劲动力,让车主在享受更强劲的起步、加速的同时,实现更高的燃油经济性。
2 插电式混合动力汽车的分类
混合动力汽车的分类有三种方式,一是按照有无外接充电电源进行分类,二是按照结构特点分为串联式混合动力(也称增程式混合动力)、并联式混合动力、混合动力串联式,三是按照混合动力的程度不同进行分类。
1、按是否可以连接外部充电电源分类
这种方式包括插电式混合动力和非插电式混合动力。
插电式混合动力车和非插电式混合动力车的区别
插电式混合动力车(PHV)简单来说就是介于电动车和燃油车之间的一种车型,有传统汽车的发动机、变速箱、传动系统、油路、油箱,又有电动车的电池、电机、控制电路,电池容量比较大,有充电口。
相比雷克萨斯等非插电式混合动力汽车,插电式混合动力汽车的电池容量更大,可以支持更长的行驶里程。如果每次出行距离较短,且充电条件较好,插电式混合动力汽车的电池无需加油,可以当做纯电动汽车使用,兼具电动汽车的优点。其代表车型有:宝马i8、比亚迪秦、比亚迪唐、保时捷918等。
非插电式混合动力汽车需要加油,利用发动机带动发电机对蓄电池充电,只在低速启动时依靠电动机驱动。
由发动机直接驱动车轮,或由电动机和发动机共同驱动车轮,代表车型有丰田的普锐斯、凯美瑞、ZURI等。
雷克萨斯 CT
2.按结构特征分类
● 串联混合动力(也称增程式电动)
仅靠发电机驱动的电动汽车,发动机输出的动力只用于驱动发电机发电,系统输出功率等于电动机输出功率,最有名的有雪佛兰Volt和宝马i3 Range(点击进入车系页面)。
这种混合动力严格来说还是电动汽车,车内只有一个电驱动系统,包括电机、控制电路、电池。增程式插电式混合动力汽车的电机直接驱动车轮,发动机带动发电机给电池充电。因为发动机不直接驱动车轮,所以不需要变速箱。这就相当于在普通电动汽车上装了一台汽油/柴油发电机。
优势:
1、具有电动车一样的静音、启动力矩大等优点,可以当纯电动车使用,充电方便时只需充电,无需加油,使用成本低。
2、增程式混合动力相比其他混动车型,不需要变速箱,成本略有降低。由于有发动机发电,只要有加油站,就能跑,不会因为充电不方便而被迫拖车,解决了基础设施不足的问题;
3、由于发动机不直接驱动车轮,所以发动机转速和车轮转速、车速没有直接关系,通过优化控制系统,让发动机始终以最佳转速运转,即使在充电不方便的情况下,在城市堵车的情况下油耗也相对较低,发动机噪音也能控制到很小。
缺点:
1、造成动力浪费。由于发动机和发电机不直接驱动车轮,所以这部分动力就被浪费了,而且发动机和发电机带来的重量并没有减少。例如:一辆增程式混合动力汽车,发动机功率50KW,发电机功率50KW,电动机功率100KW。整车搭载发动机和电动机总功率200KW,但真正能驱动车轮的功率只有100KW。
2、在高速公路上,油耗较高。这是因为在高速公路上,如果发动机直接驱动车轮,它能一直工作在最佳工作模式下,而增程式混合动力多了一个转换过程雪佛兰混合动力汽车,会消耗能量,导致油耗较高。
代表车型:该类别的代表车型包括宝马i3(选装增程模块)、雪佛兰Volt(带隐藏式直接驱动模式)、Karma以及奥迪A1 e-tron(点击进入车型页面)。
宝马 i3
● 并联混合动力
这类混合动力汽车有两种驱动系统,大多是在传统燃油车基础上加装电动机、电池、电控等,电动机和发动机共同驱动车轮,车内只有一个电动机,驱动车轮时作为电动机,不驱动车轮时作为发电机为电池充电。
即发动机为主动力源,电动机为辅助动力源,电动机不能单独驱动汽车,系统输出功率等于发动机和电动机输出功率之和,最具代表性的系统是本田的IMA系统。
优势:
1、无动力浪费。电动机和发动机共同驱动车轮,所以不存在动力浪费。比如电动机50KW,发动机100KW,只要传动系统能承受,整车功率就是150KW;
2、兼具电动车和汽油车的优点,纯电动模式下兼具电动车的静音、成本低等优点,混合动力模式下具有非常好的启动扭矩和优异的加速性能。
3、使用成本低。由于只是在变速箱上增加了一个电动机(增加方式有两种,变速箱的输入端和输出端),所以在传统燃油车基础上的改动比较小,成本也比较低。
缺点:
1、混动模式下,发动机不能一直工作在最佳转速,所以油耗比较高,只有在堵车的时候,因为发动机有启停功能,油耗才会低;
2、由于只有一个电机,不能同时发电和驱动车轮,所以发动机和电机共同驱动车轮的工作状态无法长时间持续。
3、当持续加速时,电池能量会很快耗尽,车辆会切换到仅发动机驱动模式。
