混合新動力
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作者: 林 川
能源的不可再生是汽車行業長遠發展最需要解決的問題,新能源雖然有電動力、氫動力、生物燃料、太陽能等多種選擇,但是離實物投放市場依然有一段較長的時間,混合動力是現在最有效、最可行的降低石油消耗的手段。
現階段的混合動力主要指的是電動力與汽油或柴油(油電混合)協同工作,不同廠家、不同車型所采用的混合動力系統、實際節油效果也有很大不同。目前,混合動力系統因連接方式不同,主要有串聯式、并聯式、混聯式三種類型,公交汽車多采用串聯式混合系統,轎車則以混聯式為主,少量采用并聯式。而根據電動力所占總動力比重的不同,又可分為輕度混合動力系統、中度混合動力系統、強混合動力系統和插電式混合系統四種。根據比重不同,強混合動力系統的工作成效最為明顯,也是目前的主流發展方向。
強混合動力系統
強混合動力系統是現在混合動力的主流,也是混合動力現階段的主要發展方向,其節油效果最為顯著,混合程度可達50%甚至更高,是混合動力系統中混合程度最高的系統。強混合動力系統一般會采用270V~650V的高壓電動機,最大功率一般會達到或超過50千瓦,相當于一臺普通的1.3L汽油發動機的動力,功率更大的電動機可以提供更強大的動力輸出和更長的續航能力,內燃機在低速行駛時效率不高,這時就可完全由電動力替代,滿足車輛在起步和低速行駛時的動力要求,而不需要啟動內燃機。當需要加速或高速行駛時,系統會自動開啟內燃機,兩套動力系統同時提供動力輸出,以保證車輛的動力表現。車速達到內燃機經濟時速時,例如每小時60~80公里,系統會切換成內燃機為主要動力來源,并給發動機充電。
強混合動力系統還有單模與雙模之分,表面區別是雙模采用了兩套電動力系統,而其核心區別是EVT變速箱。雙模EVT變速箱有兩個電機、三組行星齒輪和四個電控離合器,可以組合出四個固定機械傳動比,通過固定齒比和電機幫助達到無級變速的效果,加入更多的直接機械傳動可以使整套系統效率更高,同時可改良單?；旌蟿恿υ诟咚傩旭倳r的節能表現,雙模強混合動力系統主要是大功率、豪華車型的解決方案。不論是單模亦或是雙模,強混合動力系統都克服了中度混合動力系統需要頻繁啟動內燃機的問題,使電動力發揮出了更大的作用,是混合動力的主要發展方向,但因為配備動力系統更強大,所占車輛空間更多,技術水平要求更高,控制也更為復雜,不可避免的是售價很高,以緊湊級車為例,同排量車型,是否配備混合動力系統價格可相差一倍左右。
輕度混合動力系統
輕度混合動力系統采用的是集成啟動電機系統(Integrated Starter Generator),可以控制發動機的啟動和關閉,當車輛啟動時,并不會開啟傳統的內燃機系統,而是用電動力啟動,并可驅動車輛以怠速行駛,同時,當車輛采取剎車時也可轉化部分能量為電能。但因輕度混合動力系統的電動機功率較小,并不能提供動力輔助,所以節油只是在車輛起步階段,當車輛正常行駛時,混合動力系統并不能起到節油的效果,輕度混合動力系統主要應用在小型車和微型車上,針對的是內燃機起步停車時能源利用率不高所設計,輕度混合動力系統并不是混合動力的主流。
中度混合動力系統
中度混合動力系統與輕度混合動力系統的工作原理是相同,主要區別是中度混合動力系統采用的是高壓電動機,可以提供更大的輸出功率,最大功率一般為15千瓦,當車輛加速或大負荷行駛時可提供動力輔助,這就意味著在節能環保的同時還可擁有不輸傳統車型的動力表現。中度混合動力系統的優點是占用車輛空間小,制造成本較低,以緊湊級車型為例,采用混合動力的車型和不采用混合動力的同款車型只相差2萬元左右,較容易被消費者所接受。
插電式混合系統
前面幾種混合動力系統都是由兩部分組成,一套內燃機系統與一套電動機系統相混合,而插電式混合系統則是在其基礎上又增加了一套純電動機系統,等于是一套純電動機系統與一套混合動力系統再混合,并且由純電動力提供主要動力輸出,混合動力僅是輔助動力輸出。
插電式混合系統顧名思義,純電動機系統需要進行外接電源充電,可使用普通家用電充電,充滿電量約需9小時,也可到充電站進行快充,預計10分鐘可充80%的電量。插電式混合系統是最接近純電動汽車的動力系統,并且解決了純電動汽車現階段續航能力短的問題,插電式混合動力汽車在滿電、滿油的情況下可行駛500公里,并且因為有三套動力輸出系統,當三套系統疊加后,其動力表現將相當驚人。
