混合動力的案例
日野汽車混合動力技術(shù)
1 前言
日野汽車在日本商用車制造領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位，其在輕卡及中重卡領(lǐng)域?qū)?em>混合動力技術(shù)不斷鉆研和探索[1]，開發(fā)的混動動力卡車車型最豐富，推廣應(yīng)用時間最長，市場保有量最大。本文旨在對日野汽車混合動力技術(shù)的近期發(fā)展情況進行綜述，供商用車產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)人員參考。
2 輕卡混合動力新技術(shù)
日野汽車在輕卡動力的研究方面成果豐富，曾為并聯(lián)混合動力輕卡開發(fā)出一種扭矩分配控制系統(tǒng)，以其先進技術(shù)引領(lǐng)著日本運輸業(yè)[2]。
最近，日野汽車在輕卡上（圖1）又推出了Hino Dutro Hybrid混合動力系統(tǒng)，除了卓越的環(huán)保性能和燃油效率外，Hino Dutro Hybrid還提供了高水平的駕駛性能，通過匹配專用發(fā)動機和專用變速箱，燃油消耗水平可達到13.2 km/L，其節(jié)油水平比2015年燃油效率標(biāo)準(zhǔn)提高了15%。
圖1 日野輕卡混動車型[3]
2.1 Hino Dutro Hybrid混合動力系統(tǒng)
Hino Dutro Hybrid混合動力系統(tǒng)的主要動力結(jié)構(gòu)組成為“發(fā)動機+離合器+電動機+變速器”（圖2）。在發(fā)動機和電動機之間安裝了一個離合器,這是經(jīng)歷了大量的研發(fā)試驗后形成的新的混合動力構(gòu)型。2011年前日野采用的是“發(fā)動機+電動機+離合器+變速器”這樣的構(gòu)型。日野第5代卡車將配置“發(fā)動機+離合器+電動機+變速器”[1]，通過這樣的變更，操作控制離合器有效利用能量，有助于提升燃油效率。
圖2 日野輕卡混合動力構(gòu)型（并聯(lián)式構(gòu)型）[4]
通過使用混合動力系統(tǒng)專用的清潔阿特金森循環(huán)柴油發(fā)動機N04C-UL（圖3），以及強有力的輔助發(fā)動機驅(qū)動的電動機的強化控制，完美地實現(xiàn)了燃料效率和動力性能。另外，在車輛減速時，電動機用作發(fā)電機，通過將車輛的動能轉(zhuǎn)換成電能，對動力電池充電來有效地利用能量。
展開 混合動力乘用汽車發(fā)動機的選擇及其關(guān)鍵技術(shù)分析
圖2 串聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的架構(gòu)
串聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要特點是發(fā)動機沒有直接與車輛傳動系統(tǒng)有機械連接，而是由發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機(簡稱發(fā)動機-發(fā)電機組)，通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能，與動力蓄電池組成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，共同給電機供電驅(qū)動車輛。依據(jù)發(fā)動機-發(fā)電機組的工作狀態(tài)，串聯(lián)式混合動力汽車有七種工作模式，如表5。
表5 串聯(lián)混合動力汽車的工作模式列表
串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機運行工況不受車輛運行工況的影響，發(fā)動機與發(fā)電機組僅工作在一個功率區(qū)間內(nèi)，且輸出功率相對平穩(wěn)，提高了發(fā)動機工作效率，發(fā)動機由此選擇范圍更廣，其控制策略相對簡單，易于實施。但是，由于其能量經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換使得整車的經(jīng)濟性相對較低。
