汽車(chē)動(dòng)力技術(shù)手冊:三種主流混合動(dòng)力技術(shù)淺析

汽車(chē)給我們帶來(lái)了舒適便捷，但同時(shí)也對環(huán)境造成了明顯傷害。如何能夠解決汽車(chē)存在所帶來(lái)的矛盾呢？廠(chǎng)家想到了開(kāi)發(fā)新能源車(chē)型，而以電能作為能源驅動(dòng)車(chē)輛成為了發(fā)展趨勢。不過(guò)，純電動(dòng)車(chē)的商業(yè)化之路還很遙遠，高昂的成本和不夠穩定的電池組成了阻礙電動(dòng)車(chē)發(fā)展的兩大瓶頸。為了不讓新能源技術(shù)的研發(fā)停滯，采用汽油發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)機共同驅動(dòng)車(chē)輛的混合動(dòng)力系統成為了廠(chǎng)商競相關(guān)注的新課題。

　　我們通常所指的混合動(dòng)力車(chē)型就是采用汽油發(fā)動(dòng)機加電動(dòng)馬達作為動(dòng)力來(lái)源的車(chē)型，比較常見(jiàn)的就是豐田普銳斯?；旌蟿?dòng)力車(chē)型使用的汽油發(fā)動(dòng)機與普通車(chē)型沒(méi)有任何區別，不過(guò)其安裝的一到兩個(gè)電動(dòng)馬達卻具有高扭矩輸出的特點(diǎn)。位于車(chē)輛底部或后部的電池組向電動(dòng)馬達輸送能力，帶動(dòng)其驅動(dòng)車(chē)輛行進(jìn)；當電池電量不足時(shí)，電動(dòng)馬達又能以發(fā)電機的模式工作，為電池組充電。以下我們將為您介紹三種主流的混合動(dòng)力系統。

　　IMA

　　IMA - integrated motor assist系統是由本田汽車(chē)公司研發(fā)，工程人員將電動(dòng)馬達和發(fā)電機與汽油發(fā)動(dòng)機鏈接在一起，并且置于變速箱前部。電動(dòng)馬達起到輔助發(fā)電機驅動(dòng)車(chē)輛的作用。這樣可以使得車(chē)輛搭載體積更小，排量更低的發(fā)發(fā)動(dòng)機時(shí)也能獲得足夠的驅動(dòng)力。以思域混合動(dòng)力車(chē)型為例，普通車(chē)型最小排量為1.8升，混合動(dòng)力車(chē)型排量則僅為1.3升。由于與發(fā)動(dòng)機進(jìn)行直接連接，因此電動(dòng)馬達無(wú)法在發(fā)動(dòng)機關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)行工作。

　第一代IMA混合動(dòng)力系統的電動(dòng)馬達功率太低，所以車(chē)輛無(wú)法依靠純電力模式行駛。目前，性能提升后的電動(dòng)馬達可在車(chē)輛關(guān)閉發(fā)動(dòng)機，且處于巡航狀態(tài)下獨立驅動(dòng)車(chē)輛以保持車(chē)速。當車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，與發(fā)動(dòng)機連接的發(fā)電機就會(huì )將車(chē)輛減速時(shí)的動(dòng)能進(jìn)行回收并用于發(fā)電。同時(shí)，發(fā)電機還承擔著(zhù)發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)電機的作用。當等紅燈時(shí)，發(fā)動(dòng)機會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，此時(shí)再次啟動(dòng)就需要發(fā)電機的輔助。當然，為保證車(chē)輛的可靠性，還有一套常規的啟動(dòng)電機作為備份。IMA系統是目前原理最簡(jiǎn)單，同時(shí)維修保養成本最低的混合動(dòng)力解決方案。

　　Hybrid Synergy Drive

　　豐田汽車(chē)推出了Hybrid Synergy Drive（HSD），這套系統也是由一臺電動(dòng)馬達和一臺發(fā)動(dòng)機組成，不過(guò)在安放位置上與本田的IMA系統存在區別。其中的一臺電動(dòng)馬達與發(fā)動(dòng)機直接相連，另外一臺則沒(méi)有直接連接發(fā)動(dòng)機。豐田這套系統最為關(guān)鍵的設計就是復合式行星齒輪變速箱。發(fā)動(dòng)機和與其相連的電動(dòng)馬達組合在一起形成一套驅動(dòng)單元，另外一臺電動(dòng)馬達形成第二個(gè)驅動(dòng)單元。這兩套單元可由車(chē)載電腦靈活調配，通過(guò)變速箱對驅動(dòng)輪傳遞動(dòng)力。

　　加速時(shí)，第一套動(dòng)力單元通過(guò)變速箱向車(chē)輪傳遞動(dòng)力；在純電力模式下，第二套動(dòng)力單元取代發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)馬達，單獨為車(chē)輪提供動(dòng)力，此時(shí)發(fā)動(dòng)機和與其相連的電動(dòng)馬達均處于關(guān)閉狀態(tài)。車(chē)輛減速時(shí)，HSD混合動(dòng)力系統的電動(dòng)馬達也會(huì )與IMA系統一樣，轉變?yōu)橄螂姵亟M充電的發(fā)電機。兩套系統的不同點(diǎn)在電池組滿(mǎn)電情況下才會(huì )體現出來(lái)。當電池組充滿(mǎn)電后，發(fā)動(dòng)機所產(chǎn)生的電能將會(huì )輸往與發(fā)動(dòng)機相連的電動(dòng)馬達，馬達通過(guò)對發(fā)動(dòng)機轉速的干預來(lái)達到輔助車(chē)輛減速的目的。所以，當你駕駛一輛豐田品牌的混合動(dòng)力車(chē)時(shí)，并不需要對剎車(chē)踏板過(guò)分敏感，電動(dòng)馬達提供的減速度已經(jīng)基本夠用。只有在停車(chē)或遇上緊急情況時(shí)車(chē)輛原本的剎車(chē)系統才能派上用場(chǎng)。這套系統的誕生為由車(chē)載電腦控制的線(xiàn)控剎車(chē)及油門(mén)系統提供了前提條件。