新能源汽车的串联式、并联式和混联式动力系统的优劣分析

2019-02-12 09:57:00 来源:电子发烧友
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就目前而言,新能源汽车主要分为两大块,一种是纯电动、一种是混合动力。纯电动比较好理解,就是单独依靠电机来驱动车辆。但混动嘛却不是那么简单,相信老铁们在看一些新车资讯时,经常会看到某某车采用了插电式混动或者油电混动。看似是两种混动系统,实际上却有三种混动系统形式,分别是串联式、并联式和混联式。它们之间的区别在哪儿?哪种更有优势?

 

发动机只为电动机充电的串联式
串联式混动系统是三种混动形式中结构最简单的,同时也是三种混动系统中油耗表现最差的。例如采用这种混动形式的雪佛兰沃蓝达,在高速行驶时,油耗高达6.4L/100km。而一台普通1.4L纯汽油车,高速行驶油耗也不过5.5L/100km。造成这样的原因,就不得不说说串联式混动系统的结构了。


串联式混动系统与另外两种混动形式最大的不同,就在于发动机在任何情况下都不参与驱动汽车的工作,发动机只能通过带动发电机为电动机提供电能。串联混动系统的动力来源于电动机,发动机只能驱动发动机发电,并不能直接驱动车辆行驶,因此,串联结构中电动机功率通常要大于发动机功率。

 

 

这种结构通俗点来说,就相当于一辆纯电动汽车里加了一台汽油发动机。并且由于取消了汽油车上的变速箱,所以在结构的布置上要相对灵活许多。同时,发动机总是工作在高效转区,因此在车辆中低速行驶时,串联式混合动力车要比普通汽油车的油耗低30%左右。但问题也随之而来,由于串联式结构的混动汽车发动机动能要经过二次转换才能为电动机供电。这样一来,转换过程中会使得大量能量流失,所以在高速行驶时串联式的混动车油耗甚至比普通汽油车还要高。目前采用这种混动形式的车有:雪佛兰沃蓝达、宝马i3等增程式电动车。

 

更主流的并联式混动结构
由于串联式混动系统存在较大的弊端,所以目前市面上大多混动车都采用了并联式混动结构。并联式混动结构与串联式混动结构最大的不同,就在于发动机与电动机共同参与驱动车辆的工作。或者也可以理解为,在一台普通汽油车中加入了一套电能驱动系统。这样一来,不但能有效的减少拥堵时的高油耗,又能保证高速行驶时的低油耗。而且在原有的汽油车基础上加装一套电能驱动系统,对车企的研发成本来说也得到了很好的控制。

 

 

除了能有效降低油耗外,并联式混动结构还能使车辆的加速性能得到极大提高。原因在于发动机与电动机可以共同发力来驱动汽车,所以电动机的功率会与发动机的功率相加从而使车辆的加速性能得到显著提升。不过,并联式结构的混动系统最大的缺点就是,由于只有一台电动机,没有独立的发电机。所以在电动机没电的情况下只能依靠发动机一边给电动机充电一边驱动车辆,车辆的加速性能也会随之下降。

 

 

技术先进却垄断严重的混联式结构
曾经有人说:这个世界上只有两种混动,一种是丰田,一种则是其他。这话听似夸张,但也从侧面反映了丰田混动技术的强大与独到之处。而让丰田如此骄傲的就是混联式混动结构了,混联式结构同样是在优化并联式的缺点,所以混联式混动结构与并联式混动结构最大的不同就在于,发动机与电动机共同驱动车辆的同时,还能为电动机进行充电。

 

 

它不再像并联式结构中的单一电动机需要身兼两职,而是可以通过发动机带动发电机发电从而使用电动机驱动车辆。因此,搭载混联结构的丰田混动车通常有四种驱动模式,分别是纯电模式、纯油模式、混合模式和充电模式。

 

由于丰田独门的“ECVT”变速箱加入,可以使电动机和发动机的配合更加默契,能够适应更多的工况,油耗表现也更加出色。要说缺点嘛,那就是结构相对复杂,并且这项混动技术只有少数的日系车厂商掌握,没有在市场中普及开来,因此成本也会高一些。

 
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