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公交车的混动系统是什么样的,和普通汽车的是一样的吗?

作者:电气设备网
文章来源:本站

  大巴车的主流混动系统只有一种:增程式。

  增程式插电混动汽车在乘用车领域占有率极低,但是在商用车领域却是主流类型。所谓增程指行驶中发电,利用内燃机与发电电机组成成为发电机组,发电产生的电流输送到电池组后可以促使磷酸铁锂电池组完成锂离子的正负极位置转换,这一转换的过程称之为【充电】。简而言之就是把一个小型的“发电站”塞进汽车里,这种系统有什么优势呢?

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  汽车使用电机驱动有超过90%的能量转化效率,而内燃机不论汽柴油机都只有40%左右的转化率,使用内燃机驱动车辆行驶综合能耗肯定会比电机驱动高。其次电动机有恒扭矩发力的特点,判断车辆性能的主要参数为马力,马力的计算公式为【(转速×扭矩÷9549)×1.36】;由此公式可以看出在常数与倍率不变的前提下,想要获得大马力只有两种办法,其一是提高转速其二是增大扭矩。参考能量守恒定律高转速消耗的能量肯定会大一些,那么假设转速恒定则扭矩越大马力越大,马力越大车辆起步爆发力更强且车速更快,所有低扭强大的发动机是最佳节油机型。

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  柴油发动机被商用车认可主要是因为低扭强大,柴油燃烧火焰温度1800摄氏度、爆燃方式采用高压缩比的压燃,这两种状态都能带来理想的低扭,在发动机1500~2000转之间即可爆发最大扭矩。然而电动机是恒扭矩发力,因电流传输的速度仅次于光速,电流传输到电机的线圈形成电磁场只是一瞬间;所以电动机可以在起步第一转瞬间爆发最大扭矩,假设柴油机要在1500转爆发同样的扭矩,那么在1~1500转之间电动机输出的马力则要大太多,能耗自然也会低很多。

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  所以利用内燃机与发电机组合只用来发电,利用大马力驱动电机带动车辆行驶,这是让车辆实现更低能耗的理想方式。不过内燃机只用来发电对于乘用车而言有些浪费,因为加入变速箱之后则可以实现发电机组同时实现发电并参与驱动,性能的提升会让车辆的综合性价比升高;但是商用车不用考虑性能的强弱,只要动力能满足正常营运所需则没有必要增加成本安装变速箱,这就是大巴车普遍使用增程式混动系统的原因。

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  对于电耗特别高的重载车型比如重卡牵引车而言并不适用,因为电耗过高则需要内燃机高功率长时间运行发电,节能的效果并不理想。所以中卡重卡很少见增程式混动车,这种车型理论上适合48V轻混或者纯电动无轨充电;轻混系统可以适当节油但因不能上绿牌所以没有普及,后续最有可能出现的是无轨重卡。

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  在北上广深等城市总能看到一些无轨电车,这些车说白了就是些纯电动大巴车架上一组充电弓系统;行驶中充电弓升起与架空接触网搭线,通过有线的方式实现全时充电能保证续航与道路一样长。重卡需要的也是这种模式,接触网的建设成本最容易接受,只要道路普及接触网则重卡以及长途大巴车均可实现无限续航。

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  总结:增程式汽车类似于早期的内燃机车,柴电机组发电与电机驱动是过渡类型;架空接触网的无轨电动汽车像是今天的高铁动车,电网有多长车辆就能跑多远,家用汽车应会采用充电效率低一些的地面无线充电方式,未来的电动汽车不会有里程焦虑,但性能会趋于比较高的一致。

公交车的混动系统是什么样的,和普通汽车的是一样的吗?

