什么是混合动力车？类型、方案及工作原理

混合动力车将内燃机（ICE）与电动机相结合，从而降低油耗并减少尾气排放。混合动力系统越高效，所需的电池功率越强——相应地，价格也越高。以下是关于混合动力车工作原理及其特点的全面介绍。

轻度混合动力与全混合动力：有何区别？

根据电动机在动力系统中所扮演的角色，混合动力车可分为两大类：轻度混合动力和全混合动力。

• 轻度混合动力车将电动机作为内燃机的辅助装置。典型例子是本田Insight掀背车。电动机在加速时提供辅助，但无法单独驱动车辆。
• 全混合动力车可以在不启动内燃机的情况下，纯电行驶一定距离。雷克萨斯RX 400h是这类车型的经典代表。

还有第三个定义较为宽泛的类别，有时被称为微混合动力车——这是一个营销术语，用于描述配备启停系统的车辆。然而，这本质上只是一个改进版发电机，并非真正的混合动力配置，因为没有电动机将扭矩传递到车轮。

三种主要混合动力传动方案

混合动力传动系统有三种基本配置：串联式、并联式和串并联式。每种配置都有其独特的特点、优势和典型应用场景。

1. 串联式混合动力

串联式混合动力是最古老的配置，由费迪南德·保时捷于1899年发明。在这种方案中：

• 车轮完全由电动机驱动。
• 小排量内燃机驱动发电机发电——从不直接驱动车轮。
• 无需传统变速箱或高输出燃油发动机。
• 需要大容量电池（通常为镍氢电池）。

这种方案在如今的乘用车中较为少见，但广泛应用于矿山自卸卡车、公共汽车和机车。

2. 并联式混合动力

并联式混合动力由德国工程师亨利·皮珀于1905年申请专利，是目前最广泛使用的配置，也是几乎所有轻度混合动力车辆的技术基础。主要特点包括：

• 强劲的电动机（通常为10–15千瓦）在加速时辅助内燃机。
• 电动机还通过再生制动回收并储存能量。
• 通常使用CVT（无级变速器）或行星齿轮。
• 电源包括锂离子电池或锂聚合物电池。
• 与串联式混合动力相比，所需电池容量更小，从而降低了成本。

本田采用了独特的方式，为其CR-Z油电混合双座跑车配备了六速手动变速箱。一些汽车制造商还在探索超级电容器作为传统电池的替代方案——超级电容器可以在短时间内提供极高的功率输出。

3. 串并联式混合动力

串并联配置结合了两种方案的特点，最典型的代表是丰田普锐斯和带有”h”标识的雷克萨斯车型，均采用丰田专有的HSD（混合动力协同驱动）系统。

工作原理：

• 行星齿轮传动装置允许内燃机和电动机协同工作或独立运行。
• 内燃机驱动车轮，同时为发电机供电。
• 无需传统变速箱——车载电子系统负责调节电动机和发电机的转速。
• 最终实现ECVT（电子无级变速器），提供平顺高效的动力输出。

混合动力车使用什么类型的发动机？

绝大多数混合动力车辆使用汽油发动机，其中许多采用阿特金森循环——这种设计具有较短的压缩行程，可提高热效率并减少排放。这使得汽油-电动混合动力车在燃油经济性和环保性方面均表现优异。

那么为什么柴油-电动混合动力车并不普及？主要原因如下：

• 最大的混合动力市场——北美——历史上对柴油乘用车的普及率一直较低。
• 柴油发动机的生产成本高于汽油发动机，这将使本已显著的混合动力溢价进一步推高。
• 汽油阿特金森循环发动机与电动机配合时已能实现出色的效率。

本文为译文，您可在此处阅读原文：https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4df5.html