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新能源物流车公司带您了解关于混合动力汽车知识

文章出处:宇轩车业 | 作者:宇轩车业 | 发表时间:2022-03-29

  混合动力汽车是通向未来的垫脚石:为了尽可能实现碳中和,汽车行业正越来越多地转向新能源方面的汽车如:新能源物流车、新能源商务车等。然而,纯电动汽车仍面临诸多挑战。混合动力技术结合了两种不同驱动系统的优点——电动机和传统的内燃机。

  气候变化,增加排放水平:根据政府间气候变化专门委员会的一项研究,交通占全球 CO 2排放总量的 24%。这就是为什么流动性必须实现碳中和——不是在遥远的将来,而是尽快。需要减少对汽油和柴油发动机的依赖,以便替代化石燃料。它们越来越多地被替换为电气化驱动系统.

  然而,在许多情况下,新能源物流车、纯电动车无法跟上传统车辆:它们的续驶里程更小,电池价格昂贵,这意味着更高的车辆价格,而且在许多地区,充电站是不够的。混合动力汽车提供了一种解决方案:它们结合了电力驱动系统和内燃机。这意味着这些车辆可以比纯电动汽车行驶得更远,并且它们消耗的汽油或柴油比仅使用内燃机的车辆要少。

  它们还可以满足对乘用车日益严格的限制,例如,欧盟规定的。从 2021 年起,欧盟车队范围内的新车平均排放目标将为每公里95 克 CO 2 。到 2030 年,这一目标将进一步降低 37.5%。许多其他国家也制定了严格的限制。

  混合动力汽车:关键事实概述

  什么是混合动力汽车?

  “混合”一词有希腊词根,意思是“来自两个起源”。因此,混合动力汽车从两种不同的来源获得能量,因此具有不止一个驱动系统:通常是电动机和内燃机——通常以汽油为燃料;柴油不太常见。混合动力驱动的目的是结合两种驱动系统的优点并平衡它们的缺点:

  目前,汽车的主要好处是汽油或柴油发动机与电力驱动系统相比是它的范围。这不是因为电机本身,而是因为能量存储单元:电池。随着电池变得越来越高效的,范围会增加。内燃机汽车的另一个??优点是它们的购买成本仍然低于电动车. 但不利的一面是,它们会消耗燃料、造成排放并且噪音很大。来自燃料的相当大比例的能量被浪费了。

  带有电动机的汽车不会产生局部废气或噪音,并且不使用化石燃料,只要电力来自可再生资源. 使用电动机,加速也更快,更有活力。但是,由于电池,电动车与内燃机汽车相比,续航里程更短。他们需要一个大的,因此更昂贵的电池。

  两种驱动系统的综合能够以可接受的额外购买成本、动态驾驶性能和长续航里程降低油耗和排放。电动机可以支持或替代内燃机——尤其是在内燃机效率低下的地方——并且在某些情况下可以提高性能。

  出于这个原因 - 并且由于各种政府推广计划 - 混合动力汽车的销售数字正在增加。根据数据服务提供商 Jato Dynamic 的数据,虽然2019 年整个欧盟注册了超过 100 万辆新的混合动力汽车,但到 2020 年,这一数字已经超过 140 万辆。这意味着与 2019 年相比增加了 47%。

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  混合动力汽车如何工作?

  混合动力汽车的动力一方面来自化石燃料,另一方面来自电能。因此,混合动力汽车至少有两个储能系统——一个油箱和一个电池——至少有两个能量转换器,电动机和IC(内燃)发动机。混合动力驱动系统的其他重要组件是决定何时在两个驱动系统之间切换的电子控制设备,以及将来自电池的直流电转换为交流电并控制电动机的逆变器。

  混合动力驱动器的各个组件

  与许多其他部件一样,以下部件在混合动力汽车中发挥着重要作用:

  电动机构成核心。它有两个功能:一方面,它在某些驾驶情况下以电动方式驱动车辆。作为发电机,它将制动产生的动能转化为电能,并通过逆变器将该能量反馈给电池。这被称为恢复。

