混合动力汽车驱动系统原理

对于节省燃油、降低二氧化碳(CO2)和有害物质排放并同时提高驾驶乐趣和行驶舒适性，混合动力汽车(HEV)是一种解决方案。混合动力汽车不仅使用一个内燃机,还使用至少一台电动机作为驱动装置。目前，有大量的遵循不同优化方案和不同程度使用电能驱动的混合动力汽车配置。

1.1 原理

电动混合动力汽车(图1-1)基本上遵循3个目标:节约燃油、降低排放、提高扭矩和功率(“驾驶乐趣”)。其中,根据不同的目标使用不同的混合动力方案。其一般情况下分为轻度混合动力汽车和全混合动力汽车,按照其功能也可进行纯电动行驶。

轻度混合动力汽车使用电动机对内燃机提供支持,其在不同工作状态下提供附加的驱动功率和制动功率。全混合动力汽车将内燃机与一台(或两台)电动机组合在一起，其除依靠内燃机动力行驶及靠电动机提供支持之外也可以纯电动行驶。

两个混合动力方案都具有一个类似于传统启动/停止系统所拥有的启动/停止功能。例如,在红绿灯前停车时会将内燃机关闭,从而通过避免怠速运行来节约燃油。当然,传统驱动车辆也使用自动起/停止系统，这与混合动力方案无关。

轻度混合动力驱动系统和全混合动力驱动系统都需要一个给电动机供电的蓄电池。一般来说,使用电压相对高的牵引蓄电池作为蓄能器。相对于传统的驱动系统,轻度混合动力与全混合动力的电动机和内燃机驱动源的组合有下列优势: 

●电动机在低转速下持续提供高扭矩。这样可对内燃机提供理想的支持,其扭矩从平均转速起才开始升高。电动机和内燃机一起可在所有行驶状况下提供高的行驶动力(图1-2)。

●通过电动机的支持可让内燃机在最佳效率范围内进行驱动或者处于较低污染物排放的范围内(工作点优化)。

●与一台电动机组合在一起可在总功率不变的情况下使用一台较小的内燃机(功率不变的情况下缩减设备尺寸)。

●与一台电动机组合在一起可在总功率不变的情况下使用- -台传动比较大的变速器(自动降速)。此外,混合动力驱动系统另一个节约燃油的办法:是回收制动能量。电动机运行在发电机模式下(或者必要时通过另一台发电机)可在制动时将车辆的部分动能转换为电能。电能存储在蓄能器中,可用于驱动。

审核编辑：黄飞