该类别的代表车型有:奔驰S400L插电版、比亚迪、本田CR-Z(点击进入车系页面)。
比亚迪秦
● 并联混合
以电动机为主,发动机为辅,电动机和发动机都可以独立驱动汽车。由于该系统配备了独立的发电机,因此系统的最大功率输出等于发动机、电动机和充当电动机的发电机(某些情况下)的输出功率之和。混合动力系统结构复杂,但动力性和燃油经济性相当突出。其中最著名的是丰田的THS-II系统。
混合和并联的区别
与并联式混合动力一样,该模式也拥有两套驱动系统,但不同之处在于,并联式混合动力拥有两台电机。一台电机仅用于直接驱动车轮,另一台电机则兼具双重作用:当需要极限性能时,它充当电动机直接驱动车轮,整车总功率为发动机和两台电机功率之和;当功率不足时,它充当发电机,为电池充电。
优势:
1、混合动力型兼具增程式和并联式的优点:纯电动模式下,具有安静、成本低的优势;
2、增程模式下,无“里程焦虑”,发动机始终能控制在最佳转速,油耗低、噪音小、震动小;
3、并联模式下,两台电机与一台发动机共同工作,三者结合后的动力,具有非常好的启动和加速性能,是比较完美的组合。
缺点:
1、成本较高。需要两台电机、一台发动机、一台变速箱以及配套的控制电路、电池、传动系统、油路等,整体成本高于其他类型的插电式混合动力车。因为需要控制两台电机和一台发动机,并且有不同的工作模式雪佛兰混合动力汽车,控制系统也要相对复杂,这也会增加成本。
2.车子较重,车子的总重量也会较大。
代表车型:丰田普锐斯、保时捷918(点击进入车系页面)。
保时捷 918
3、混合化程度不同(即在混合动力系统中,按照电机输出功率占系统总输出功率的比例不同而进行不同的分类)
● 微混合系统
这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机(通常为12V)上增加了一个皮带传动的启动电机(又称Belt-,简称BSG系统)。该电机为发电-启动(Stop-Start)一体化电动机,用于控制发动机的启动和停止,从而消除发动机的怠速,降低油耗和排放。严格来说,这种微混系统汽车并不是真正的混合动力汽车,因为它的电机并不为汽车行驶提供持续的动力。在微混系统中,电机电压通常为12v和42v两种。其中42v主要用于柴油混合动力系统。
代表车型有PSA的混动版C3、丰田的混动版Vitz。
● 轻度混合动力系统
轻度混合动力汽车不能单独使用电动机来驱动车辆。别克君越采用的是轻度混合动力系统,该系统采用并联结构,为车辆提供能量回收、车辆启停等功能。
混合动力系统采用集成式启动电机(又称ISG系统),与微混合动力系统相比,轻度混合动力系统不仅可以利用发电机控制发动机的启动和停止,还可以实现:
(1)在减速、制动时吸收部分能量;
(2)行驶过程中,发动机恒速运转,发动机发出的能量可在车轮驱动需求与发电机充电需求之间调节,轻度混合动力系统的混合动力化程度一般在20%以下。
代表车型为君越。
● 中型混合动力系统。
中型混合动力系统与轻度混合动力系统一样,都是以燃油发动机为动力,电动机只起辅助作用。不过,中型混合动力系统在特定情况下(如低速巡航)可以单独使用电动机驱动汽车。例如本田的IMA混合动力系统就是一种并联结构的中型混合动力系统。
本田的混动,思域都属于这个系统。这个混动系统也是采用ISG系统。和轻度混动系统不同的是,中度混动系统采用的是高压电机。另外,中度混动系统还有一个额外的作用:当汽车在加速或者重载的时候,电机可以辅助驱动车轮,从而补充发动机本身动力输出的不足,从而更好的提升整车的性能。这个系统的混动化程度较高,可以达到30%左右,技术成熟,应用广泛。
重型混合动力系统
重载混动系统中的发动机和电动机可以独立驱动车辆,比如丰田的THS混动系统就是并列结构的重载混动系统,采用THS系统的第三代普锐斯,其电动机最大功率为60kW,最大扭矩为207Nm,足以在中低速时驱动汽车。
该系统采用272-650V高压启动电机,混合动力化程度较高,全混合动力系统相较于中混系统混合动力化程度可以达到甚至超过50%,技术的发展将使全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。
以上几种混动方式都能在一定程度上降低成本和排放,在过去十余年中通过不断的研发投入、测试总结、商业化应用,各自形成了自己的混动技术路径,在市场上的表现也各有特色。
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