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汽車混合動力

汽車混合動力就是在純電動汽車上加裝一套內燃機，其目的是減少汽車的污染，提高純電動汽車的行駛里程。混合動力汽車有串聯式和並聯式兩種結構形式。

中文名: 汽車混合動力
概念: 純電動汽車上加裝一套內燃機

目地: 減少汽車的污染
作用: 提高純電動汽車的行駛里程

汽車混合動力主要原理

汽車混合動力四氣門技術

傳統的發動機多是每缸一個進氣門和一個排氣門，這種二氣門配氣機構相對比較簡單，製造成本也低，對於輸出功率要求不太高的普通發動機來説，就能獲得較為滿意的發動機輸出功率與扭矩性能。排量較大、功率較大的發動機要採用多氣門技術二最簡單的多氣門技術是三氣門結構，即在一進一排的二氣門結構基礎上再加上一個進氣門。世界各大汽車公司新開發的轎車大多采用四氣門結構。四氣門配氣機構中，每個氣缸各有兩個進氣門和兩個排氣門。四氣門結構能大幅度提高發動機的吸氣、排氣效率，新款轎車大都採用四氣門技術。

汽車混合動力VTEC系統

VTEC系統全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統，是本田的專有技術，它能隨發動機轉速、負荷、水温等運行參數的變化，而適當地調整配氣正時和氣門升程，使發動機在高、低速下均能達到最高效率。+在VTEC系統中，其進氣凸輪軸上分別有三個凸輪面，分別頂動搖臂軸上的三個搖臂，當發動機處於低轉速或者低負荷時，三個搖臂之間無任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動兩個進氣門，使兩者具有不同的正時及升程，以形成擠氣作用效果。此時中間的高速搖臂不頂動氣門，只是在搖臂軸上做無效的運動。當轉速在不斷提高時，發動機的各傳感器將監測到的負荷、轉速、車速以及水温等參數送到電腦中，電腦對這些信息進行分析處理。當達到需要變換為高速模式時，電腦就發出一個信號打開VTEC電磁閥，使壓力機油進入搖臂軸內頂動活塞，使三隻搖臂連接成一體，使兩隻氣門都按高速模式工作。當發動機轉速降低達到氣門正時需要再次變換時，電腦再次發出信號，打開VTEC電磁閥壓力開頭，使壓力機油泄出，氣門再次回到低速工作模式。

汽車混合動力總成分類

混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯式、並聯式和混聯式等三種。

汽車混合動力串聯式

串聯式動力由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯的方式組成SHEV的動力單元系統，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。小負荷時由電池驅動電動機驅動車輪，大負荷時由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當車輛處啓動、加速、爬坡工況時，發動機-電動機組和電池組共同向電動機提供電能；當電動車處於低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，當電池組缺電時則由發動機-發電機組向電池組充電。

串聯式結構適用於城市內頻繁起步和低速運行工況，可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉，通過調整電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工況，從而提高了發動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經轉換，機械效率較低。

汽車混合動力並聯式

並聯式裝置的發動機和電動機共同驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。當汽車加速爬坡時，電動機和發動機能夠同時向傳動機構提供動力，一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發動機維持該速度。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動－發電機組。由於沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，這種裝置更接近傳統的汽車驅動系統，機械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應用。

汽車混合動力混聯式

混聯式裝置包含了串聯式和並聯式的特點。動力系統包括髮動機、發電機和電動機，根據助力裝置不同，它又分為發動機為主和電機為主兩種。以發動機為主的形式中，發動機作為主動力源，電機為輔助動力源；以電機為主的形式中，發動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結構的優點是控制方便，缺點是結構比較複雜。

汽車混合動力豐田混合動力

豐田的Prius屬於以電機為主的形式。它的混合動力總成包括兩個動力源，發動機與電動機。還有包含了發電機、電動機、內置動力分離裝置的混合動力專用變速器、鎳氫電池組和動力控制總成。豐田Pruis混合動力系統有一個特點，就是採用行星齒輪變速結構，變速器內置動力分離裝置，行星齒輪機構巧妙地將減速器、發電機和電動機等動力部件偶合在一起，同時行星齒輪又起到無級變速器的功能，結構十分緊湊，形成一個集成化混合動力總成系統（圖1）

啓動以及中速以下行駛，此時發動機效率低下，因此Prius的發動機關閉，僅由大功率電動機驅動車輛（圖2，箭頭A）。在常規行駛時，發動機作主動力源，由動力分離裝置將動力分成兩路，一路驅動發電機進行發電，產生的電力驅動電動機運轉（圖3，箭頭B），另一路則直接驅動車輪（圖3，箭頭A），系統會自動對兩條路徑的動力進行最佳分配，以達到效率的最大化。

當要加速時，電池組會加進來為電動機供電，增強電動機輸出功率（圖4）。

當減速或制動時，則由車輪的慣性力驅動電動機。這時電動機變成了發電機，車輛制動能量轉換成了電能（圖5，箭頭D）。

電池組電量保持在一個恆定水平。當系統發現電池組電量下降會啓動發動機驅動發電機發電，向電池組充電（圖6，箭頭E）。

混合動力系統除了豐田Pruis這種形式，還有一種採用薄形電機的混合動力系統，電機厚度只有80毫米左右。由於電機體積小，因此容易在現行底盤上實現混合動力發動機總成與傳統發動機總成的互換。

汽車混合動力優越性

當前普遍使用的燃油發動機汽車存在種種弊病，統計表明在佔80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市區還會跌至25%，更為嚴重的是污染環境。而混合動力汽車則針對不同的道路環境實施不同的供能方案，能大大降低排放污染程度。例如在城市運行時，當交通堵塞或遇到紅燈時發動機會關閉，當車隊移動時或信號燈轉為綠燈時駕駛者只要輕踩加速踏板，電動機就能驅動汽車前進。在市區內當汽車發動機無效率空轉或車輛移動緩慢時，使用電動機作動力源不但對環境有利，而且還減少了噪音。因此，越是在交通日益擁擠的大城市使用混合動力汽車，就越能夠顯示出它的節能、環保、適應能力廣的優越性。