2.并聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的組成和工作原理
并聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的架構(gòu)如圖3所示。
圖3 并聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的架構(gòu)
并聯(lián)混合動力汽車的行駛驅(qū)動力由發(fā)動機和電機通過機電耦合裝置單獨或聯(lián)合提供。根據(jù)發(fā)動機、電機的工作狀態(tài)以及動力蓄電池的電荷狀態(tài)(SOC)，并聯(lián)式混合動力汽車具有6種工作模式，如表6。
表6 并聯(lián)混合動力汽車的工作模式列表
并聯(lián)式混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)與串聯(lián)式相比較，并聯(lián)式發(fā)動機和電機具有更小的體積。發(fā)動機和傳動系統(tǒng)提供驅(qū)動力的平均功率，動力蓄電池組和電機提供峰值功率。
3.混聯(lián)混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)組成和工作原理
混聯(lián)式功率分流型混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。
圖4 混聯(lián)式功率分流型混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)架構(gòu)
混聯(lián)式混合動力汽車汽車同時具備了串聯(lián)混合動力“電電”耦合及并聯(lián)混合動力“機電”耦合的特點，車輛驅(qū)動力由發(fā)動機、電機通過機電耦合裝置(ECVT)單獨或聯(lián)合提供。
展開 歐陽明高院士：中國新能源汽車之混合動力技術(shù)路線展望
混合動力汽車技術(shù)展望
混合動力一般來講是比較復(fù)雜的,尤其是對于非汽車、非發(fā)動機行業(yè)人來說,容易混淆。
首先是常規(guī)混合動力,即不可充電的混合動力,日本豐田、本田、日產(chǎn)分別開發(fā)了代表性的深混技術(shù),引領(lǐng)了國際常規(guī)混合動力的潮流。但我們也看到,去年以來,日本試產(chǎn)串聯(lián)式的日產(chǎn)e-power 的銷量和油耗可以跟普瑞斯的功率分流產(chǎn)品相媲美,這說明我們不一定要走功率分流的路線,對中國來講串聯(lián)相對簡單。
日產(chǎn)e-power
另外就是可以外界充電的混合動力,我們叫插電式混合動力。插電式混合動力分成兩個階段,在電量維持階段是常規(guī)混合動力。但充完電之后,率先使用的是電池,這一段非常重要。這要分為兩個部分,一是純電型插電式,就是全部用電,在充滿電之后的第一階段就是純電動,但是還有部分是混合型插電,前面仍然是混合動力。我們認(rèn)為,純電插電混合動力在城區(qū)短途用電,高速、長途用油,根據(jù)中國的乘用車出行特征,可以省油80%以上,這是中國優(yōu)勢的技術(shù)路線。如果將純電型的插電混合動力按功能和結(jié)構(gòu)分開分析,其實有九類混合動力,純電型混合動力既可以串聯(lián)、并聯(lián),也可以混聯(lián)。根據(jù)中國對增程式的定義,實際上串聯(lián)的純電型插電混合動力,是純電插電混合動力中的一類。中國可能主要是并聯(lián)和串聯(lián)兩種,混聯(lián)不會成為主流。
插電式混合動力
比較這兩種方式發(fā)現(xiàn),在混合動力模式下,并聯(lián)純電型相較于串聯(lián)純電型,具有成本和動力優(yōu)勢,國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)正在著力探索低成本的純電并聯(lián)式插電混合動力,這是一個非常值得關(guān)注的具有中國優(yōu)勢的技術(shù)路線。如何實施混合動力技術(shù)路線?一是從燃油車升級轉(zhuǎn)換后的節(jié)能汽車路線,常規(guī)混合動力到插電式混合動力。另外一個是從純電動汽車轉(zhuǎn)換的混合動力路線,純電動到增程式和純電型插電混合動力。
