PHEV结构示意图
在各种路况下,汽车驱动的动力需求也会有所不一样,所以发动机和电动机的功率分配也会有不同,电动机所需要的功率相比发动机是要少许多的,要保证各种工况下的燃油经济性和能量高效性,具体的工作模式由以下几种:文献综述
1) 当车辆起步时,轻载情况下,是由蓄电池组通过电动机给汽车提供动力,当汽车行驶速度到了一个设定好的区间之后,发动机介入动力系统,这时候电动机发动机共同对汽车进行动力驱动,这样的控制策略可以很好的提高发动机的性能,因为发动机不需要在汽车启动时做很多动,由电动机启动,减少了能量损失,减少排放。当然,启动时也可以启动发动机为汽车提供动力,但是这种启动方式达不到最佳动力经济性,所以我不鼓励同时对汽车动力驱动。
2) 空载或轻载时,在这种情况下,汽车驱动所需求的功率少于发动机的动率,也就是说发动机动率是有多余的,基于能量合理利用原则,在驱动结构中有一个叫做逆变器的装置,它的功能就是当在发动机功率过剩的时候,在逆变器的作用下,把过剩的动率向汽车电池组续电。当你发现电池电量不足的时候,在停车休息的时候,也可以让发动机工作通过逆变器像电池组蓄电,来保证电量充足。
3) 在正常行驶中,发动机可以单独为车辆提供能量,这是的电动机可以完全不工作,脱离动力驱动系统,这样的做法能够最大的节省电能,很好的降低了驱车的成本。
4) 在汽车需要一个比较理想的加速行驶的时候,发动机和电动机共同作用,这样既可以保证一个充足的动能,同时也可以达到节能减排的目的。
5) 在汽车制动或减速过程中,电动机就不单单是有提供动力的装置了,此时它相当于发电机为电池组蓄电,在汽车刹车的时候,电动机可以让刹车的能量转变成电能,为电池组蓄电,将能量回收使用,到达能量多次利用,节能减排,降低成本的目的。
混合动力汽车在不同工作模式下的驱动原理如图2.2。
混合动力汽车在不同工作模式下的驱动原理
2.3 动力总成各部分功能介绍
1)发动机:发动机是并联式混合动力汽车的主要动力来源,在大部分工况下,发动机都是需要工作的,在正常行驶下,发动机功率过剩,过剩的功率可以转化成电能为蓄电池充电。当蓄电池电量不足的时候,也可以停车让发动机工作为电池组充电。
2)电动机:并联式混合动力汽车中电机起到的是辅佐的功能,在启动和加速的时候电机开始工作,为汽车提供动力,并能增大发动机的性能效率,在刹车或减速的时候,电动机相当于发电机将刹车的能量转化成电能为蓄电池蓄电。
3)蓄电池组:关键作用是用来储存混合动力汽车的电能,既可以放电为电动机提供电能,也可以充电,回收电能,达到降低成本的目的。蓄电池的质量很大程度上影响了混合动力汽车的整体质量,一块好的蓄电池组可以为发动机节省很多的能量。能把发动机的性能放置到一个非常高效的区间,相反的,一块质量很差的蓄电池组直接让混合动力汽车的续航能力大打折扣,所以蓄电池组在混合动力汽车部件里是至关重要的。
4)逆变器:逆变器作为一个桥梁连接了蓄电池组和电动机,蓄电池在逆变器的作用下向电动机输出电能,电动机也可以利用逆变器向蓄电池组充电。
5)动力耦合装置:在传统的汽车中,只有一个单独的动力源,而并联式混合动力汽车有两个动力源,动力耦合装置的作用就是把两种动力进行融合,让它们能够进行能源的结合与转化,在通过自身的控制策略把动力分内给各个动力需求装置,而且,在当发动机输出功率有剩余的时候,动力耦合装置还能将剩余动率返回给电动机,让电动机充当发电机的角色。