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混合动力是怎么混的?想涨知识的进来

| @玩车教授
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摘要

X品牌推出了全新车型XXX!采用XX混合动力技术,百公里油耗仅需X升!高效环保!巴拉巴拉巴拉。。。类似这样的广告大家早就看腻了吧?很多时候,我们从这些广告里能提取到唯一的关键词,就是这是台混合动力的车,没了~确实啊,现在混合动力车的广告满大街都是,我们早就审美疲劳了。但是,好像从来没有人给我们好好解释一下,什么叫混合动力系统?这种东西是怎么工作的?

X品牌推出了全新车型XXX!采用XX混合动力技术,百公里油耗仅需X升!高效环保!巴拉巴拉巴拉。。。类似这样的广告大家早就看腻了吧?很多时候,我们从这些广告里能提取到唯一的关键词,就是这是台混合动力的车,没了~确实啊,现在混合动力车的广告满大街都是,我们早就审美疲劳了。但是,好像从来没有人给我们好好解释一下,什么叫混合动力系统?这种东西是怎么工作的?

混动

混合动力系统是什么?

说白了,混合动力系统就是把一个或几个电动机+电池,整合进传统汽车动力系统,让车子能达到少耗油(或者对于一些超跑来说,增大动力响应)的目的。传统汽车的动力系统不外乎发动机,变速箱和各种传动装置。而混动系统,就是把电机安放在这套动力系统的其中一个位置,再接上电池供电,这就完了。说起来简单,实际上却非常复杂。那么看到这里你又要问了:哎,你说把电机放在动力系统的其中一个位置,到底是哪里?

混合动力系统的原理

混动

这就引出下面的问题:电机到底放在哪里?一般来说,市售的家用轿车,混动系统的电机一般有两种安放位置,最为常见的是安放在发动机和变速箱之间。怎么处理呢?这种方案需要混动系统采用一种叫薄型电机的东西。

这种电机和一般圆柱形的电机完全不同,它的转子通过一个电磁离合器直接与发动机曲轴连接,而定子直接制造在发动机飞轮壳上。你可能要问了,那车子的离合器放哪?没有离合器,采用这种形式的混动系统,变速箱即使是手动,你在车里也看不见离合器踏板。因为电机实际上已经取代了离合器的作用。

当发动机启动时,电机可以作为发电机,为电池充电,而当发动机停止时,电机可以独立驱动变速箱,从而推动车子前进,也就是说,这种形式的混动系统,发动机可以完全停止,直接全电力推动。这也是目前大多数混动系统的主要形式。但这种系统技术难度较大,成本也比较高。

还有一种形式,是电机安放在变速箱之后,这种形式的混动系统非常罕见,它其实和传统动力的差不了太多,发动机还是要通过离合器向变速箱输出动力,只不过,变速箱输出的动力被电机再次放大了而已。

因此,这类混动系统多数用于一些极小型的微型车当中,这类车一般动力很差,电机的出现只是作为增强车子在低速加速时的性能而设计。这种设计技术难度不高,成本低(只需要用普通的电机就可以了),但对付一些稍大型的车,它的作用就极其有限,这种系统,目前在我国能见度非常低。

电机,不止一个

当然,除了电机位于动力系统之内的设计,一些有相当技术储备的厂家还会额外安放多个电机,形成多电机混动系统。我们熟悉的比亚迪/保时捷918/本田新NSX等,都属于这种多电机系统。当然了,多电机的系统管理难度会倍增,这很考验厂家的技术积累,而值得我们自豪的是,我们国产的比亚迪,在多电机系统上已经有相当的技术储备,在众多国际厂家都还在摸索的时候,这可以说是我们在汽车技术上的一个不小成绩。

混动系统的最高水平--ERS

接下来说的事情跟民用车无关,但可以让我们看到混动系统的最高水平究竟能到什么程度。2014年,F1(一级方程式赛车)引入了一套名为ERS的系统。ERS,其实是F1在2009年引入的KERS(动能回收系统)的高度进化版。

ERS分为两大子系统,动能回收系统ERS-K和热能回收系统ERS-H。这都是什么呢?ERS-K,跟上面提到的民用车混动系统类似,通过回收刹车时的能量为电池充电,再在加速时辅助发动机增大输出。

而ERS-H,相对来说技术难度就大了,ERS-H名为热能回收,本质上是一个串联在涡轮增压器上的超高转速电机。在发动机推动涡轮工作时,这个电机便会以与涡轮相同的,12万5000转的转速转动,向电池供电,而当赛车处于低转速准备出弯时,这个电机又会在极短时间加速到极高转速,让涡轮转起来,完全消除了涡轮迟滞现象。

这样一来,赛车在降低油耗,增加输出的同时,还让涡轮增压发动机获得了和自然吸气发动机一模一样的动力输出。可算是完美的解决方案。

但当然了,完美的代价是非常巨大的。即使是F1这种号称人类最高技术水平的汽车,在ERS引进的第一年,各大车队仍然面临着各种稳定性问题,即使如奔驰/法拉利等豪门倾尽全部技术力量,也无法保证这套系统工作的稳定,可想而知其技术难度有多大。


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自媒体牛人“玩车教授”供稿 微信号:gzwcjs

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