展開 混合動力電動汽車電驅(qū)動結(jié)構(gòu)與特征 附車輛與結(jié)構(gòu)動力相互作用下載
1 引言
混合動力汽車具有發(fā)動機和電動機兩個動力源系統(tǒng)，車輛具有多種行駛模式如：發(fā)動機單獨驅(qū)動、電機單獨驅(qū)動或發(fā)動機電機混合驅(qū)動，并可以根據(jù)不同的行駛工況選擇合適的驅(qū)動/制動模式以實現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟性及動力性。
混合動力汽車根據(jù)動力機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速耦合方式的不同，分為串聯(lián)式 、并聯(lián)式 和混聯(lián)式 。
串聯(lián)式混合動力汽車中車輪由電力系統(tǒng)驅(qū)動，發(fā)動機只作為能量儲存系統(tǒng)，發(fā)動機產(chǎn)生的能量儲存起來用作電機運轉(zhuǎn)。如圖1所示。發(fā)動機不直接參與驅(qū)動，理論上可以工作在任意低油耗區(qū)或者低排放區(qū)，但是能量轉(zhuǎn)化次數(shù)較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯(lián)式混合動力汽車的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此時發(fā)動機和電機可共同或分別獨立驅(qū)動車輪，降低了能量轉(zhuǎn)化的損失，但發(fā)動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區(qū)。
混聯(lián)式混合動力汽車中，如圖3所示，發(fā)動機的功率在動力系統(tǒng)有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅(qū)動車輪又可轉(zhuǎn)換成電功率，通過動力耦合裝置實現(xiàn)電功率和機械功率的匯合。因此，該構(gòu)型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯(lián)式混合動力汽車傳動系統(tǒng)
圖中，F(xiàn)為燃油箱；E為發(fā)動機；M為電機；G為發(fā)電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系
2.1 串聯(lián)式混合動力汽車的行駛狀態(tài)：
正常行駛時，發(fā)動機能夠始終運轉(zhuǎn)在最佳運轉(zhuǎn)工況，燃油消耗率低，排放少。
展開 
油電混合動力汽車及其關(guān)鍵技術(shù)
而油電混合動力汽車可以有效滿足環(huán)保節(jié)能方面的要求，不僅具有充足的動力源，而且還能夠減少相關(guān)環(huán)境污染問題，如圖1所示。具體來說，油電混合動力汽車是一種混合型電動汽車，可以由一種以上的能量轉(zhuǎn)換來為汽車提供驅(qū)動動力，可以在一輛車上聯(lián)合使用電力驅(qū)動以及輔助動力單元。而油電混合動力汽車則是將傳統(tǒng)能源與電能進行有效結(jié)合，這樣不僅能夠使相關(guān)車輛的燃油經(jīng)濟性得到改善，而且還能夠減少尾氣排放，使環(huán)境污染程度得到降低。
純電動汽車?yán)m(xù)航短，混合動力汽車是個好選擇
作為過渡產(chǎn)品，油電混合動力車型顯然更適合當(dāng)下環(huán)境。在油電混合動力汽車的技術(shù)發(fā)展上，豐田和本田的混合動力系統(tǒng)走在世界的前列。插電混合動力汽車近年來比較盛行，各家車企均有代表作。混合動力汽車在燃油經(jīng)濟性上比傳統(tǒng)燃油車有明顯的優(yōu)勢，又在續(xù)航能力上比純電動汽車表現(xiàn)優(yōu)秀，從這兩點來看，混合動力汽車將是一個不錯的選擇。
目前純電動汽車、插電混合動力車型和增程式混合動力車型是能夠使用新能源指標(biāo)的。油電混合動力車型則比較特殊，各地規(guī)定不一，購車前請詳詢當(dāng)?shù)亟还芩?/span>
