二、油电混合动力汽车(HEV)
以丰田普锐斯为例,根据行驶条件的不同,汽车在稳定运行过程中,混合动力系统可能处于不同的工作状态,以最大限度地适应车辆的行驶状况。
不同工作模式及能源流动路线如下。
1.启动时
充分利用电动机启动时的低速转矩。
当汽车启动时,混合动力系统仅使用由HV蓄电池提供能量的电动机的动力启动,这时发动机并不运转。
发动机不能在低速区间输出大转矩,而电动机可以灵敏、顺畅、高效地进行启动。
2.低速/中速行驶时
此时由高效利用能量的电动机驱动行驶。
对于发动机而言,在低速/中速区间的效率并不理想,而另一面,电动机在低速/中速区间性能优越。因此,在低速/中速行驶时,混合动力系统使用HV蓄电池的电力,驱动车辆行驶(图1-3-2)。
图1-3-2 低速/中速行驶时能量流动路线
3.一般行驶时
一般行驶时,低油耗的驾驶,使用发动机作为主要动力源。
混合动力系统采用发动机,使它在能产生最高效率的速度区间驱动。由发动机产生的动力直接驱动车轮,依照驾驶状况部分动力被分配给发电机。由发电机产生的动力用来驱动电动机和辅助发动机。利用发动机和电动机这一双重传动系统,发动机产生的动力以最小消耗被传向驱动轮(图1-3-3)。
图1-3-3 一般行驶时能量流动路线
4.一般行驶时/剩余能量充电
因为混合动力系统在高速运转时是采用发动机来驱动,而发动机有时会产生多余的能量,这时多余的能量由发电机转换为电能,储存在动力电池中(图1-3-4)。
图1-3-4 一般行驶时/剩余能量充电能量流动路线
5.全速行驶时
全速行驶时,同时使用发动机和电动机驱动。
在需要强劲加速力(如爬陡坡及超车)时,动力电池也提供电力,来加大电动机的驱动力。通过发动机和电动机双动力的结合使用,混合动力系统得以实现与高一级发动机同等水平的强劲而流畅的加速性能(图1-3-5)。
图1-3-5 全速行驶时能量流动路线
6.减速/能量再生时
在踩制动踏板和松开油门时,混合动力系统使车轮的旋转力带动电动机运转,将其作为发电机使用。减速时通常作为摩擦热散失掉的能量,在此被转换成电能,回收到动力电池中进行再利用(图1-3-6)。
图1-3-6 减速/能量再生时能量流动路线
7.停车时
当汽车处于静止状态时,会关闭整个动力系统,即发动机、电动机和发电机会自动关闭,可避免因怠速造成的能量浪费(图1-3-7)。
图1-3-7 停车时能量流动路线
视频精讲
8.纯电动(EV)模式
在驾驶室仪表面板上,有“EV模式”按钮,按下“EV模式”按钮,发动机将被关闭,可以完全使用电动机来驱动车辆。