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混合动力汽车各工况分析(插混汽车基本介绍)

行业知识及专业技术 2018-12-24 11:41:55

[导读] 插电式混合动力汽车是可以使用电网(包括家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车,是在油电混合动力的基础上开发出来的。

在工况分析之前我们先来介绍一下插混汽车。

1.结构

插电式混合动力汽车是可以使用电网(包括家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车,是在油电混合动力的基础上开发出来的。它既可以纯电动长距离行驶,也可以在全混合模式下工作。插电式混合动力分为并联与串联两种结构,分别如图2-15和图2-16所示。

图2-15 并联结构插电式混合动力系统

图2-16 串联结构插电式混合动力系统

插电式混合动力自身安装车载充电器,可以直接用电网充电。与纯电动车相比,插电式混合动力增加了内燃机;与油电混合动力相比,插电式混合动力可以外接电网充电;在相同车型条件下,插电式混合动力汽车的电池比油电混合动力汽车的电池功率大,内燃机功率比油电混合动力汽车的小。

总之,插电式混合动力在设计目标上是综合纯电动与油电混合动力的优点。

例如,丰田Prius的插电式车型就是在原来混联式的基础上增加了车载充电器而改型设计的,而通用的Volt却是在原有纯电动车的基础上增加了内燃机而改型设计的。Volt的最初定位是设计制造一款增程式混合动力汽车,采用小电动机加大容量电池实现纯电动行驶。但是由于动力性不能满足要求,所以在发动机与发电机之间增加离合器,在动力需求较大时使发动机参与驱动。结构上是采用了行星齿轮耦合机构的混联结构,但是工作模式又与同样采用行星齿轮结构的丰田Prius插电式混合动力不完全相同。

2.特点

(1)优点插电式混合动力汽车的特征是行驶动力主要来自电池,发动机只是作为后备动力来源,在电池电量耗尽时才启用。也就是说插电式混合动力汽车主要适合城市道路,在日常使用过程中,它可以当作一台纯电动车来使用,只要单次使用不超过电池可提供的续驶里程(如PHEV30、PHEV40、PHEV50,一般可以满足50km以上),它就可以做到零排放和零油耗。

因此,插电式混合动力汽车有如下优点。

①插电式混合动力汽车有纯电动车的全部优点,可利用晚间低谷电对电池充电,改善电厂的机组效率,节约能源。

②减少温室气体和各种有害物的排放;降低对石油燃料的依赖,减少石油进口,增加国家能源的安全。

③如果是在城市内行驶,距离较短,使用纯电动模式,不消耗燃油;如果长途旅行,距离较长,使用混合驱动模式,增加续驶里程。

④可以利用外部电网对车载电池组充电。

(2)缺点

①根据特定需求确定纯电动里程,同时影响电池大小的选择。

②纯电行驶对电池提出较高要求,如电池要有足够高的能量密度功率密度,较长的循环寿命,放电及充电性能要求均高。

③对充电设施的要求,包括充电站的建设等。

3.工作模式

根据车上电池荷电状态的变化特点,可以将PHEV的工作模式分为电量消耗(CD)、电量保持(CS)和常规充电(BC)模式,其中电量消耗又分为纯电动(EV)和混合动力(HEV)两种子模式。PHEV优先应用电量消耗模式。在电量消耗模式中,PHEV根据整车的功率需求,具体选择纯电动和混合动力两种子模式。Volt和Prius插电式混合动力汽车工作模式分别如图2-17和图2-18所示。

图2-17 Volt插电式混合动力汽车工作模式

图2-18 Prius插电式混合动力汽车工作模式

在电量消耗-纯电动子模式中,发动机是关闭的,电池是唯一的能量源,电池的荷电状态降低,整车一般只达到部分动力性指标。该模式适合 于启动、低速和低负荷时应用。

在电量消耗-混合动力子模式中,发动机和电动机同时工作,电池提供整车功率需求的主要部分,电池的荷电状态也在降低,发动机用来补充电池输出功率不足的部分,直至电池的荷电状态达到最小允许值。该模式适合高速,尤其是要求全面达到动力性指标时采用。

在电量保持模式下,PHEV的工作方式与传统HEV工作模式类似,电池的荷电状态基本维持不变。电量消耗-纯电动、电量消耗-混合动力和电量保持模式之间能够根据整车管理策略进行无缝切换,切换的主要根据是整车功率需求和电池的荷电状态。

看到这里大家就对插电式混合动力汽车有了基本的了解了,明天是周日,再好好来分析一下插混汽车各工况分析。

[整理编辑:CK365测控网]
标签:  混合动力汽车[14]
 
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