展開 混合動力電動汽車電驅(qū)動結(jié)構(gòu)與特征
1 引言
混合動力汽車具有發(fā)動機和電動機兩個動力源系統(tǒng)，車輛具有多種行駛模式如：發(fā)動機單獨驅(qū)動、電機單獨驅(qū)動或發(fā)動機電機混合驅(qū)動，并可以根據(jù)不同的行駛工況選擇合適的驅(qū)動/制動模式以實現(xiàn)良好的燃油經(jīng)濟性及動力性。
混合動力汽車根據(jù)動力機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速耦合方式的不同，分為串聯(lián)式 、并聯(lián)式 和混聯(lián)式 。
串聯(lián)式混合動力汽車中車輪由電力系統(tǒng)驅(qū)動，發(fā)動機只作為能量儲存系統(tǒng)，發(fā)動機產(chǎn)生的能量儲存起來用作電機運轉(zhuǎn)。如圖1所示。發(fā)動機不直接參與驅(qū)動，理論上可以工作在任意低油耗區(qū)或者低排放區(qū)，但是能量轉(zhuǎn)化次數(shù)較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯(lián)式混合動力汽車的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此時發(fā)動機和電機可共同或分別獨立驅(qū)動車輪，降低了能量轉(zhuǎn)化的損失，但發(fā)動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區(qū)。
混聯(lián)式混合動力汽車中，如圖3所示，發(fā)動機的功率在動力系統(tǒng)有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅(qū)動車輪又可轉(zhuǎn)換成電功率，通過動力耦合裝置實現(xiàn)電功率和機械功率的匯合。因此，該構(gòu)型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯(lián)式混合動力汽車傳動系統(tǒng)
圖中，F(xiàn)為燃油箱；E為發(fā)動機；M為電機；G為發(fā)電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系
2.1 串聯(lián)式混合動力汽車的行駛狀態(tài)：
正常行駛時，發(fā)動機能夠始終運轉(zhuǎn)在最佳運轉(zhuǎn)工況，燃油消耗率低，排放少。發(fā)動機發(fā)出的功率帶動發(fā)電機發(fā)電，然后在驅(qū)動電動機驅(qū)動車輛前進。
圖2 并聯(lián)式混合動力汽車傳動系統(tǒng)
圖3 混聯(lián)式混合動力汽車傳動系統(tǒng)
車輛行駛速度較低，所需驅(qū)動功率小，發(fā)動機發(fā)出的功率超過電動機驅(qū)動功率需求，多余的功率儲存在蓄電池中；車輛行駛速度較高，所需驅(qū)動功率較大，電動機驅(qū)動車輛的電能來自于發(fā)動機和蓄電池。
展開 基于仿真的設(shè)計集成提高混合動力車輛的可靠性
由于存在集成要求，混合動力汽車成為一種設(shè)計、制造和維護都最為復(fù)雜的系統(tǒng)，魯棒的設(shè)計方法為設(shè)計可靠的混合動力車輛系統(tǒng)提供了架構(gòu)。 人們過去開發(fā)電動汽車是為了解決較高的燃油成本和日益增加的尾氣排放問題，然而，它們的發(fā)展因行駛距離有限且缺乏支持基礎(chǔ)設(shè)施(即充電站)而受害不淺。混合動力汽車的先進性在于內(nèi)燃機引擎和電動車之間的轉(zhuǎn)換橋。混合動力汽車的燃油效率高，電動汽車能夠降低排放，從而使行駛距離更遠(yuǎn)，并便于利用內(nèi)燃機引擎的基礎(chǔ)設(shè)施獲得能源支持。
在混合動力汽車中，動力總成包括來自內(nèi)燃機引擎和電動車的組件。系統(tǒng)組件的清單包括：一個電池包、一臺電動機/發(fā)電機和一臺內(nèi)燃機引擎。內(nèi)燃機引擎向系統(tǒng)提供電力和機械力。混合動力汽車的動力總成采用三種配置：串聯(lián)配置、并聯(lián)配置和串并聯(lián)組合配置。無論采用何種配置，汽車的可靠工作都取決于對動力總成組件的成功集成。
