混合动力系统的结构型式

混合动力系统的结构型式 目前世界各国研究开发的混合动力电动汽车有不同的结构型式,根据其驱动系统的配置和组合方式不同可分为3种：串联式（SeriesHybrid）、并联式（Parallel Hybrid）、混联式（Series-parallel Hybrid） 1串联混合动力驱动系统 图1　串联驱动方式 串联式混合动力驱动系统由发动机、电池组、发电机、电动机、控制装置和汽车传动系等组成。发动机带动发电机发出的电能可直接输送到电动机;也可在当蓄电池的荷电状态降到一定范围时对蓄电池充电。电动机从发电机或电池组获得能量,从而产生驱动力矩驱动汽车和提供其它设备所需功率。串联式驱动系统的示意图如图1所示。串联式结构可使发动机不受汽车行驶工况的影响,始终在其最佳的工作区稳定运行,并可选用功率较小的发动机,因此,可使汽车的油耗和排污降低。串联式混合动力电动汽车特别适用于在市内低速运行的工况。在繁华的市区,汽车在起步和低速时还可以关闭原动机,只利用电池进行功率输出,使汽车达到零排放的要求。但是这种结构的汽车对电池组具有更高的限制,尤其需要大的电池容量。 2并联式混合动力驱动系统 并联式混合动力驱动系统主要由发动机、电机—发电机两大动力总成组成,其功率可以互相叠加。当电动机只是作为辅助驱动系统时,功率可以比较小。与串联式结构相比,发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,其能量的利用率相对较高,这使得并联式燃油经济性比串联式的高。并联式驱动系统最适合于汽车在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。由于并联式驱动系统的发动机工况要受汽车行驶工况的影响,因此不适于汽车行驶工况变化较多、较大;相比于串联结构式,需要变速装置和动力复合装置,传动机构较为复杂。并联式驱动系统的示意图如图2所示。 图2 并联驱动方式 3混联式混合动力驱动系统 混联式混合动力驱动系统是串联式与并联式的综合,其结构示意图如图3所示。其驱动系统是最后发动机与电动机以机械能叠加的方式驱动汽车,但驱动电动机的发电机串联于发动机。目前的混联式结构一般以行星齿轮作为动力复合装置的基本构架。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥,另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电动机或电池,电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。混联式驱动系统的控制策略是:在汽车低速行驶时,驱动系统主要以串联方式工作;当汽车高速稳定行驶时,则以并联工作方式为主。混联式HEV充分发挥了串联式和并联式的优点,以达到热效率更高、排气污染最低的效果。与并联式相比,混联式的动力复合形式更复杂,因此对动力复合装置的要求更高. 图3 混联驱动方式 混合动力汽车结构比较