混合新动力
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作者: 林 川
能源的不可再生是汽车行业长远发展最需要解决的问题,新能源虽然有电动力、氢动力、生物燃料、太阳能等多种选择,但是离实物投放市场依然有一段较长的时间,混合动力是现在最有效、最可行的降低石油消耗的手段。
现阶段的混合动力主要指的是电动力与汽油或柴油(油电混合)协同工作,不同厂家、不同车型所采用的混合动力系统、实际节油效果也有很大不同。目前,混合动力系统因连接方式不同,主要有串联式、并联式、混联式三种类型,公交汽车多采用串联式混合系统,轿车则以混联式为主,少量采用并联式。而根据电动力所占总动力比重的不同,又可分为轻度混合动力系统、中度混合动力系统、强混合动力系统和插电式混合系统四种。根据比重不同,强混合动力系统的工作成效最为明显,也是目前的主流发展方向。
强混合动力系统
强混合动力系统是现在混合动力的主流,也是混合动力现阶段的主要发展方向,其节油效果最为显著,混合程度可达50%甚至更高,是混合动力系统中混合程度最高的系统。强混合动力系统一般会采用270V~650V的高压电动机,最大功率一般会达到或超过50千瓦,相当于一台普通的1.3L汽油发动机的动力,功率更大的电动机可以提供更强大的动力输出和更长的续航能力,内燃机在低速行驶时效率不高,这时就可完全由电动力替代,满足车辆在起步和低速行驶时的动力要求,而不需要启动内燃机。当需要加速或高速行驶时,系统会自动开启内燃机,两套动力系统同时提供动力输出,以保证车辆的动力表现。车速达到内燃机经济时速时,例如每小时60~80公里,系统会切换成内燃机为主要动力来源,并给发动机充电。
强混合动力系统还有单模与双模之分,表面区别是双模采用了两套电动力系统,而其核心区别是EVT变速箱。双模EVT变速箱有两个电机、三组行星齿轮和四个电控离合器,可以组合出四个固定机械传动比,通过固定齿比和电机帮助达到无级变速的效果,加入更多的直接机械传动可以使整套系统效率更高,同时可改良单模混合动力在高速行驶时的节能表现,双模强混合动力系统主要是大功率、豪华车型的解决方案。不论是单模亦或是双模,强混合动力系统都克服了中度混合动力系统需要频繁启动内燃机的问题,使电动力发挥出了更大的作用,是混合动力的主要发展方向,但因为配备动力系统更强大,所占车辆空间更多,技术水平要求更高,控制也更为复杂,不可避免的是售价很高,以紧凑级车为例,同排量车型,是否配备混合动力系统价格可相差一倍左右。
轻度混合动力系统
轻度混合动力系统采用的是集成启动电机系统(Integrated Starter Generator),可以控制发动机的启动和关闭,当车辆启动时,并不会开启传统的内燃机系统,而是用电动力启动,并可驱动车辆以怠速行驶,同时,当车辆采取刹车时也可转化部分能量为电能。但因轻度混合动力系统的电动机功率较小,并不能提供动力辅助,所以节油只是在车辆起步阶段,当车辆正常行驶时,混合动力系统并不能起到节油的效果,轻度混合动力系统主要应用在小型车和微型车上,针对的是内燃机起步停车时能源利用率不高所设计,轻度混合动力系统并不是混合动力的主流。
中度混合动力系统
中度混合动力系统与轻度混合动力系统的工作原理是相同,主要区别是中度混合动力系统采用的是高压电动机,可以提供更大的输出功率,最大功率一般为15千瓦,当车辆加速或大负荷行驶时可提供动力辅助,这就意味着在节能环保的同时还可拥有不输传统车型的动力表现。中度混合动力系统的优点是占用车辆空间小,制造成本较低,以紧凑级车型为例,采用混合动力的车型和不采用混合动力的同款车型只相差2万元左右,较容易被消费者所接受。
插电式混合系统
前面几种混合动力系统都是由两部分组成,一套内燃机系统与一套电动机系统相混合,而插电式混合系统则是在其基础上又增加了一套纯电动机系统,等于是一套纯电动机系统与一套混合动力系统再混合,并且由纯电动力提供主要动力输出,混合动力仅是辅助动力输出。
插电式混合系统顾名思义,纯电动机系统需要进行外接电源充电,可使用普通家用电充电,充满电量约需9小时,也可到充电站进行快充,预计10分钟可充80%的电量。插电式混合系统是最接近纯电动汽车的动力系统,并且解决了纯电动汽车现阶段续航能力短的问题,插电式混合动力汽车在满电、满油的情况下可行驶500公里,并且因为有三套动力输出系统,当三套系统叠加后,其动力表现将相当惊人。