機電系統(tǒng)
標(biāo)準(zhǔn)和混合動力汽車都依賴于電力、機械和軟件技術(shù)的集成，人們越來越多地采用汽車電子和軟件來控制或取代機械的工作。這三個設(shè)計學(xué)科的交集就成為機械電子學(xué)。混合動力汽車就是機械電子設(shè)計的核心。
把這些技術(shù)結(jié)合到一輛標(biāo)準(zhǔn)的汽車中將面臨復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)，其中，電子和軟件控制被用于非動力源的應(yīng)用。在集成非動力汽車電子源系統(tǒng)的過程中，混合動力汽車的設(shè)計面臨相同的挑戰(zhàn)，并且汽車動力系統(tǒng)的電子和軟件控制更為復(fù)雜。因為這種集成要求，混合動力汽車是有待設(shè)計、制造和維護的最為復(fù)雜的系統(tǒng)之一。
隨著汽車復(fù)雜性的增加，人們開始關(guān)心可靠性問題。因此，設(shè)計混合動力汽車系統(tǒng)需要一種系統(tǒng)的、有組織的開發(fā)方法。為了確保系統(tǒng)可靠性，該組織方法需要從設(shè)計之初就把可靠性問題作為設(shè)計過程的組成部分加以考慮。魯棒的設(shè)計方法提供設(shè)計可靠的混合動力汽車系統(tǒng)所需要的有組織的架構(gòu)。
展開 解析 | 混合動力汽車NVH 性能分析研究
摘要：本文結(jié)合混合動力汽車的結(jié)構(gòu)形式、整車控制方法及系統(tǒng)行駛工況對NVH性能的影響，以某車型為例對汽車ＮＶＨ 性能的測試、數(shù)據(jù)分析及性能改進進行了研究分析。
關(guān)鍵詞：
NVH混合動力
1 混合動力汽車NVH 特性分析
混合動力汽車因其結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)車復(fù)雜，混合動力汽車具有傳統(tǒng)汽車的NVH問題，同時因為電動機及其他電器附件的加入，還產(chǎn)生與傳統(tǒng)汽車不同的NVH問題。
1.1 混合動力汽車硬件結(jié)構(gòu)及軟件控制對整車NVH性能的影響
混合動力汽車的主要硬件架構(gòu)包括發(fā)動機、電動機及動力電池。因為其有發(fā)動機，傳統(tǒng)汽車的NVH問題在混合動力汽車中同樣存在。混合動力汽車將電機引入了動力系統(tǒng)，電機本體的嘯叫及電機高速運轉(zhuǎn)帶來的齒輪嘯叫成為混合動力汽車的主要NVH問題之一；傳統(tǒng)汽車的附件在混合動力汽車中需要相應(yīng)電機驅(qū)動，例如電動空調(diào)、電動制動助力系統(tǒng)等，由電器附件產(chǎn)生的噪聲也是混合動力汽車NVH性能的主要問題之一。
混合動力車型控制程序主要分為整車控制、發(fā)動機控制、電機控制、電池管理系統(tǒng)等，整車控制標(biāo)定對NVH性能影響比傳統(tǒng)車大很多，其標(biāo)定過程應(yīng)考慮整車NVH性能。如發(fā)動機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩控制、電動機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩控制，動力電池冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制，在滿足動力性及熱平衡基礎(chǔ)上，同事要兼顧其帶來的NVH問題。
展開 從普銳斯在中國市場上的虧本看中國混合動力車前景
一面是普銳斯虧損的消息，另一面卻是一汽豐田不惜代價的對混合動力車鋪天蓋地的
宣傳。“從普銳斯宣布國產(chǎn)開始，普銳斯就是重點的宣傳車型之一。”董告訴記者。3月
底，豐田汽車公司向中國宋慶齡基金捐贈2000萬元人民幣，設(shè)立“豐田助學(xué)基金”。而“
地球日”上，節(jié)能、環(huán)保的普銳斯也是大放異彩。
而且國產(chǎn)普銳斯有織物座椅版和真皮座椅版兩款，分別售價28.8萬元和30.2萬元(近
