一、混合动力汽车的基本概念根据国际能源组织(IEA)的有关文献,能量与功率传送路线具有如下特点的汽车称为混合动力汽车:传送到车轮推进车辆运动的能量,至少来自两种不同的能量转换装置,例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、液压马达、燃料电池等。2.这些能量转换装置至少要从两种不同的能量储存装置(例如燃油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等)吸取能量。3.从储能装置流向车轮的这些通道,至少有一条是可逆的。如果可逆的储能装置供应的是电能时,则称作混合动力电动车。对于混合动力汽车而言,一般在一辆汽车上同时配备电力驱动系统(TractionMotor)和辅助动力单元(AuxiliaryPowerUnit,APU),其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组。混合动力汽车可分为两大类,即液压蓄能式混合动力汽车(HydraulicHybridVehicle)和混合动力电动汽车(HybridElectricVehicle)。二、液压蓄能式混合动力汽车(HHV)HHV最初由VolvoFlygmotor在20世纪80年代开发,其主要应用于巴士、货车等重型车辆。HHV使用的动力是液力马达及传统的燃油(气)车的发动机。液力系统主要由液压泵(马达)、液力储存器和液体罐等组成。HHV的特点是可使用液压泵(马达),可单独或同时和传统内燃机动力一起驱动汽车行驶。该类汽车带有液压式能量回收系统,可回收汽车制动、减速时的能量。在汽车制动、减速时,用液压泵将汽车的动能转换为液压能,储存在装有氮气的储能器中,在汽车前进或加速时,使储存在储能器中的液压能通过液压马达释放出来,辅助发动机运转或单独驱动汽车行驶。三、混合动力电动汽车(HEV)国标GB/T-《电动汽车术语》对于混合动力电动汽车是这样定义的:至少能从下述两类车载储存的能量中获得汽车动力的汽车:可消耗的燃料;可再充电能/能量储存装置。HEV的特点是燃油(气)发动机动力与电动机动力两种动力的组合。通常把燃油(气)发动机与电动机两种动力组合而成的混合动力电动汽车简称为油(气)电混合动力电动汽车,把汽(柴)油发动机与电动机两种动力组合而成的混合动力电动汽车简称汽(柴)油电力混合动力电动汽车等。HEV的突出优点是:发动机可工作在经济工况区,排放低,燃油消耗少;发动机不在全负荷和加速工况工作,噪声小;可以回收制动时的能量和利用已有的燃油设施等。当然,混合动力汽车推广中也存在一些问题,如与传统汽车相比,动力系统复杂,成本较高,还有动力系统的质量增加,占用空间增大,故障率高于传统汽车等。HEV与传统汽车的区别主要是驱动系统。HEV通常至少由两种动力源组成,一种是由发动机提供的、与传统汽车类似的动力系统,从理论上讲,所有可以用于传统汽车的发动机(包括各种内燃机和外燃机)都可用于HEV;另一种是传统汽车上所没有的电驱动系统。电驱动系统通常由电能储存器(蓄电池、超级电容器、飞轮电池等)、电源变换器(逆变器、变压器等)和电动机(直流电动机、三相异步感应电动机、永磁电动机、开关磁阻电动机)等组成,为了能够利用发动机发电或回收汽车的制动能量,电驱动系统的电动机一般都可作为发电机使用,也有电动机和发电机分别设置的。HEV的组成可以说是上述两种驱动系统的组合,由于组合方式和选用的装置种类的不同,就形成了各具特色的HEV。四、混合动力电动汽车的类型按照动力系统结构形式划分(1)串联式混合动力电动汽车(SeriesHybridVehicle)车辆行驶系统的驱动力只来源于电机的混合动力电动汽车。典型的结构特点是发动机带动发电机发电,电能通过电机控制器输送给电机,由电机驱动车辆行驶。另外,动力蓄电池可以单独向电机提供电能驱动车辆行驶。(2)并联式混合动力电动汽车(ParallelHybridElectricVehicle)车辆行驶系统的驱动力由电机及发动机同时或单独供给的混合动力电动汽车。典型的结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电机作为动力源,也可以同时使用电机和发动机作为动力源驱动车辆行驶。(3)混联式混合动力电动汽车(CombinedHybridElectricVehicle)具备串联式和并联式两种混合动力系统结构的混合动力电动汽车。典型的结构特点是可以在串联混合模式下工作,也可以在并联混合模式下工作,同时兼顾了串联式和并联式混合动力电动汽车的特点。2.按照混合度划分(1)微混合型混合动力电动汽车(MicroHybridElectricVehicle)以发动机为主要动力源,电机作为辅助动力,具备制动能量回收功能的混合动力电动汽车。电机的峰值功率和总功率的比值小于10%。仅具有停车怠速停机功能的汽车也可称为微混合型混合动力电动汽车。(2)轻度混合型混合动力电动汽车(MildHybridElectricVehicle)以发动机为主要动力源,电机作为辅助动力,在车辆加速和爬坡时,电机可向车辆行驶系统提供辅助驱动力矩的混合动力电动汽车。一般情况下,电机的峰值功率和总功率的比值大于10%。(3)重度混合(强混合)型混合动力电动汽车(FullHybridElectricVehicle)以发动机和或电机为动力源,一般情况下,电机的峰值功率和总功率的比值大于30%,且电机可以独立驱动车辆正常行驶的混合动力电动汽车。3.按照外接充电能力划分(1)外接充电型混合动力电动汽车(Off-VehicleChargeableHybridElectricVehicle)一种被设计成在正常使用情况下可从非车载装置中获取电能量的混合动力电动汽车。仅当制造厂在其提供的使用说明书中或者以其他明确的方式推荐或要求进行车外充电时,混合动力电动汽车方可认为是“外接充电型”的。仅用作不定期的储能装置电量调节或维护目的而非用作常规的车外能最补充,即使有车外充电能力,也不认为是“外接充电型”的车辆。插电式(plug-in)混合动力电动汽车属于此类型。(2)非外接充电型混合动力电动汽车(NonOff-VehicleChargeableHybridElectricVe-hicle)一种被设计成在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力电动汽车。4.按照行驶模式的选择方式划分(1)有手动选择功能的混合动力电动汽车(HybridElectricVehiclewithSelectiveSwitch)具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。车辆可选择的行驶模式包括发动机模式、纯电动模式和混合动力模式三种。(2)无手动选择功能的混合动力电动汽车(HybridElectricVehiclewithoutSelectiveSwitch)不具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。车辆的行驶模式根据不同工况自动切换。5.其他划分形式(1)按照可再充电能量储存系统不同可以划分为(但不限于)以下类型:1)动力蓄电池混合动力电动汽车(TractionBatteryHybridElectricVehicle)。2)超级电容器混合动力电动汽车(SuperCapacitorHybridElectricVehicle)。3)机电飞轮混合动力电动汽车(ElectromechanicalFlywheelHybridElectricVehicle)。4)动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车(TractionBatteryandSuperCa-pacitorHybridElectricVehicle)。(2)混合动力电动汽车按照其技术特征、燃料类型、功能结构和车辆用途等因素还可有其他划分形式。
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