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  混合动力的关键其实并不是电机,而是电池——或者说峰值能量存储机构。

  只有电池能够储备足够的能量,才能充分的对发动机需求进行“削峰填谷”,同时能够在长下坡或者从高速逐渐减速到0的过程中回收足够的动能,并能在发动机长时间停机的情况下,维持车上的空调等用电系统的运转。

  不仅如此,用于调整发动机动力的电机,它的输出也在很大程度上受到电池的限制。只有电池容量够大、单体够多,才能够有比较大的电压,这样一来才能有比较大的放电和充电功率,维持大电机的运转。否则如果电池较小、电压较小,即使电机峰值功率较大,但因为要达到同样的功率,在电压小的情况下需要更大的电流,因此电池、电机都会有更大的发热量,一般只能维持很短时间(比如10秒)的输出而已。提高些许超车和高速时的瞬时动力还可以,真要在长时间内对内燃机的工作负载进行“削峰填谷”,就有些难以为继了。

  因此,混合动力汽车不同电气化等级的划分,也就是所谓的弱混、强混等等,也以电池的电压高低作为主要的划分依据。

  如果划分得比较细的话,可以分为微混、弱混、中混、强混、混合策略插电混动、增程式插电混动这6个级别。从低到高,电池的容量依次增大,同时电池和电机能够输出的功率也依次增大,车辆可以更多的使用电力驱动,以此来提高燃油效率,或者是增加纯电续航里程。

  具体每个级别能够实现的功能,主电机功率,电池容量、电压、类型,效率,成本以及常见构型,我总结在下表中,其中纯电续航里程和节油性以WLTP或美国EPA测试为准,增加成本单位为美元。此外,常见构型中只有一个电机的皆为普通并联混动,有两个电机的皆为有变速箱的串并联混动,串并联特指无变速箱的双电机直连混动,PSD(power split device)则包括所有含有行星齿轮组的混合动力系统。

  在这几种混动中,最左端的自动启停系统和微混系统往往继续使用12伏低压电瓶,发动机的运行状态并没有发生多少改变,可以看做传统汽油车的加强。实际上,升级到12伏的微混系统,将电池增大,并增加动能回收系统,也是汽车电力需求不断增加的必然结果——近些年,汽车上的用电大户越来越多,包括电动涡轮、主动电磁悬挂,停机电动空调,电动助力转向等等。

  而增程式混动在设计时实际上是纯电行驶为主,发动机仅仅作为电量不够时救急使用,或用来提高极限动力。它也可以看做是走电动车路线的车企在目前充电设施普及度、充电速度、电池容量密度和电池成本仍然不够成熟时的过渡方案。

  而在微混和增程式混动之间的弱混、中混、强混以及混合策略插电混动则可以认为是真正的混合动力。

  前面的三个准确是“混动”,可以由电力系统和内燃机共同驱动汽车,但能量仍然全部来自汽油。混合策略插电混动则不仅仅是“混动”,而且是“混能”,能量来源也是汽油与电力的混合,并且能够自行在不同情况下优先消耗综合效率更高的能源。

  不过,在几种“混驱”类型之中,眼尖的读者可以发现两个问题:

  1.为什么48V混动的电机功率和电池容量都与中混差别不大,但成本却低了不少,同时效率也低了不少呢?

  2.为什么中混在电机和电池比强混更小的情况下,成本却没低多少呢?

  对于第一个问题,这是因为包括欧盟和中国在内的很多政府已经将高压电和低压电的界限划在了48伏。48V弱混的电力系统仍然算低压电,这样就可以比100多伏的中混系统节省大量安全保护方面的成本,同时也就不再需要12V低压电池了。而48V混动节油效率不够高,也是因为48V电池的电压限制,导致电机虽然最大功率有10-15千瓦但却不能持续。

  至于第二个问题,中混系统虽然电机和电池较小,但相比大部分强混系统却多了成本较高的传统变速箱,因此并不便宜。而中混看起来性价比较低,但仍然有包括本田在内的一些厂商采用,这主要是因为在丰田和通用等公司已经将几乎所有的基于行星齿轮组的混动结构注册了专利,本田、现代等厂商如果再要自己搞强混系统,往往需要使用电机更大的串并联结构,或者是仍然有变速箱的P2结构,成本也并不低。

  公交车混动系统不是非常成熟 大金龙出的6127 堵车时间长了车子就不能起步了 电池电耗尽了 起步用电让后在发动机驱动 一但堵车跟车时间长了就不行 还有扬子江出的一款 都把电池电机模块拆除了跑

  

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