湖南阳光技术学校
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更新时间:2022-01-14 11:35
在此前的汇总篇章中,我们提到『主机厂很少会采用单独一个「Px电机」,而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「混联」的方式连接在一起』,本章节我们就来深究一下混合动力系统的结构形式,同时解释一下「增程式电动汽车」、「功率分流」和「DHT」等比较容易混淆的概念。全文1.8万字左右,大量自绘图,求三连~~
串联、并联和混联到底是什么样子?
若是大家和我一样,暂时还没有将初中电学知识还给体育老师,那么应该会记得在电学中有专门一个章节是《电流和电路》,通过一个由「电池」、「小灯泡」、「开关」和「导线」构成的简单「电路」,研究分析「电流」、「电压」等电知识。
串联式电路
比如我们将「电池」、「小灯泡」和「开关」通过「导线」顺次连接到「电路」中,这种连接方式叫做「串联」。
并联电路
若我们将两个「小灯泡」并列连接在一起,再连接到「电路」中,这种连接方式叫做「并联」。
混联(串并联)电路
当我们将一个「小灯泡」与两个并联的「小灯泡」顺次连接到「电路」中,构成复杂一些的「电路」中时,此时便可以构成一个相对复杂的「混联电路」。
串联、并联电路中,电流、电压、电阻之间的部分关系
不知道大家是否记得在两类「电路」中,「电流」、「电压」和「电阻」(此处为「小灯泡」)的关系,比如:
1. 串联电路:「电流」大小处处相同,「电压」被平均分配,「小灯泡」串联越多,「电阻」越大等;
2. 并联电路:「电压」大小处处相同,「电流」被平均分配,「小灯泡」并联越多,「电阻」越小等。
若是还记得,那会对我们后面解释「功率分流」有一定的帮助,不过不要怕,忘记的话也不会有什么影响。
串联式:动力的华容道
「串联式混合动力结构」(后简称「串联式」),顾名思义就是「发动机」、「发电机」和「(驱动)电机」(后统称为「电机」)三大部件『串』在一条动力传输路径上,也就是千军万马过一根传动的『独木桥』。
串联式混合动力结构示意图
「串联式」基本的工作原理:「发动机」带动「发电机」(通常为「P1电机」)发电,其电能通过「控制器」(或称「逆变器」)直接输送到「电机」,由「电机」产生驱动力矩,驱动汽车。故此,「串联式」最大的特点就是「发动机」在任何情况下都不参与驱动汽车的工作,「电机」的功率一般要大于「发动机」的功率。
第二代日产e-POWER混动系统示意图
此外,「电池」在整套系统中起到的是平衡「发电机」、「输出功率」和「电机」「输入功率」的作用。我们以「日产e-POWER混动系统」为例:
1. 当「发电机」的「输出功率」大于「电机」所需的「功率」时(如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车等工况),「控制器」控制「发电机」向「电池」充电;
2. 当「发电机」的输出功率低于「电机」所需的功率时(如汽车起步、加速、高速行驶、爬坡等工况),「电池」则向「电机」提供额外的电能。
奥迪A1 e-tron(2010)
由「串联式」的工作原理,我们不难发现,该结构存在着不少优点:
1. 「发动机」不受汽车行驶工况的影响,始终在高效率区运行,因此可降低油耗;
2. 在拥堵路段,汽车在起步和低速时,只利用「电池」进行功率输出,纯电行驶十分环保。
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