雖然插電式混合系統有諸多優點,但與純電動汽車一樣,需要進行充電,現階段充電站還沒有普及,而從家中引出電源可行性也不高,所以在市場應用方面還需要一段時日。
完美型格 內外兼修
林川
新技術
EcoBoost新動力技術
福特汽車EcoBoost新動力技術旨在幫助全世界數以百萬計的車主降低行車成本,其發動機具有燃油高壓直噴、先進渦輪增壓器和雙獨立可變氣門正時系統三個主要技術,可實現提升燃油經濟性20%,同時降低二氧化碳排放15%;低轉速下的強大扭矩和寬轉速范圍內的優異響應;享受傳統高排量發動機的輸出動力,卻擁有小排量發動機體積小、重量輕和油耗低的優點。EcoBoost發動機其核心技術是一套高壓燃油缸內直噴系統,它能以高達200巴的壓力將精確定量的少量燃油噴入每個汽缸內――油滴的大小一般小于0.02毫米,相當于人類頭發絲直徑的1/5。
藍驅技術
大眾汽車“藍驅技術系列”代表了大眾汽車領先的創新技術,并以廣泛應用的動力總成技術為基礎,進一步結合更多先進的降低油耗和排放的技術,包括:起動停車、再生制動能量回收等可進一步降低能耗的技術,電力驅動、混合動力等新型驅動技術,SCR等可實現清潔排放的廢氣凈化后處理技術,以及EcoFuel、BiFuel和MultiFuel等替代燃料技術。大眾汽車“藍驅技術系列”能夠顯著降低燃油消耗和二氧化碳排放,已經逐步應用于大眾汽車的量產車型,并形成系列“藍色”車型,包括:BlueMotion、BlueTDI,和TSI EcoFuel。
新車聚焦
寶馬 Vision Efficient Dynamics
● 寶馬 Vision Efficient Dynamics概念車是一款以今日科技預演明日駕駛樂趣的汽車,該車采用插電技術的最新一代BMW Active HYbird全混合動力技術,由一臺1.5L三缸共軌渦輪柴油發動機驅動,前后橋均配備電動發動機,并搭配六擋DCT變速箱,零到百公里加速時間僅4.8秒,最高車速可達250km/h,同時還配載最新的剎車能量回收系統,可在行駛期間為98個高效鋰聚合物電池充電,百公里油耗僅3.76升,二氧化碳排放量為每公里99克。
奔馳F800
● 全新奔馳F800概念車是一款新能源汽車。該車采用無B柱設計,后門為側滑門,方便后排進出。F800采用Hybird油電混合與燃料電池兩種動力裝備。其中Hybird油電混合動力系統由3.5升V6缸內直噴發動機和81千瓦的電動發動機組合而成,其鋰電池模組被安裝在位于后排座椅下方的后輪軸附近。F800s零到百公里加速時間僅為4.2秒,油耗僅為2.4升,二氧化碳排放量為68克/公里。在純電動模式下,F800可連續行駛30.4公里,最高時速為120公里/小時。
凱迪拉克Converj
● 凱迪拉克混合動力概念跑車Converj采用插電式混合動力系統,核心包括一個功率為16kw時的T形電池、一個電力驅動組、以及一個4缸汽油發電機。其電池組由220多個鋰離子電池組成,這些電池組可以連接普通家用電源插座充電,在使用240伏電壓充電時,只需不到3個小時即可充滿電量,滿電狀態下鋰離子電池續航里程為64公里,超過這個公里數它的電量就會降到30%,此時搭載的1.4升汽油發動機會開始工作,產生能量來保證電動機的工作,此時凱迪拉克Converj的百公里油耗約為2.4L。
英菲尼迪Essence
● 英菲尼迪Essence概念車的油電混合動力系統總功率可以達到600匹馬力,但每百公里油耗預計僅為8升,同時每百公里的二氧化碳排放也只有190克。在市區的擁堵路段或者低速下,電機可以單獨工作,此時Essence無任何尾氣排放。Essence采用英菲尼迪最新的“3D Motor”新型電機系統,該電機可分別進行動力輸出與能量回收,保持電池組隨時充電。在汽油機方面,它配備了V6 3.7升雙渦輪增壓發動機,采用缸內直噴技術,可輸出440匹的強大馬力,電機和直噴汽油機則能夠共同輸出600匹馬力。
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