日，由于在消費稅上排量的優(yōu)勢，普銳斯兩款車型分別下降了一千元)。國產(chǎn)普銳斯的價
格比美國高10萬多元，比歐洲高近4萬元。
為何這樣的高價，普銳斯還會虧損？董海洋的感慨何來？
“混合動力車已經(jīng)成為各大汽車廠商的賠錢大戶”，日產(chǎn)汽車公司首席執(zhí)行官卡洛斯
·戈恩前不久在紐約車展上表示，日產(chǎn)正在推進著他們的混合動力計劃。戈恩說：“混合
動力車如今面臨兩難境地。雖然混合動力車以省油著稱，不過對消費者來說，省下的油錢
似乎并不足以彌補高昂的車價，對他們來說柴油和乙醇動力的汽車更具誘惑力。其次，對
汽車生產(chǎn)商來說，混合動力車難以突破銷量瓶頸，使得其前期高昂的研發(fā)經(jīng)費回收無望”
混合動力車究竟是餡餅還是陷阱？讓我們從技術(shù)角度拆開它試著探究。
探秘混合動力
混合動力不覺間在中國已經(jīng)風(fēng)生水起，除了一汽豐田普銳斯風(fēng)頭正勁外，自主品牌奇
瑞、比亞迪、東風(fēng)、上海大眾都說要生產(chǎn)混合動力車。這種“新鮮”車型的出現(xiàn)給汽油機
才剛剛發(fā)展起來的中國消費者蒙上了神秘的面紗。
顧名思義，混合動力車輛，是使用多種能源動力的道路車輛，使用內(nèi)燃機、電動機、
電池、氫氣、燃料電池等的技術(shù)。就像世爵跑車靈感來自于飛機一樣，混合動力的技術(shù)最
早在柴、電潛艇上出現(xiàn)。這類潛艇在水上時用柴油發(fā)動機推進及為電池充電，在水下則由
電池推動，而且動力十足。
展開 國內(nèi)外混合動力技術(shù)及解析
圖1 各種混合動力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
圖2 動力總成電氣化可能的運行模式（特性）
基于采埃孚8AT形成并聯(lián)混合動力系統(tǒng)（來源：BMW）
基于大眾6DCT形成并聯(lián)混合動力系統(tǒng)(來源：Volkswagen)
圖4 傳統(tǒng)8AT和一個專用混合動力變速器所需空間的比較
圖5 8AT和專用混合動力的5AT-DHT成本比較
圖6 第三代THS系統(tǒng)
圖7 豐田混合動力的銷售情況
圖8 豐田THS專用混合動力變速器（DHT）
圖9 本田iMMD智能多模式混合動力系統(tǒng)構(gòu)成和工作模式
圖10 大眾TwinDrive結(jié)構(gòu)和工作模式
圖11 上汽電驅(qū)動變速器原理和實物圖
圖12 精進公司DHT方案
圖13 大陸公司DHT幾種結(jié)構(gòu)分析（來源 CTI2017 Conti）
圖14 AVL的八模式混合動力DHT（來源：AVL）
圖15 AVL的八模式混合動力DHT的運行模式及牽引力工作區(qū)（來源：AVL）
圖16 雷諾EOLAB1混合動力原理結(jié)構(gòu)和驅(qū)動模式（來源：雷諾N. Fremau etc.）
展開 
混合動力總成NVH開發(fā)技術(shù)研究
按照混合度劃分(混合度=電機額定功率/總功率)：微、輕混合型混合動力電動汽車，混合度10%以下；中度混合型混合動力電動汽車 10% —30% 重度混合(強混合)型混合動力電動汽車，混合度30%以上/電力系統(tǒng)可單獨驅(qū)動車輛。按混合方式分：串聯(lián)式混合動力電動汽車、并聯(lián)式混合動力電動汽車、混聯(lián)式混合動力電動汽車。按照外接充電能力劃分:外接充電型混合動力電動汽車,非外接充電型混合動力電動汽車。在純電和混動兩條技術(shù)路線中，新勢力堅定選擇純電或增程，傳統(tǒng)車企在保證傳統(tǒng)燃油動力的前提下，紛紛選擇能掛綠牌的“插電混動”，這其中自主品牌又成為主力軍。比亞迪的DMI、長城的檸檬混動、奇瑞的鮑鵬DHT、 長安的藍(lán)鯨IDD混動、廣汽的GMC混動、上汽的EDU混動、吉利GHS混動都在如火如荼的進行中。
