百变星君——混合动力技术的多样性燃油内燃机发动机并联式增程式

混合动力技术拥有庞大的技术分支与车辆构型。在实现节能减排的目标路上,工程师将混合动力技术打造成“百变星君”,衍生出了各式各样技术手段和实现路径。其实沉心细品各种技术分的差异,能体味到一种神奇的异曲同工之妙。

汽车领域 “弃油从电”是大势所趋,但从油到电断然无法一蹴而就。从油与电两种技术中提取各自优势,加以耦合利用的混合动力技术(下简称:混动技术),出现的时间很早,但真正发展时间却很短。曾一度被认为属于高不成低不就的“过渡技术”,只能“艰难”地生存在倔强的内燃机技术和疯狂的纯电技术夹缝之中。知识没想过在内燃机技术节节败退的当口,不争气的纯电动技术却因基础设施以及成熟度,无法乘胜追击。这让原本的夹缝变得异常宽敞。比内燃机更节能减排,比纯电更加安心,让不少企业重新把目光投向了混合动力,自然而然也就创造出了一系列的混动技术。

混动技术如何分类

混动技术的核心任务,是处理好内燃机与电动机,两套不同动力源之间协同工作的关系。经过不断尝试调整一步一步摸索出来的各类构型以及彼此协调比例,衍生为如今各具代表的系统方案。由于对技术关注的着眼点不同,如今对混动技术存在多种分类方法。最简单的就是按照是否具备外接充电功能区分。拥有称为插电式混动PHEV,反之则是油电混动HEV,这种分类因无法具体体现技术结构,更多为被商业销售采用;其次是按照油电混合程度划分,也就是所谓的微混、轻混、中混、重混、全混等区分,然而这种划分方式较为笼统,也没有太过具体的划分比例标准。

如今广泛采用的分类方式,是通过对动力系统结构形式进行划分,简单来说就是根据内燃机与电机的连接形式,把系统结构划分成串联式、并联式以及串并联式(混联式)。相比于前面两种分类方式,这种划分有着较强的结构区分,基础理论也更为严谨。其实业内还有一种更加直观的“Px电机架构”分类方式,即按照系统内电机所处位置(Position)来区分。只不过混动技术之中或许只有一台内燃机,但很有可能拥有不止一台电机。这要是排列组合下来,会衍生出更多的分支类型。比如著名的比亚迪DM-p混动系统,在三擎四驱架构模式下,搭载了三电机与一个内燃机,每个电机都在不同的位置表演着如何把能量、动力左右腾挪的绝活。可以说Px电机结构分类方式,虽然是工程师让专业开出“极致的小花”。但对消费者来说完全弄懂意义不大,为此不在本篇赘述,有兴趣以后咱们单独再说。

串联式混合动力系统(Series Hybrid System)

串联式混动技术是历史上出现得最早的一种混动技术,其结构特别简单,系统中的内燃机并不是为直接驱动车轮准备,而是保障发电机发电,提供给电动机所用驱动车轮。形象一点就是内燃机和发电机组成 “充电宝”,为驱动电机提供源源不断动力来源。简单记忆法:“内燃机只发电不驱车”。常说的增程式其实就是串联式混动技术的特殊形式,与普通串联式区别在于原始开发平台,增程式以纯电平台为基础增加发电系统并可外接充电,普通串联则多以燃油平台为基础,增加电驱动系统。有意思的是如今许多企业会为自己产品冠以 “增程式电动汽车”的叫法,所以对于这种技术到底属于混合动力还是纯电动,后面另有文章。

串联式简单的构型,令内燃机排量更小,并且不参与驱动的内燃机仅需单一顾及带动发电机充电,能始终在最佳工作区间运行,低速或者拥堵路段则使用更环保的纯电驱动,这些都让燃油经济性得到有效提高。而劣势也十分直观,机械能到电能再到机械能,每次转换都会有所损耗,为此能量利用率偏低,大功率电机外加内燃机以及容量较大的电池也会令成本更高。幸好随着电动机技术与电池技术的发展,这些劣势正在逐步减少。

并联式混合动力系统(Parallel Hybrid System)

并联式混动技术就是系统内同时具有发动机+变速器,以及电动机+电池包两套动力总成,两套系统可以同时或单独驱动车辆。两套动力并联连接至传动系统,根据行驶条件和需求进行动力分配。典型的并联式技术通常包括一个较小的电动机和一个传统的内燃机(如今已经有越来越多优秀的混合动力专用发动机),而电动机通常会位于变速箱和内燃机之间。整个系统之中极为关键的一点就是动力耦合部分,对于变化万千的不同工况环境,发动机和电动机该在何时独力,又该在何时协同联手为车辆提供动力,极其考验主机厂的技术实力。

