普銳斯混合技術(shù)解析
PRIUS Hybrid(PRIUS),是日本豐田汽車于1997年所推出世界上第一個大規(guī)模生產(chǎn)的混合動力車輛車款,隨后在2001年銷往全世界40多個國家和地區(qū),
作為全球最成功的環(huán)保車型,新一代PRIUS普銳斯已經(jīng)成為領(lǐng)導(dǎo)新時代潮流的混合動力轎車的典范。
目前,在國內(nèi)生產(chǎn)的豐田普銳斯(PRIUS )是采用 豐田第二代混合動力系統(tǒng),集發(fā)動機和電動機組合而成的并行混合動力車。
豐田第二代混合動力系統(tǒng)(THS-II),可以根據(jù)車輛行駛狀態(tài),靈活地使用2種動力源,并且彌補2種動力源之間不足之處,從而降低燃油消耗,減少有害氣體排放,發(fā)揮車輛的最大動力。由于其THS- H電機及驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)先進。
內(nèi)部機械構(gòu)造
蓄電池 : 氯氫化金屬?? 最大功率 :25千瓦?? 額定電壓: 274伏特??
蓄電池放在后排座與行李箱之間,通過把內(nèi)部電流通路分為兩處降低內(nèi)電阻,實現(xiàn)了高性能和輕量化。當(dāng)電量降低時,即使車輛處于停駛狀態(tài),發(fā)動機仍然驅(qū)動發(fā)電機給蓄電池充電,因此不需要外接電源充電。
首次采用的無級變速系統(tǒng)通過無階段地改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)電機及交流永磁式電動機轉(zhuǎn)數(shù)(與車速成正比)來實現(xiàn)加速、減速和后退;通過采用了滾珠軸承和低摩擦機油,將摩擦消耗降低了30%左右。
發(fā)動機: 橫向直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸VVT-i電噴汽油機
排量: 1496毫升?? 缸徑×行程: 75.0×84.7(毫米)? 壓縮比: 13.0:1??
發(fā)動機以1NZ—FXE為基礎(chǔ),采用混聯(lián)的混合動力系統(tǒng)模式,高膨脹比循環(huán)和智能正時可變氣門系統(tǒng)達到最佳,這樣減小了摩擦帶來的能量損失,提高了動力性能、燃油經(jīng)濟性,排放也達到了歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。
動力控制單元通過采用可變電壓系統(tǒng),實現(xiàn)了最大500V的高電壓,對蓄電池的直流電與驅(qū)動電動機和發(fā)電機的交流電進行最佳控制,使驅(qū)動電路被統(tǒng)一,實現(xiàn)能量電路小型化。
因為內(nèi)燃機在低速時力量并不是最佳的,排出的廢氣也多,要到達一定的轉(zhuǎn)速才進入最佳的工作狀態(tài);而電動機的特性則是一啟動扭矩就達到最大,排放為零,但速度越高、消耗能量越大。所以內(nèi)燃機比較適合高速,電動機則適合低速。
行駛方式
車輛可由汽油機來驅(qū)動,而無需對車輛進行充電。
如果車輛電池的電量消耗,發(fā)動機會驅(qū)動發(fā)電機,對電池充電。
行駛方法
車輛只有在“READY” 燈點亮?xí)r,才可行駛
為了改善燃油經(jīng)濟性,當(dāng)車輛停止時,發(fā)動機停機
車輛起動后,發(fā)動機的起動由系統(tǒng)自動控制
THS II 系統(tǒng)操作
最大的優(yōu)點是在同一個系統(tǒng)中,同時使用了并聯(lián)和串聯(lián)系統(tǒng)。
混合動力工作分析
Prius的混合動力思路,就是低速時由電動馬達負(fù)責(zé)驅(qū)動,中高速時由汽油發(fā)動機介入驅(qū)動,從而發(fā)揮各自最佳的動力性和經(jīng)濟性。
Prius在各工況下的工作原理如下:
1)起步、低速行駛和倒車(純電模式)
只要電池有充足的能源,0到20km/h以內(nèi)Prius一般只使用電動機作為驅(qū)動源,而發(fā)動機不用啟動,這樣就避免了發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時的低功效和惡劣排放。倒車時原理相同,只不過電動機的轉(zhuǎn)向相反。
2)通常高速行駛狀態(tài)下(純油模式)
這時候發(fā)動機啟動,并只有發(fā)動機作為驅(qū)動源,發(fā)動機的能量一方面?zhèn)鬏斀o汽車的驅(qū)動輪,一方面?zhèn)鬏斀o發(fā)電機發(fā)電,電能再由電動機轉(zhuǎn)化成驅(qū)動力傳輸?shù)津?qū)動輪上。
3)急加速狀態(tài)(油電混合模式)
急加速過程通常需要更大驅(qū)動力,因此在此狀態(tài)下發(fā)動機和電動機同時運轉(zhuǎn)已獲得最大的扭矩。Prius的1.5L發(fā)動機的功率只有56kW,而且始終是以優(yōu)化功效的工作模式運行。然而加上電機的輔助,最大輸出功率可以超過100kW,最大輸出扭矩可以超過500N·m。
4)制動過程(動能轉(zhuǎn)化電能模式)
該過程是Prius不同于一般汽車的地方,一般汽車在該過程中的動能只能是轉(zhuǎn)化成制動鉗(蹄)與制動盤(鼓)之間摩擦的熱能而流失,而Prius在該狀態(tài)下則是停止發(fā)動機噴油,電動機便轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機,利用原本做為熱量散發(fā)掉的動能驅(qū)動電機發(fā)電,向蓄電池充電,讓蓄電池時刻處于電力充足的狀態(tài)以備后用。
5)停車狀態(tài)
停車狀態(tài)時,發(fā)動機和電動機會同時停止工作,此時油耗和排放均為零。不過在該狀態(tài)下電池處于虧電狀態(tài),那么發(fā)動機會繼續(xù)運轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)電機向電池充電。此外,Prius的環(huán)保空調(diào)完全由電力驅(qū)動,因此關(guān)閉發(fā)動機后也一樣可以運行。
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