從原理上，混動構(gòu)型主要分為單電機構(gòu)型和雙電機(發(fā)電機+驅(qū)動電機)構(gòu)型;從開發(fā)角度，混動構(gòu)型可按是否需要多檔自動變速箱進行決策。原理上，應(yīng)優(yōu)先選擇中低車速效率更高的雙電機路線;開發(fā)角度，若成本相同，應(yīng)優(yōu)先選擇簡易減速箱方案:可規(guī)避長期困擾自主品牌的自動變速箱標(biāo)定和可靠性難題、以及受制于人的濕式離合器;且扭矩不受離合器約束、加速性能優(yōu)異，電機傳動鏈簡單、傳動和能量回收效率高，城市工程串聯(lián)電驅(qū)動,平順性極佳。因此基于“結(jié)構(gòu)和控制最簡化、成本最低、布置可行”原則，單檔+大功率P3電機的雙電機P1 +P3串并聯(lián)方案是當(dāng)前主流選擇。
P1 +P3方案主要以專用混動發(fā)動機(DHE) +專用混動變速箱(DHT) +功率型鋰電池+混動控制系統(tǒng)組成，其中專用混動變速箱由耦合器、發(fā)電機、驅(qū)動電機、逆變器組成。
展開 干貨附下載丨凱美瑞、雅閣及君威混合動力系統(tǒng)的技術(shù)分析
與凱美瑞、雅閣混合動力車類似，君威30H混合動力車的每個電機內(nèi)部也安裝1個電機轉(zhuǎn)速位置傳感器，其結(jié)構(gòu)、原理基本相同。
圖11 輸出行星齒輪組
圖12 電機及PIM模塊
(5)電源轉(zhuǎn)換器模塊PIM
君威30H混合動力汽車的電源轉(zhuǎn)換模塊PIM的安裝位置與凱美瑞、雅閣混合動力汽車不同，它集成在變速器的內(nèi)部，為兩個電機的主控模塊。PIM模塊同樣采用獨立的水冷方式，使用專用的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)分離。
(6)液壓油泵
君威30H混合動力車變速器的液壓油泵采用電驅(qū)動的方式，為3組離合器提供液壓供應(yīng)及變速器內(nèi)部的潤滑、冷卻循環(huán)。油泵電機為三相交流電機，由PIM模塊直接驅(qū)動，電機及油泵總成安裝在變速器的下方。
四、混合動力系統(tǒng)及工作模式
轎車混合動力系統(tǒng)主要分為串聯(lián)、并聯(lián)及混聯(lián)三種類型。2018款凱美瑞(THS-Ⅱ系統(tǒng))、2017款君威30H車的混合動力系統(tǒng)均為混聯(lián)式，而2016款雅閣車混合動系統(tǒng)(i-MMD系統(tǒng))在串聯(lián)式基礎(chǔ)上同時具備發(fā)動機直接驅(qū)動車輪的特殊混合動力模式。上述凱美瑞、君威車的混合動力系統(tǒng)類似，均采用雙行星齒輪結(jié)構(gòu)作為發(fā)動機與雙電機的動力耦合裝置，不同之處在于凱美瑞車的雙行星齒輪結(jié)構(gòu)的齒圈為復(fù)合式(位于復(fù)合齒輪上)且對外輸出動力，而君威車的雙行星齒輪結(jié)構(gòu)的行星架為組合整體式且對外輸出動力。雅閣車的混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、特殊，通過設(shè)置超越離合器來改變動力傳遞路徑，從而實現(xiàn)在驅(qū)動發(fā)電機或驅(qū)動車輪之間切換發(fā)動機的動力輸出。上述三種車型混合動力系統(tǒng)的主要參數(shù)對比列于表4。
表4 三款車混合動力動力系統(tǒng)的主要參數(shù)對比
對比上述三款車型的混合動力系統(tǒng)的主要參數(shù)，可以看出凱美瑞與雅閣車的混合動力系統(tǒng)的最大功率相近，但是，凱美瑞車的發(fā)動機功率大而驅(qū)動電機的功率小，這與上述兩款車型的混合動力系統(tǒng)設(shè)計理念不同有關(guān)。
展開 混合動力飛機將航空運輸帶入“環(huán)保時代”？
日前，俄羅斯巴拉諾夫中央航空發(fā)動機研究所總裁戈爾金表示，俄羅斯將在2020年開展混合動力飛機飛行測試，并首先完成混合動力引擎的研制，而最終目標(biāo)是研制出功率為500千瓦的混合動力飛機。
眾所周知，化石燃料燃燒是大氣污染的主要來源。功率強勁的飛機更是“油老虎”，最近頻發(fā)安全事故的波音737，一次起飛就能耗油5噸。混合動力技術(shù)已經(jīng)給汽車帶來了環(huán)保希望，那么它能否將航空運輸也帶入“環(huán)保時代”呢？科技日報記者就此采訪了沈陽航空航天大學(xué)遼寧通用航空研究院副教授康桂文。
技術(shù)方案 花開兩朵 油-電混合和電-電混合有所不同
