混合动力汽车为什么节油?
混合动力电动汽车是指使用电机和传统内燃机联合驱动的汽车,按动力耦合方式的不同fi丁以分为串联式、并联式和混联式按驱动又分为混合动力汽车(HEV)和插电式混合动力汽车(PHEV)。
混合动力电动汽车的主要特点在于:采用小排量的发动机降低了燃油消耗;将制动和下坡时的能量回收到蓄电池中再次利用,降低了燃油消耗;在繁华市区,可关停内燃机,由电机单独驱动,实现“零排放”。
一、发动机节油四原则
1.小排量发动机
小排量发动机以提高发动机的负荷率,达到节油,降排量可对比一下传统发动机的断缸控制,断缸控制就是利用小负荷工况采用少数气缸工作,提高发动机负荷以达到节油,如果能用电动机在急、大扭矩助力,小排量发动机足够汽车使用,主要原因是汽车行驶时发动机的功率实际很低,一般不足发动机最大功率的1/3。
2.怠速停起技术
消除怠速工况对节油和降低排放非常有利。
3.工作在经济区
调节发动机载荷使发动机多数工作在经济区,发动机负荷小时让发动机发电以提高负荷率,这时多余机械能量转化为电能,发动机负荷大时为降低负荷率由电动机助力。
4.制动能量回馈
制动时充分回馈制动时的能量,因此汽车制动系统要有较大改进,比如ABS/ESP系统开发商要开发与电动汽车相适应的制动系统电控单元和液压调节器。
[技师指导]以上四点称为“发动机节油四原则”,发动机节油四原则是发动机节油设计的四个方向,不过,这只是从发动机角度来说的。
从整车角度节油讲,整车轻量化、减少风阻、提高发动机效率和减少传动系统能量损失是整车节油四原则,混合动力技术只是从提高发动机效率角度出发的一种方法。
二、节油贡献率
三、混合动力汽车工况控制
1.起动纯电动行驶工况
从发动机和电动机的转速一转矩特性图可知,初始起动阶段,发动机的转速和转矩成正比趋势。在转速较低时,发动机输出转矩较小,而电动机的转速和转矩成反比,在低转速下具有良好的转矩特性。为了克服传统轿车起动时,发动机在较大负荷下由静止达到稳定转速的过程中燃油经济性和排放都较差的问题,一般情况下都由电动机起动整车进入纯电动驱动工况;而当电池SOC低于设定的下限值时,由发动机起动整车。
2.低速小负荷行驶工况
在轻载或低速行驶工况,若电池SOC低于设定下限值SOC-low,发动机起动工作,并恒定工作在设定的某一转矩+,在驱动汽车行驶的同时,驱动电动机给电池组充电直到SOC达到设定下限值SOC-low与上限值SOC-hi的平均值SOC-ave;若SOC不低于设定下限值SOC-low,发动机处于关闭状态,电动机单独工作驱动汽车行驶工况。通过设定合理的发动机最小工作转矩和发动机最低工作转速,可在满足驾驶员行驶意图的同时,避免发动机工作于怠速与低转矩运行工况,从而大大改善了整车燃油经济性能和排放性能。
3.中速中负荷行驶工况
中速中负荷行驶工况即巡航工况,是行驶的主要工况,该工况汽车的行驶功率全部由发动机提供。若电池SOC低于设定下限值SOC-low,发动机在驱动汽车行驶的同时,驱动电动机给电池组充电;若SOC不低于设定的平均值SOC-ave,电动机处于关闭状态,发动机单独工作驱动汽车行驶。
4.加速和高速行驶工况
在加速和高速行驶工况,发动机和电动机必须联合协调工作,才能让汽车获得良好的动力性能。当电池SOC小于下限值SOC-low时,发动机功率仅用于驱动汽车行驶;当电池SOC大于下限值SOC-low时,电动机和发动机共同工作驱动汽车行驶。
5.减速制动行驶工况
在减速制动工况下,根据电池SOC和整车制动转矩需求,电动机再生制动系统和机械制动系统可单独工作或同时工作。
6.人为纯电驱动行驶工况
为了节油,纯电动行驶模式按钮被按下时,整车进入纯电动驱动工况,尽最大努力以纯电动行驶。或当油箱燃油量无法供应时(比如油箱无油),为了满足移动车辆,防止阻碍交通的需要,使用最后的能量进行纯电动行驶。