并联式系统有着不少出色的产品,比如基于本田IMA(Integrated Motor Assist)系统的本田Insight和雅阁混合动力就是典型代表。

复合式混合动力系统(Series-Parallel Hybrid System)

复合式混动技术也被称为“串并联混动技术”,或者更为学术以及直观的叫法“功率分流混动技术”。顾名思义这是一种结合了串联式和并联式混动技术,双方优点的复合构型。内燃机和电动机既可以独立工作,也可以协同工作。车辆在不同的工况环境下灵活切换驱动模式,以达到最佳的燃油经济性和动力性能。由于可以单独或共同使用电动机和内燃机,系统能够在不同驾驶条件下保持高效能,比如在低速时使用电动机,在高速时使用内燃机。续航里程相比纯电动汽车更长。减少对充电基础设施依赖。这一点直击如今纯电动车市场的主要痛点。

与单纯串联式或者并联式混动技术相比,复合式系统复杂程度最高,涉及零部件数量也最多。工程师必须对多个动力源在体积、重量、集成度以及成本上做出综合考量,为此有很高的技术门槛,特别是负责功率分流部分的系统以及软件研发方面能力,直接影响到整套系统在具体工况下的性能表现。大量的零部件有时候让设计人员不得不在整体重量上做出妥协,为此复合式混动系统的电池容量通常不大,纯电续航能力较短。

复合式混动技术可能是如今涵盖品牌车型最多的分类。比如最早成功打开商业市场的丰田普锐斯,其所依托的丰田的THS-II(Toyota Hybrid System II)就是复合式混动技术的经典代表,通过智能控制系统在并联和串联模式之间切换,不但高效节能,还适应多种驾驶条件。

结语:

混合动力技术从早期不被看好,到如今多种异曲同工的路线遍地开花,被社会所广泛接受。其深层次的意义在于,这一过程不仅体现了技术创新和进步的力量,还反映了社会对环保和可持续发展的追求,同时通过提供多样化的能源利用方式和驾驶体验,推动了汽车工业的转型与升级,也促进了全球能源结构的优化和环境保护目标的实现。

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THE END
0.图秦plus算不算增城插电混动??秦PLUS论坛应该算是增程式插电混动,但是比这个还复杂一点,各方面系统要更完善很多 jvzquC41en{c0jzvqjung7hqo0io1kgu1vnsgji1e7k7:=h;3e:d8@551;:8:9<86/7/j}rn
1.为什么说卡车司机更适合买混动卡车?而新能源的轻卡却是受限于续航里程的问题不能满足长途运输,在这种情况下,一辆混动的轻卡就成为了“最适合卡友的省油利器”! 然而,混动技术又分为轻混、油电混、插混和增程式混动多种方案,那么到底什么样的混动技术“最适合卡车呢”? (图片分别为卡罗拉双擎、比亚迪汉DM-I、理想ONE) jvzq<84yyy4489hjg0ipo8sgyu535982;178;:660jznn
2.坦克500Hi4T:油电混动的越野神话坦克500 Hi4-T:油电混动的越野神话 家人们,今天必须跟你们好好聊聊坦克500 Hi4-T,这车简直就是越野爱好者和日常通勤族的梦中情车!💥 🚗 **混动新势力,动力超神** 坦克500 Hi4-T用了先进的油电混动技术,把2.0T涡轮增压发动机和高功率电机完美结合。在城市里,纯电模式安静又省油,悄咪咪地穿街走巷;jvzquC41o0pqsnc0eun1yfigu5eqwlvck5jpmjzAkj>7?72;2?12;+htqs`u{h?dkpja}fd
3.横评:直驱插电混动\增程混动\油电混动技术优势近日,网络上掀起了一波近日,网络上掀起了一波对插电混动(PHEV)和增程混动(REEV)技术谁先进谁落后的争论。实际上,这种技术路线的对比放在一个相对明确且衡量标准具备代表性的前提下,或许更加客观。 上图为插电混动(PHEV)、增程混动(REEV)、油电混动(HEV)技术的代表品牌及工作流程。需要注意的是,当下的PHEV已经得到了彻底的进化! jvzquC41zwkrk~3eqo542B5264;9;874;5:19;7
4.一文看懂目前所有的新能源车型,以及各类车型的优缺点插电混动汽车纯电续航比增程式汽车要低,从入门款的55KM到旗舰级的100多KM续航都有,市场占有率低于纯电汽车,因其较低的油耗,正逐步替代燃油车,未来纯电续航或将提升至200km以上。 4、油电混动汽车(HEV): 动力来源:电机与发动机可以协同产生动力,但仅能通过加注燃油的形式补充能源,再通过发动机给电池充电,无法jvzquC41yy}/fxsiejkek7hqo1gsvrhng1=64=73;;789A>668<94