混合动力汽车的优缺点
混合动力车辆是指配备有内燃机和电动机的车辆。根据内燃机和电动机连接方式的不同,混合动力汽车分为串联式、并联式和混联式。混合动力汽车不仅可以减少环境污染,还可以延长续驶里程。
串联混合动力汽车是最简单的。内燃机驱动发电机发电,产生的电力供给机动车辆。如果有剩余,给电池充电。当需要大功率输出时,发电机和电池同时向电动机供电。显然,串联式混合动力汽车的续驶里程与燃油汽车是一样的。
并联混合动力汽车采用两个独立的驱动系统:内燃机和电动机。内燃机可以单独驱动车辆,电动机可以单独驱动车辆,内燃机和电动机也可以共同驱动车辆。当内燃机的输出功率大于驱动车辆或再生制动所需的功率时,电动机工作在发电机状态,将多余的能量转化为电能,给电池充电。显然,并联混合动力汽车可以降低汽车尾气排放和油耗。
混联式混合动力汽车具有串联和并联的特点,但结构复杂,成本高。
作为混合动力汽车的一个例子,一种新型的并联混合动力汽车驱动系统使用两自由度行星齿轮机构作为减速器。当汽车满载加速时,内燃机和电动机同时工作,共同提供汽车所需的动力;汽车在同速或轻载行驶时,汽车所需的动力主要由电机提供,电机通过二自由度行星齿轮机构减速。此时内燃机只提供最小的扭矩和功率;汽车在郊区行驶时,只有内燃机工作,电机不工作,行星齿轮机构的齿圈被锁住。此时,行星齿轮机构只有一个自由度。
大众曾经在高尔夫球车上安装了柴油马达驱动系统。在相当于柴油机飞轮的位置安装一个6KW的紧凑型感应电机,在柴油机侧和变速器侧分别安装一个自动离合器。当柴油机侧的离合器处于分离状态时,汽车由电力驱动。当汽车由柴油机驱动时,柴油机侧的离合器接合。此时,感应电机的转子起着飞轮的作用,电机还用作起动机和交流发电机。
因为两种动力装置都是在其最佳工况下使用,所以这套混合动力驱动系统的燃油经济性非常好,综合排放水平非常低。与配备柴油发动机的高尔夫球车相比,柴油消耗量减少62%,有害排放物减少40% ~ 60%,夜间给电池充电需要12 ~ 16kwh。