混合动力汽车:你需要知道的工作原理、结构和优缺点

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混合动力汽车主要有四种类型:并联式、串联式、插电式(PHEV)和轻度混合动力。每种类型都有各自的优缺点,适合不同的需求。

快速摘要:

混合动力汽车主要有四种类型。

并联混合动力车:在城市地区具有最佳的燃油经济性,换挡平稳,但高速时性能下降。

系列混合动力车:在稳定速度下效率高,但需要大电池,在乘用车上不太常见。

插电式混合动力汽车:短距离行驶使用电力可以降低燃料成本,但需要频繁充电并且初始成本较高。

轻度混合动力车:成本效益高,易于集成,但燃料改善可以忽略不计。

什么是混合动力汽车?

混合动力汽车凭借其燃油经济性和低排放的优势,已成为购车者的热门选择。丰田普锐斯虽然并非首款混合动力汽车,但它通过引入双电机并联混合动力系统,为商业成功奠定了基础。

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但是不同类型的混合动力汽车如何工作以及它们有何区别?

并联混合动力车

并联混合动力系统使用汽油发动机和电动机来驱动车轮,它们可以同时工作,也可以单独工作。丰田于1997年在日本的普锐斯车型上首次引入了该系统,在汽油发动机和前轮之间安装了两台电动机,并使用小容量电池组(0.8-1.4千瓦时)。

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该系统采用“动力分配”功能,将两个动力源结合起来,将扭矩单独传输至车轮。低速或轻载时,车辆可以纯电动行驶,而当需要更多动力时,汽油发动机则会启动。

再生制动系统可回收高达 30% 的能量,从而实现令人印象深刻的燃油经济性:丰田普锐斯或卡罗拉混合动力车的燃油经济性为 17-23 公里/升。

在车辆频繁启停的城市交通条件下,效率最高。行星齿轮箱取代了传统的变速箱,可以连续调节传动比,从而优化电能利用并降低油耗。

串联混合动力

与并联式混合动力车不同,串联式混合动力车的结构更简单。汽油发动机仅用于驱动发电机,为电池充电,而车轮则完全由电动机驱动。这种配置类似于柴油电力机车,在稳定速度下运行效率最高。

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然而,由于在道路上行驶时电力需求变化较大,串联式混合动力汽车需要更大的电池组。在美国,宝马 i3 REx、菲斯克 Karma 或即将推出的 Ram 1500 Ramcharger 等一些车型采用了这种系统,但数量并不多。

插电式混合动力汽车(PHEV)

插电式混合动力汽车 (PHEV) 是并联式混合动力汽车的升级版,配备更大的电池,可通过电网充电,使车辆能够纯电力行驶一定距离(根据美国环保署 2024 年发布的标准,续航里程为 11 至 82 公里)。雪佛兰 Volt(2011-2018 年)是这一领域的先驱,让许多用户能够仅靠电力实现日常出行。

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丰田普锐斯 Prime、RAV4 Prime 以及现代、起亚和 Jeep 4xe 等插电式混合动力车型均搭载并联混合动力系统。然而,由于缺乏定期充电,这些车型的运行方式与普通混合动力车型相同,但重量更大,价格也更高。

轻度混合动力车

轻度混合动力汽车使用的电动机功率不足以单独驱动车辆,通常位于发动机和变速器之间或集成在启动系统中。

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该系统使用小型电池储存再生制动或发动机过剩动力产生的能量,有助于加速并节省燃料,但效率低于全混合动力系统。

轻度混合动力系统通常以 48V 运行,性能优于传统的 12V 系统,但成本低于全混合动力系统(280-400V)。

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