“現(xiàn)在國際上關(guān)于混合動力飛機的技術(shù)方案是比較類似的，主要有油-電混合和電-電混合兩種。”康桂文介紹，所謂油-電混合是指由傳統(tǒng)的航空燃油發(fā)動機和鋰電池組成混合推進系統(tǒng)，而電-電混合則是由氫燃料電池和鋰電池提供混合動力。在具體的工作方式上，則需結(jié)合不同動力裝置的特性和飛機的飛行特點加以設(shè)計。
康桂文談到，飛機起飛時所需功率最高。因此，油-電混合動力飛機起飛階段中鋰電池和燃油發(fā)動機一起工作，通過鋰電池分擔(dān)部分功率，減少燃油消耗。而在起飛結(jié)束后的巡航階段，保持平穩(wěn)飛行所需功率一般只有起飛狀態(tài)下的三分之一，此時可以只開啟燃油發(fā)動機，既提供飛行的動力，又能同時為鋰電池充電。最后降落階段的功率需求更小，理論上只使用鋰電池就能滿足需求。
“電-電混合動力飛機則有所不同。”康桂文表示，氫燃料電池通過氫與氧氣的反應(yīng)發(fā)電，產(chǎn)物主要是水，幾乎沒有污染。但通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的氫燃料電池，放電比較緩慢，難以快速達到起飛功率，不能單獨用于起飛階段，因而需要鋰電池加以輔助。
展開 混合動力系統(tǒng)主流動力構(gòu)型方案對比研究
混合動力系統(tǒng)就是使用了汽油、柴油、氫氣或甲醇的內(nèi)燃機和電力2種驅(qū)動方式的系統(tǒng)。其優(yōu)勢在于車輛起步用電機實現(xiàn)驅(qū)動，發(fā)動機可以完全不用工作，處于停機狀態(tài)，當(dāng)車速達到一定值后，發(fā)動機再進行接入。這樣的好處是：
（1）發(fā)動機省去了怠速工況；
（2）發(fā)動機一旦運行，就會在運行在最高效的區(qū)域。混合動力車輛起步動力性良好，可以達到節(jié)能減排的目的。
客車是公共交通領(lǐng)域的重要組成部分，該細(xì)分市場的特點是對安全性要求較高，且產(chǎn)量不大，因此針對客車混合動力系統(tǒng)與乘用車構(gòu)型的思路不完全一樣。混合動力客車經(jīng)過十多年的發(fā)展，動力系統(tǒng)構(gòu)型也是呈現(xiàn)多樣性，但每種構(gòu)型都有其自身的優(yōu)點和缺點。
本文總結(jié)了現(xiàn)有客車市場比較主流的串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式動力構(gòu)型方案，分析了這3種構(gòu)型的控制原理和優(yōu)、缺點，提出了不同系統(tǒng)構(gòu)型產(chǎn)品市場路線，為混合力客車推廣提供了思路。
2 混合動力客車構(gòu)型分類
混合動力動力系統(tǒng)構(gòu)型有2 種不同的分類方法，即按連接方式和按混合程度，本文重點按連接方式的分類方法進行詳細(xì)闡述。
2.1 按混合程度劃分
該種分類方法按電能與傳統(tǒng)能源的混合程度，即驅(qū)動電機輸出功率占整個動力系統(tǒng)功率的比例來進行劃分，具體見表1。
表1 混合動力構(gòu)型按混合程度分類
2.2 按連接方式劃分
該種方法按動力系統(tǒng)的連接方式和結(jié)構(gòu)類型進行劃分[2]，具體如表2。
表2 混合動力構(gòu)型按聯(lián)接方式分類
串聯(lián)式系統(tǒng)：有發(fā)電和驅(qū)動2個電機，其中發(fā)電機不做驅(qū)動使用，僅用來發(fā)電，發(fā)出的電能可存儲在動力電池中或供驅(qū)動電機直接使用。
增程式系統(tǒng)：與串聯(lián)式系統(tǒng)類似，通過將電機集成在發(fā)動機飛輪上，形成發(fā)動機和電機總成，這種總成稱為增程器；其中，增程器不直接連接傳動系統(tǒng)，與串聯(lián)式系統(tǒng)類似，其主要功能就是在動力電池電量不足時給其充電，從而延長續(xù)駛里程。
并聯(lián)式系統(tǒng)：發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力源。
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