  内燃机是传统的驱动系统,主要从汽油或偶尔从柴油中获取能量。当内燃机在最佳工作点以恒定速度工作时,它的效率尤其高。

  电控装置将电动机和内燃机连接起来,并根据当时最有效的方式自动切换到最佳驱动。电子功率流管理确保车辆高效运行。

  逆变器将电池与电动机连接起来。电力电子将电池的直流电压转换为高频交流电压,从而在电动机中形成用于发电的电磁场。

  电池为电动机供电。在混合动力汽车中,锂离子电池与电池管理系统一起工作。除轻度混合动力车(48V 电池)外,均使用高压电池。

  燃料箱储存化石能源,即汽油或柴油。车辆的范围取决于油箱的大小。

  混合动力汽车中的电池如何充电

  混合动力汽车通常会在汽车行驶时产生电能为电池充电。与纯电动驱动系统一样,混合动力汽车中的电动机也充当发电机。换句话说,在制动或滑行期间,当车辆在不使用动力的情况下行驶时,它会将动能转换回电能——这就是所谓的能量回收。如果车辆是串联混合动力车,则内燃机还充当发电机来产生能量。仅有的插电式混合动力车也可以从一个电力供应充电站。

  当不同的驱动系统在混合动力车辆中处于活动状态时

  大多数混合动力汽车会在两个驱动系统之间自动切换或允许它们一起运行。这取决于实际驾驶情况。例如,当车辆以恒定的高速行驶时,电子控制单元会切换到 IC 模式。这是内燃机特别有效地工作的时候。

  例如,这两种系统的组合在山坡上或超车时可能很实用。在这些情况下,短时间需要能量助推器,电动机补充内燃机的动力。

  在许多混合动力车辆中,电动机也可以自行移动车辆。在这种情况下,不消耗燃料。由于电动机具有高度效率即使在低速时,它也特别适用于启动和低速。

  具有并联混合动力配置的汽车的典型驾驶情况如下:当汽车启动时,只有电动机处于活动状态。随着汽车加速,内燃机启动。IC 发动机通常在高速公路上使用。如果驾驶员制动或让车辆滑行,则能量被捕获并存储在电池– 然后根据需要由电动机使用。

  有哪些类型的混合动力汽车?

  混合动力汽车中的两个驱动系统可以以不同的方式协同工作,驱动类型的权重也可以不同。

  新能源物流车中有微型混合动力、轻度混合动力和全混合动力

  混合动力车的电气化水平有所不同。根据德国汽车协会 ADAC 的说法,与 ICE 车辆相比,燃油节省可能达到 15% 到 25%,而插电式混合动力车甚至更多。

  微型混合动力

  微型混合动力使用自动启停系统来回收制动能量并将其存储在经典的 12V 启动电池中。然而,车辆完全由内燃机驱动,这解释了为什么微型混合动力在许多驱动分类中没有被列为混合动力概念。换句话说,微型混合动力车是具有 ICE 驱动系统和精心设计的驱动电子设备的汽车。节油水平低。

  轻度混合动力车

  与微型混合动力车相比,轻度杂种(轻度混合动力电动汽车,MHEV)在驱动系统中有一个电动机——但它从不单独工作,仅用于支持内燃机。例如,它会在加速过程中为发动机增压。除了通常的 12V 电池外,轻度混合动力车还配备 48V 电池。由于电压更高,轻度混合动力比微型混合动力可以回收更多的制动能量。自动启停系统也更有效,因为电机可以更频繁地停止并且更长时间。与传统内燃机相比,轻度混合动力汽车的燃料消耗量最多可减少 15%。

  全混合动力

  在全混合动力(Full Hybrid Electric Vehicle,FHEV)中,电动机和内燃机智能灵活地协同工作。纯电动驾驶也是可能的,但通常仅限于几英里的短途旅行。与轻度混合动力车相比,全混合动力车没有额外的 48V 电池,而是配备了数百伏的高压牵引电池。电动机的功率也高于轻度混合动力。德国联邦环境署表示,与纯 ICE 车辆相比,节省 20% 以上的燃料是可能的。

