混合动力汽车原理与维修特点

松达到发动机的4倍以上.4.耗油少--因为小排量发动机本身耗油就少,其经常工作于中速区,又储存了多余能量加以利用,使其耗油少.5,由于利用的都是成熟技术,因此容易实现,几乎适用于所有如汽车.火车.船舶.飞机用发动机,特别是应用于频繁停止.起步的城市公交车及其他市内车辆,可以大量减少市区废气污染.

实现本技术的几个要点:1.发动机要做成L3.L5.L6.V6型,这样不论曲轴

在任何角度,总会有一个或二个汽缸处于动力行程,可以做气动机启动.2.汽车的加速时间一般在10秒左右,气瓶的容积应为排气量*10秒内的转速*压缩比,比如1L发动机,一般转速在4000/分钟,10秒的转速在666转,压缩比1:10,气瓶容积应该是1*666*1/10=66L.3.发动机可以只用1-2个汽缸做压气机--二行程转换.4.压缩空气也可以用于转向助力.

2.3混合动力汽车的电动机

2.3.1 混合动力汽车电动机系统特点

① 混合动力汽车上所使用的电动机往往要求频率启动,频率加减速

以及工作模式的频繁切换,这对电动机的响应性提出了更高的要求。

② 由于汽车内部空间紧张,往往要求电动机系统体积小,重量轻,

以及具有较高的功率密度和工作效率等性能要求。

③ 相对于传统电动机相比,混合动力汽车所使用的电动机系统的工

作环境更加恶劣,干扰更大,从而要求它具有更高的可靠性,抗震性和抗干扰性。

④ 传统电动机一般工作在额定工作点附近,而混合动力汽车电动机

的工作范围相对较宽,却由于混合动力电动机工作模式的特殊性,额定功率这个参数对于混合动力电动机而言,没有特大意义。 ⑤ 在供电方面,传统电动机由常规标准电源供电,而混合动力电动

机所使用的电源来自于蓄电池,却有功率转换器直接供给,一般倾向于使用较高电压。

2.3.2混合动力汽车驱动电动机种类

混合动力汽车的驱动电动机的主要参数为:电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、质量参数、可靠性和成本等。图15为现代混合动力汽车所采用的各种电动机。

电动机机

有转换器

无转换器 特种电动机

直流电动机 交流电动机

正弦波电动机

同步磁阻电动机

方波电动机

图 15

2.4混合动力汽车的蓄电池

蓄电池是混合动力电动汽车发展的关键技术,也是提高整车性能和降低成本的重要发展方向。自上世纪90年代以来,蓄电池的比能量、比功率、循环寿命等方面的问题就一直成为电动汽车发展的主要障碍;对于混合动力电动汽车来说,由于电动比例较高,因此同样面临着蓄电池技术改进的问题:第一,比能量相对不足,因而成本较高,比能量值越高,汽车经济性越好;第二,蓄电池的寿命相对较短,蓄电池寿命一般为充放电1000次左右,比整车寿命低得多,若在汽车十几年的生命周期频繁更换蓄电池的话,混合动力汽车的运营成本将大大提高。另外,蓄电池的应用还涉及到充电时间较长、电池荷电状态(SOC)判别等问题这些都不同程度影响整车性能。目前,在混合动力电动汽车上使用的蓄电池主要是铅酸电池、镍氢电池(MH-Ni)和锂离子电池,如克莱斯勒ESX2采用铅酸电池,丰田Prius和本田Insight用镍氢电池日产Tino用锂离子电池。 2.5丰田Prius混合动力原理解析

丰田的Prius属于以电机为主的形式。它的混合动力总成包括两个动力源,发动机与电动机。还有包含了发电机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。丰田Pruis混合动力系统有一个特点,就是采用行星齿轮变速结构,变速器内置动力分离装置,行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起,同时行星齿轮又起到无级变速器的功能,结构十分紧凑,形成一个集成化混合动力总成系统如图13所示。

图16 Prius混合动力总成系统

图17 低速行驶动力源

启动以及中速以下行驶,此时发动机效率低下,因此Prius的发动机关闭,仅由大功率电动机驱动车辆,如图17中箭头A所示。在常规行驶时,发动机做主动力源,由动力分离装置将动力分成两路,一路驱动发电机进行发电,产生的电力驱动电动机运转,如图18中箭头B所示,另一路则直接驱动车轮,如图18中箭头C所示。系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配,以达到效率的最大化。

图18 正常行驶动力源

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