虽然插电式混合系统有诸多优点,但与纯电动汽车一样,需要进行充电,现阶段充电站还没有普及,而从家中引出电源可行性也不高,所以在市场应用方面还需要一段时日。
完美型格 内外兼修
林川
新技术
EcoBoost新动力技术
福特汽车EcoBoost新动力技术旨在帮助全世界数以百万计的车主降低行车成本,其发动机具有燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统三个主要技术,可实现提升燃油经济性20%,同时降低二氧化碳排放15%;低转速下的强大扭矩和宽转速范围内的优异响应;享受传统高排量发动机的输出动力,却拥有小排量发动机体积小、重量轻和油耗低的优点。EcoBoost发动机其核心技术是一套高压燃油缸内直喷系统,它能以高达200巴的压力将精确定量的少量燃油喷入每个汽缸内――油滴的大小一般小于0.02毫米,相当于人类头发丝直径的1/5。
蓝驱技术
大众汽车“蓝驱技术系列”代表了大众汽车领先的创新技术,并以广泛应用的动力总成技术为基础,进一步结合更多先进的降低油耗和排放的技术,包括:起动停车、再生制动能量回收等可进一步降低能耗的技术,电力驱动、混合动力等新型驱动技术,SCR等可实现清洁排放的废气净化后处理技术,以及EcoFuel、BiFuel和MultiFuel等替代燃料技术。大众汽车“蓝驱技术系列”能够显著降低燃油消耗和二氧化碳排放,已经逐步应用于大众汽车的量产车型,并形成系列“蓝色”车型,包括:BlueMotion、BlueTDI,和TSI EcoFuel。
新车聚焦
宝马 Vision Efficient Dynamics
● 宝马 Vision Efficient Dynamics概念车是一款以今日科技预演明日驾驶乐趣的汽车,该车采用插电技术的最新一代BMW Active HYbird全混合动力技术,由一台1.5L三缸共轨涡轮柴油发动机驱动,前后桥均配备电动发动机,并搭配六挡DCT变速箱,零到百公里加速时间仅4.8秒,最高车速可达250km/h,同时还配载最新的刹车能量回收系统,可在行驶期间为98个高效锂聚合物电池充电,百公里油耗仅3.76升,二氧化碳排放量为每公里99克。
奔驰F800
● 全新奔驰F800概念车是一款新能源汽车。该车采用无B柱设计,后门为侧滑门,方便后排进出。F800采用Hybird油电混合与燃料电池两种动力装备。其中Hybird油电混合动力系统由3.5升V6缸内直喷发动机和81千瓦的电动发动机组合而成,其锂电池模组被安装在位于后排座椅下方的后轮轴附近。F800s零到百公里加速时间仅为4.2秒,油耗仅为2.4升,二氧化碳排放量为68克/公里。在纯电动模式下,F800可连续行驶30.4公里,最高时速为120公里/小时。
凯迪拉克Converj
● 凯迪拉克混合动力概念跑车Converj采用插电式混合动力系统,核心包括一个功率为16kw时的T形电池、一个电力驱动组、以及一个4缸汽油发电机。其电池组由220多个锂离子电池组成,这些电池组可以连接普通家用电源插座充电,在使用240伏电压充电时,只需不到3个小时即可充满电量,满电状态下锂离子电池续航里程为64公里,超过这个公里数它的电量就会降到30%,此时搭载的1.4升汽油发动机会开始工作,产生能量来保证电动机的工作,此时凯迪拉克Converj的百公里油耗约为2.4L。
英菲尼迪Essence
● 英菲尼迪Essence概念车的油电混合动力系统总功率可以达到600匹马力,但每百公里油耗预计仅为8升,同时每百公里的二氧化碳排放也只有190克。在市区的拥堵路段或者低速下,电机可以单独工作,此时Essence无任何尾气排放。Essence采用英菲尼迪最新的“3D Motor”新型电机系统,该电机可分别进行动力输出与能量回收,保持电池组随时充电。在汽油机方面,它配备了V6 3.7升双涡轮增压发动机,采用缸内直喷技术,可输出440匹的强大马力,电机和直喷汽油机则能够共同输出600匹马力。
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