以串联式(SHEV)为例混动汽车的发动机充当什么角色?
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在混动系统中的角色,那首先我们应该弄清楚混动系统的模式和原理,再去探索发动机。
混动系统中发动机的角色:动力输出源 / 仅为发电机和电池的充电源 / 同时作为电池充电源和驱动源
首先混合动力汽车具有2-3个不同的类型的能量源,通过车轮传递功率为车辆行驶提供动力。正常的情况混合动力电动汽车上搭载1个发动机和1个或以上的电动机,电动机兼顾发电机模式和驱动电机的2种模式。发动机可生成车载电能驱动电机。储能装置则可存储或者传递电动机和发电机间的能量流。但对仅搭载一个电动机的混合动力汽车,电动机不仅生成电功率还要将电能转化为机械能的方式,持续为车轮输入驱动力,但两种状态不会同时产生。混合动力汽车的形式不同,随之其动力源的工作模式也不同,电机即可独立运行,也可以与发动机共同驱动汽车。
按照系统结构中的动力传输路径分类,混合动力电动汽车普遍的分为3类:并联式混合动力汽车(PHEV)、串联式混合动力汽车(SHEV)、混联式混合动力汽车(PSHEV)。
串联式混合动力汽车的形式和结构原理比较容易理解和简单,发电机、发动机、驱动电机相互串联,发动机在工作状态下输出功率让发电机发电,进一步将电能传输到电动机转化为机械能的形式来驱动汽车。其还可以将剩余的能量反向给蓄电池充电。在爬坡或急加速等功率需求增大的时候,蓄电池的电能和由发动机传输到发电机的电能,同时供给电动机达到驱动车轮的目标,此结构中的发动机让发电机进行工作,发电机的功能可为电池充电或提供动力给电动机来驱动。发动机不能直接给汽车提供动力,只能让电池保持有电状态,那么内燃机工停止工作下也能使汽车行驶。市面上的雪佛兰VOLT即为串联式混合动力设计。
动力电池驱动模式:如果动力电池组的电量较高,汽车在低速的小负荷运行,发动机和发电机一起关闭,只有电池提供电能给驱动电机转化为机械能,以这样的方式驱动汽车行驶
发动机驱动模式:当动力电池组的电量在正常的工作区域内,且汽车的功率需求小于发动机-发电机组的最大输出功率时,工作于发动机驱动模式,输出功率至驱动电机,驱动车辆行驶,此时动力电池组既不充电也不放电;
再生制动充电模式:在动力电池的驱动模式,如果汽车进行制动减速,这时的驱动电机处于发电机模式,实现再生的制动,汽车行驶的动能在驱动电机下生成的电功率供给给电池充电
混合驱动模式:如果车辆爬坡或加速的时候,电动机所需的输入功率高于发电机输出功率,动力电池与发动机-发电机组将会共同为驱动电机提供电能,这样的方式驱动车辆行驶;
发动机驱动和动力电池充电模式:发动机-发电机组提供功率通常划分为2个部分,其中1部分为给动力电池进行充电,另外1部分传输到驱动电机来驱动汽车的行驶
动力电池组充电模式:在汽车的动力电池组电量较低的时候,系统为了确认和保证整车行驶的综合性能,发动机-发电机组合将所有的输出功率都供给电池组充电,这样一个时间段的驱动电机无功率,汽车处于充电状态。
市面上的理想ONE增程式混动系统,其实就等于串联式混合动力系统,此时的发动机作为增程器,大体上分为纯电和增程形式。
如充电条件优越下以纯电为主的模式,车辆首先使用动力电池的电能,如果电池SOC降到30%上下增程器会参与输出,其容量40.5 kWh的电池,它的纯电续行里程高达180 km,能接受续航的情况下也可作为纯电动汽车使用。
如充电条件不佳没办法保证电池的电量,这样的一种情况以增程模式为主,增程器会在电池SOC小于70%时参与动力输出。
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