X品牌推出了全新車型XXX!采用XX混合動力技術(shù),百公里油耗僅需X升!高效環(huán)保!巴拉巴拉巴拉。。。類似這樣的廣告大家早就看膩了吧?很多時候,我們從這些廣告里能提取到唯一的關(guān)鍵詞,就是這是臺混合動力的車,沒了~確實啊,現(xiàn)在混合動力車的廣告滿大街都是,我們早就審美疲勞了。但是,好像從來沒有人給我們好好解釋一下,什么叫混合動力系統(tǒng)?這種東西是怎么工作的?
混合動力系統(tǒng)是什么?
說白了,混合動力系統(tǒng)就是把一個或幾個電動機(jī)+電池,整合進(jìn)傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng),讓車子能達(dá)到少耗油(或者對于一些超跑來說,增大動力響應(yīng))的目的。傳統(tǒng)汽車的動力系統(tǒng)不外乎發(fā)動機(jī),變速箱和各種傳動裝置。而混動系統(tǒng),就是把電機(jī)安放在這套動力系統(tǒng)的其中一個位置,再接上電池供電,這就完了。說起來簡單,實際上卻非常復(fù)雜。那么看到這里你又要問了:哎,你說把電機(jī)放在動力系統(tǒng)的其中一個位置,到底是哪里?
混合動力系統(tǒng)的原理
這就引出下面的問題:電機(jī)到底放在哪里?一般來說,市售的家用轎車,混動系統(tǒng)的電機(jī)一般有兩種安放位置,最為常見的是安放在發(fā)動機(jī)和變速箱之間。怎么處理呢?這種方案需要混動系統(tǒng)采用一種叫薄型電機(jī)的東西。
這種電機(jī)和一般圓柱形的電機(jī)完全不同,它的轉(zhuǎn)子通過一個電磁離合器直接與發(fā)動機(jī)曲軸連接,而定子直接制造在發(fā)動機(jī)飛輪殼上。你可能要問了,那車子的離合器放哪?沒有離合器,采用這種形式的混動系統(tǒng),變速箱即使是手動,你在車?yán)镆部床灰婋x合器踏板。因為電機(jī)實際上已經(jīng)取代了離合器的作用。
當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動時,電機(jī)可以作為發(fā)電機(jī),為電池充電,而當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時,電機(jī)可以獨立驅(qū)動變速箱,從而推動車子前進(jìn),也就是說,這種形式的混動系統(tǒng),發(fā)動機(jī)可以完全停止,直接全電力推動。這也是目前大多數(shù)混動系統(tǒng)的主要形式。但這種系統(tǒng)技術(shù)難度較大,成本也比較高。
還有一種形式,是電機(jī)安放在變速箱之后,這種形式的混動系統(tǒng)非常罕見,它其實和傳統(tǒng)動力的差不了太多,發(fā)動機(jī)還是要通過離合器向變速箱輸出動力,只不過,變速箱輸出的動力被電機(jī)再次放大了而已。
因此,這類混動系統(tǒng)多數(shù)用于一些極小型的微型車當(dāng)中,這類車一般動力很差,電機(jī)的出現(xiàn)只是作為增強(qiáng)車子在低速加速時的性能而設(shè)計。這種設(shè)計技術(shù)難度不高,成本低(只需要用普通的電機(jī)就可以了),但對付一些稍大型的車,它的作用就極其有限,這種系統(tǒng),目前在我國能見度非常低。
電機(jī),不止一個
當(dāng)然,除了電機(jī)位于動力系統(tǒng)之內(nèi)的設(shè)計,一些有相當(dāng)技術(shù)儲備的廠家還會額外安放多個電機(jī),形成多電機(jī)混動系統(tǒng)。我們熟悉的比亞迪唐/保時捷918/本田新NSX等,都屬于這種多電機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)然了,多電機(jī)的系統(tǒng)管理難度會倍增,這很考驗廠家的技術(shù)積累,而值得我們自豪的是,我們國產(chǎn)的比亞迪,在多電機(jī)系統(tǒng)上已經(jīng)有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)儲備,在眾多國際廠家都還在摸索的時候,這可以說是我們在汽車技術(shù)上的一個不小成績。
混動系統(tǒng)的最高水平--ERS
接下來說的事情跟民用車無關(guān),但可以讓我們看到混動系統(tǒng)的最高水平究竟能到什么程度。2014年,F(xiàn)1(一級方程式賽車)引入了一套名為ERS的系統(tǒng)。ERS,其實是F1在2009年引入的KERS(動能回收系統(tǒng))的高度進(jìn)化版。
ERS分為兩大子系統(tǒng),動能回收系統(tǒng)ERS-K和熱能回收系統(tǒng)ERS-H。這都是什么呢?ERS-K,跟上面提到的民用車混動系統(tǒng)類似,通過回收剎車時的能量為電池充電,再在加速時輔助發(fā)動機(jī)增大輸出。
而ERS-H,相對來說技術(shù)難度就大了,ERS-H名為熱能回收,本質(zhì)上是一個串聯(lián)在渦輪增壓器上的超高轉(zhuǎn)速電機(jī)。在發(fā)動機(jī)推動渦輪工作時,這個電機(jī)便會以與渦輪相同的,12萬5000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,向電池供電,而當(dāng)賽車處于低轉(zhuǎn)速準(zhǔn)備出彎時,這個電機(jī)又會在極短時間加速到極高轉(zhuǎn)速,讓渦輪轉(zhuǎn)起來,完全消除了渦輪遲滯現(xiàn)象。
這樣一來,賽車在降低油耗,增加輸出的同時,還讓渦輪增壓發(fā)動機(jī)獲得了和自然吸氣發(fā)動機(jī)一模一樣的動力輸出。可算是完美的解決方案。
但當(dāng)然了,完美的代價是非常巨大的。即使是F1這種號稱人類最高技術(shù)水平的汽車,在ERS引進(jìn)的第一年,各大車隊仍然面臨著各種穩(wěn)定性問題,即使如奔馳/法拉利等豪門傾盡全部技術(shù)力量,也無法保證這套系統(tǒng)工作的穩(wěn)定,可想而知其技術(shù)難度有多大。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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