淺談新型汽車

汽車產業已經成為當今世界社會與經濟發展的支柱產業。汽車產業的發展在很大程度上得益于汽車技術的進步。

汽車在給人們帶來方便的同時，也對人類社會產生了一些影響。這些影響使得人們更加的注重節能環保，因此出現了新型汽車。

20世紀90年代以來，世界各國對改善環保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是由于電池技術的問題阻礙了電動汽車的應用。這迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發了一種混合動力裝置的汽車。

所謂混合動力裝置就是將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅動力。形象一點說，就是將傳統發動機盡量做小，讓一部分動力由電池電動機系統承擔。這種混合動力裝置既發揮了發動機持續工作時間長，動力性好的優點，又可以發揮電動機無污染，低噪聲的好處，二者“并肩戰斗”取長補短，汽車的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上。

混合動力源電動車按照能量合成的的形式主要分為串聯式（SHEV）和并聯式（PHEV）兩種。串聯式動力由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯的方式組成SHEV的動力單元系統。負荷小時由電池驅動電動機帶動車輪轉動，負荷大時則由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當電動車處如啟動、加速、爬坡的工況時，發動機-電動機組和電池組共同向電動機提供電能;當電動車處低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，由發動機-發電機組向電池組充電。這種串聯式電動車不管在什么工況下，最終都要由電動機來驅動車輪。例如福特“新能級-2010”SHEV，其電池采用燃料電池，在城市市區行駛時全部由燃料電池驅動電動機，電動機通過減速器（變速器）和驅動橋驅動車輪，達到了“零排放”要求。當高速及爬坡時，則由發動機-電動機組和燃料電池組共同向電動機供電，驅動車輪。并聯式裝置的發動機和電動機以機械能疊加的方式驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動-發電機組。由于沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，因此該裝置更接近傳統的汽車驅動系統，得到比較廣泛的應用。例如大眾汽車公司的高爾夫PHEV，發動機通過離合器1帶動電動-發電機，輸出扭力再通過另一邊離合器2驅動車輛行駛。靜止啟動時，電池向電動-發電機供電，此時電動-發電機就是發動機的起動機。發動機啟動后，發動機一方面作為車輛單獨的動力源驅動車輪，另一方面又帶動電動-發電機發電向電池充電，此時與傳統汽車一樣。在市區行駛時，發動機關閉，離合器1脫開，離合器2接合，電池做為唯一能源向電動機供電，由電動機取代發動機驅動車輪。當電動車需要高速或高負荷時，發動機啟動離合器1閉合，發動機與電動-發電機系統組成復合驅動形式，以最大功率驅動車輛。

混合動力汽車的關鍵是混合動力系統，它的性能直接關系到混合動力汽車整車性能?；旌蟿恿偝梢詣恿鬏斅肪€分類，可分為串聯式、并聯式和混聯式等三種。串聯式動力：串聯式動力由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯方式組成 SHEV動力單元系統，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。小負荷時由電池驅動電動機驅動車輪，大負荷時由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當車輛處于啟動、加速、爬坡工況時，發動機、電動機組和電池組共同向電動機提供電能;當電動車處于低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，當電池組缺電時則由發動機-發電機組向電池組充電。串聯式結構適用于城市內頻繁起步和低速運行工況，可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉，通過調整電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工況，從而提高了發動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經轉換，機械效率較低。并聯式動力：并聯式裝置的發動機和電動機共同驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。當汽車加速爬坡時，電動機和發動機能夠同時向傳動機構提供動力，一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發動機維持該速度。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動-發電機組。由于沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，這種裝置更接近傳統的汽車驅動系統，機械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應用。混聯式動力：混聯式裝置包含了串聯式和并聯式的特點。動力系統包括發動機、發電機和電動機，根據助力裝置不同，它又分為發動機為主和電機為主兩種。以發動機為主的形式中，發動機作為主動力源，電機為輔助動力源;以電機為主的形式中，發動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結構的優點是控制方便，缺點是結構比較復雜。豐田的Prius屬于以電機為主的形式。

混合動力汽車在發達國家已經日益成熟，有些已經進入實用階段。由于構造復雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車只是一種過渡產品。