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  插电式混合动力

  插电式混合动力车(插电式混合动力电动汽车,PHEV)是全混合动力的进一步发展。它们与所有其他混合动力车的不同之处在于,除了能量回收之外,电池还可以充电充电站或壁式插座,这解释了“插入式”混合动力的名称。

  与全混合动力车一样,插电式混合动力车也有一个高压电池,尽管它更大、更高效。例如,根据型号的不同,纯电动模式下的续航里程可达 100 公里(约 62 英里)甚至更多。例如,这允许许多通勤者每天从家到工作并返回,而不会产生任何排放。插电式混合动力车的标准油耗比同类内燃机汽车低 35%。然而,这在实际路况下能否实现,很大程度上取决于驾驶员是否定期给电池充电,以及是否真正利用了节油潜力。还必须考虑季节性波动,因为冬季低温会降低电池的续航里程。

  并联与串联混合

  除了电气化水平之外,混合动力汽车之间的区别还取决于它们的构造方式。如今,最常见的是并联混合动力车,其中包括上述轻度混合动力、完全混合动力和插电式混合动力。还提供串联混合动力车,功率分流式混合动力车是这两种概念的结合。

  并联混合动力

  这些车辆类型有两个驱动系统——电动机和内燃机。两者都可以使车辆向前移动并与驱动桥相连。它们可根据需要进行部署:车辆可以纯电动、仅使用内燃机或两者结合使用。使用这种类型的驱动系统,电动机和内燃机的功率相加形成总功率。

  系列混合动力

  系列混合动力车有一个电动机和一个内燃机,但只有一个驱动系统。电源是串联的:通常,电动机使车辆前进,而内燃机为电池发电。电源没有机械连接。

  范围扩展器概念也属于这一类。简而言之,IC 发动机仅充当发电机,在电池电量耗尽时为电池充电,直到车辆到达下一个充电站。

  动力分离混合动力

  串联和并联混合动力驱动器也可以组合在一辆汽车中。对于众所周知的功率分配或串并联混合动力,驾驶员可以选择两个驱动器之一。

  混合动力汽车:优点和缺点

  混合动力汽车有哪些优势?

  与仅配备内燃机的车辆相比,混合动力驱动系统或纯电动汽车具有许多优势:

  根据驾驶情况和类型,混合动力汽车可以使用最佳驾驶,例如在城市和乡村道路上。

  根据车辆类型,油耗降低 15% 至 50%。这尤其适用于在经常走走停停的城市交通中驾驶。

  较低的消耗,在某些情况下,纯电动模式导致更少的排放。

  车辆行驶效率更高。与汽油或柴油相比,损失的能量更少,因为制动和滑行的能量被捕获和使用。

  也可以进行长途旅行,因为范围比纯电子车.

  与传统驱动系统相比,加速度提高了 10% 至 20%。内燃机需要更高的转速以获得更大的扭矩。使用电动机,这从一开始就很高。

  除了插电式混合动力车外,这些车辆不必充电——因此,驾驶员不必寻找充电站。

  混合动力汽车的缺点是什么?

  与使用内燃机或仅使用电动机的车辆相比,混合动力车辆也有一些缺点:

  它们比 ICE 车辆的购买成本更高,因为双驱动技术的设计更复杂。然而,随着时间的推移,这种劣势被较低的燃料消耗所抵消。

  由于两个电源和额外的电池,车辆更重。对于某些车型,在只有内燃机工作的某些情况下,油耗可能会更高。

  额外的电池占用空间。这可能意味着后备箱比传统汽车小。

  对于插电式混合动力车,总体碳足迹取决于用于为电池充电的电力——绿色电力越多越好。

  相对于纯电动汽车,混合动力车仍然依赖化石燃料,并且会产生排放。

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