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混合動力到底是怎么混出來的

2018-09-21 來源:自集趣事網 瀏覽:

XX品牌推出了全新車型XXX!采用XX混合動力技術,百公里油耗僅需X升!高效環保!巴拉巴拉巴拉。。。類似這樣的廣告大家早就看膩了吧?很多時候,我們從這些廣告里能提取到唯一的關鍵詞,就是這是臺混合動力的車,沒了。確實啊,現在混合動力車的廣告滿大街都是,我們早就審美疲勞了。但是,好像從來沒有人給我們好好解釋一下,什么叫混合動力系統?這種東西是怎么工作的?

混合動力到底是怎么混出來的

混合動力系統是什么?

說白了,混合動力系統就是把一個或幾個電動機+電池,整合進傳統汽車動力系統,讓車子能達到少耗油(或者對于一些超跑來說,增大動力響應)的目的。傳統汽車的動力系統不外乎發動機,變速箱和各種傳動裝置。而混動系統,就是把電機安放在這套動力系統的其中一個位置,再接上電池供電,這就完了。說起來簡單,實際上卻非常復雜。那么看到這里你又要問了:哎,你說把電機放在動力系統的其中一個位置,到底是哪里?

混合動力系統的原理

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這就引出下面的問題:電機到底放在哪里?一般來說,市售的家用轎車,混動系統的電機一般有兩種安放位置,最為常見的是安放在發動機和變速箱之間。怎么處理呢?這種方案需要混動系統采用一種叫薄型電機的東西。

這種電機和一般圓柱形的電機完全不同,它的轉子通過一個電磁離合器直接與發動機曲軸連接,而定子直接制造在發動機飛輪殼上。你可能要問了,那車子的離合器放哪?沒有離合器,采用這種形式的混動系統,變速箱即使是手動,你在車里也看不見離合器踏板。因為電機實際上已經取代了離合器的作用。

當發動機啟動時,電機可以作為發電機,為電池充電,而當發動機停止時,電機可以獨立驅動變速箱,從而推動車子前進,也就是說,這種形式的混動系統,發動機可以完全停止,直接全電力推動。這也是目前大多數混動系統的主要形式。但這種系統技術難度較大,成本也比較高。

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還有一種形式,是電機安放在變速箱之后,這種形式的混動系統非常罕見,它其實和傳統動力的差不了太多,發動機還是要通過離合器向變速箱輸出動力,只不過,變速箱輸出的動力被電機再次放大了而已。

因此,這類混動系統多數用于一些極小型的微型車當中,這類車一般動力很差,電機的出現只是作為增強車子在低速加速時的性能而設計。這種設計技術難度不高,成本低(只需要用普通的電機就可以了),但對付一些稍大型的車,它的作用就極其有限,這種系統,目前在我國能見度非常低。

電機,不止一個

當然,除了電機位于動力系統之內的設計,一些有相當技術儲備的廠家還會額外安放多個電機,形成多電機混動系統。我們熟悉的比亞迪唐/保時捷918/本田新NSX等,都屬于這種多電機系統。當然了,多電機的系統管理難度會倍增,這很考驗廠家的技術積累,而值得我們自豪的是,我們國產的比亞迪,在多電機系統上已經有相當的技術儲備,在眾多國際廠家都還在摸索的時候,這可以說是我們在汽車技術上的一個不小成績。

混動系統的最高水平--ERS

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接下來說的事情跟民用車無關,但可以讓我們看到混動系統的最高水平究竟能到什么程度。2014年,F1(一級方程式賽車)引入了一套名為ERS的系統。ERS,其實是F1在2009年引入的KERS(動能回收系統)的高度進化版。

ERS分為兩大子系統,動能回收系統ERS-K和熱能回收系統ERS-H。這都是什么呢?ERS-K,跟上面提到的民用車混動系統類似,通過回收剎車時的能量為電池充電,再在加速時輔助發動機增大輸出。

而ERS-H,相對來說技術難度就大了,ERS-H名為熱能回收,本質上是一個串聯在渦輪增壓器上的超高轉速電機。在發動機推動渦輪工作時,這個電機便會以與渦輪相同的,12萬5000轉的轉速轉動,向電池供電,而當賽車處于低轉速準備出彎時,這個電機又會在極短時間加速到極高轉速,讓渦輪轉起來,完全消除了渦輪遲滯現象。

這樣一來,賽車在降低油耗,增加輸出的同時,還讓渦輪增壓發動機獲得了和自然吸氣發動機一模一樣的動力輸出。可算是完美的解決方案。

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但當然了,完美的代價是非常巨大的。即使是F1這種號稱人類最高技術水平的汽車,在ERS引進的第一年,各大車隊仍然面臨著各種穩定性問題,即使如奔馳/法拉利等豪門傾盡全部技術力量,也無法保證這套系統工作的穩定,可想而知其技術難度有多大。

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