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插电式混合动力新能源汽车技术特征研究

时间:2017-02-20 来源:汽车实用技术 作者:张志强,张晓莉,熊禹, 本文字数:3228字
  摘要

        概述
  
  为改善和缓解能源问题和环境保护问题,全球范围内都在大力发展新能源汽车。并且很多国家都开展了新能源汽车的示范运营和推广实施。如我国分别在“十二五”和“十三五”规划中都将新能源汽车作为重点发展项目。
  
  一般认为新能源汽车包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等[1].插电式混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点。在纯电动汽车和燃料电池汽车技术尚未成熟和充电等基础设施未普及之前,插电式混合动力汽车具备较好的节能减排优势,因此最早在日美等国开展了大量的研究和推广[2,3].虽然我国相关插电式混合动力汽车产品起步较晚,但总体重视力度也是非常大的。为此本文对插电式混合动力汽车技术及相关特点进行总结和分析,以期对研究其技术路线特点和推动发展有一定的帮助作用。
  
  1、插电式混合动力汽车分类
  
  按照电机驱动功率占整车功率的比例(亦可称为混合度),一般可将混合动力汽车分成以下四种类型:(1)微度混合动力,混合度在5%以内;(2)轻度混合动力,一般混合度在20%左右;(3)中度混合动力,混合度可达30%~40%;(4)重度混合动力,混合度达40%以上[4].
  
  上述四种混合动力汽车类型,随着混合度的增强,所需电机功率和电池包电能亦增大,节能减排的效果越好。
  
  按照驱动系统结构的不同可以将混合动力分成以下三种类型:
  
  1.1  串联式插电式混合动力
  
  串联式插电式混合动力,亦称为增程式。其技术特点如下图1所示,发动机不直接驱动汽车,需要先由发动机驱动发电机来发电,再供电动机来驱动汽车,能量传递链较长,总体效率不高。目前代表车型有宝马i3增程式和广汽传祺增程式。
  
  串联式 PHEV 示意图
  
  1.2  并联式插电式混合动力
  
  并联式插电式混合动力示意如图2所示,该类型下发动机和电机均可驱动汽车,动力传动模式较多,动力性较好,结构简单,应用广泛。目前代表车型有比亚迪秦/唐、长安逸动PHEV、奇瑞艾瑞泽PHEV、宝马530Le、奔驰S500e L、奥迪Q7e-tron、索纳塔PHEV等等。
  
  并联式 PHEV 示意图
  
  1.3  混联式插电式混合动力
  
  混联式插电式混合动力,又可称为动力分流式。如图3所示,一般需要2台电机(一台发电机和一台电动机),同时需要一套用于动力分流的行星齿轮装置。该类型的结构和控制最为复杂[5,6].目前只有非常少数的制造商具备生产和制造该类型产品能力,且存在一定的专利壁垒。代表车型有丰田普锐斯和三菱欧蓝德等等。
  
  混联式 PHEV 示意图
  
  2、主流插电式混合动力技术路线分析和产品特性分析
  
  2.1  主流插电式混合动力技术路线分析
  
  对目前国内外插电式混合动力车型进行技术参数汇总,如下表1所示。
  
  按照串联、并联、混联式等三种混合动力方式进行车型数量汇总分析如下图 4 所示。采用并联式的最多,共有 12款车型。而采用混联式和串联式的车型较少,分别为 6 款和3 款。可知目前并联式是较为主流的技术路线,较多车企选择该技术路线来开发插电式混合动力汽车。
  
  混合动力方式数量汇总对比
  
  2.2  插电式混合动力车型产品特性分析
  
  对插电式混合动力车型而言,比较关键的产品特性有:纯电续航里程、综合百公里油耗和动力性等等。
  
  不同混合动力方式的纯电续航里程对比
  
张志强,张晓莉,熊禹,韦杰宏,伍健. 插电式混合动力汽车技术特点综述[J]. 汽车实用技术,2016,06:120-122+139.
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