河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳建 王德龍

前言

近年來(lái)，我國(guó)一直面臨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量迅速增多，帶來(lái)了一定便利的同時(shí)，也給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了麻煩。汽車(chē)主要燃料是石油，大量的汽車(chē)運(yùn)行會(huì)造成資源損耗，排放廢氣，于是汽車(chē)動(dòng)力需要通過(guò)改變來(lái)適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)是介于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)之間的，同時(shí)具有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)動(dòng)力的車(chē)型，既解決了內(nèi)燃機(jī)損耗燃料和排放污染物的問(wèn)題，又解決了純電動(dòng)車(chē)?yán)锍潭毯统杀靖叩膯?wèn)題。因此混合動(dòng)力汽車(chē)將會(huì)長(zhǎng)時(shí)間的存在，并向新能源動(dòng)力汽車(chē)過(guò)渡。

1 混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展

內(nèi)燃機(jī)作為汽車(chē)的動(dòng)力已經(jīng)經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，有著非常成熟的技術(shù)，基本上解決了汽車(chē)運(yùn)行中的成本、速度等一些問(wèn)題，使用起來(lái)相對(duì)比較方便。但是，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)生態(tài)保護(hù)的要求越來(lái)越高，內(nèi)燃機(jī)已不再適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)會(huì)燃燒大量石油，產(chǎn)生廢氣，極大地破壞了生態(tài)環(huán)境。于是，各個(gè)國(guó)家開(kāi)始尋找最有利的資源來(lái)作為汽車(chē)的主要?jiǎng)恿Αｋ妱?dòng)汽車(chē)無(wú)污染、耗費(fèi)資源少，成為各國(guó)競(jìng)相追逐的熱點(diǎn)。但是，電動(dòng)汽車(chē)需要蓄電池，致使成本過(guò)高，而且當(dāng)前的技術(shù)不能保證足夠的里程供電，所以電動(dòng)汽車(chē)的普及仍需要進(jìn)一步的改進(jìn)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)集內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)能源為一體，可以在二者之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有效解決了電動(dòng)汽車(chē)所存在的問(wèn)題?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求，將會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間存在著。在我國(guó)人均資源短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重的情況下，對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)行研究有著非常重要的實(shí)際意義。

2 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理

串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)主要是由電池的電能驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，由內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，把產(chǎn)生的電能傳送到電池中，由蓄電池存電。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)由電能控制，當(dāng)電能過(guò)低時(shí)，由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力，同時(shí)將蓄電池的電能充滿(mǎn)，在遇到特殊路段需要較大能量時(shí)，如上坡，也會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到以?xún)?nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力為主，以便最大限度地節(jié)省能量。

串聯(lián)式混合動(dòng)力多用于奔跑于城市間的大客車(chē)（長(zhǎng)距離行駛的小轎車(chē)中往往很少見(jiàn)），以及在城市頻繁起步、加速的情況下，可以更好地調(diào)整蓄電池的電量，最大限度地發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)的作用。這種動(dòng)力汽車(chē)主要靠電池提供動(dòng)力，所以可以減少污染物的排放，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，并且能夠充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的作用，提高資源的利用率。但是，由于發(fā)電機(jī)把電能向電池傳輸時(shí)會(huì)導(dǎo)致能量損失，這在一定程度上降低了汽車(chē)動(dòng)力的效率。

3 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，既可以采取單獨(dú)使用的方式，也可以二者同時(shí)使用，通過(guò)不同的離合器來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。電動(dòng)機(jī)主要是在需要較大功率時(shí)使用，作為內(nèi)燃機(jī)的補(bǔ)充動(dòng)力。在功率要求較低時(shí)也可以關(guān)閉發(fā)電機(jī)，由電動(dòng)機(jī)提供能量，但這需要較大功率的發(fā)電機(jī)和較大容量的蓄電池。內(nèi)燃機(jī)還可以向電池輸送電能，保證有足夠電能驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)主要適用于汽車(chē)高速運(yùn)行的情況，內(nèi)燃機(jī)直接提供能量驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，減少了電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的浪費(fèi)，提高了資源的利用率。但是，由于并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)主要是由內(nèi)燃機(jī)提供能量，廢氣排放量多于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)，而且受路況的影響比較大。

4 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)與原理

混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)是對(duì)串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力的綜合使用，在高速行駛時(shí)，可以使用并聯(lián)式，在加速或者上坡時(shí)，再配合發(fā)電機(jī)，充分發(fā)揮混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)。在低速行駛時(shí)，可以采取串聯(lián)式，以發(fā)電機(jī)為主，減少?gòu)U氣排放量?；炻?lián)式是在并聯(lián)式混合動(dòng)力的基礎(chǔ)之上又增加了一套發(fā)電機(jī)，它不僅可以直接提供能量驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，還可以同時(shí)向電池輸送能量，大大節(jié)約了資源。混聯(lián)式混合動(dòng)力充分融合了并聯(lián)式和串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，降低了能源消耗，減少了廢氣排放量。混聯(lián)式結(jié)合了二者的特點(diǎn)，情況比較復(fù)雜，所以需要掌握好控制策略，以及發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)換，使二者發(fā)揮出最大的功效，以最大限度地節(jié)約資源、減少?gòu)U氣排放。目前許多汽車(chē)采取混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)（如豐田），而且效用很好。

5 結(jié)論

綜上所述，本文對(duì)串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行了分析，并介紹了三者的優(yōu)缺點(diǎn)。隨著社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求越來(lái)越高，汽車(chē)行業(yè)必須對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)出節(jié)約資源、廢氣排放量較少的動(dòng)力系統(tǒng)，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。就我國(guó)當(dāng)前的能源狀況和技術(shù)水平來(lái)看，混合動(dòng)力汽車(chē)將長(zhǎng)期存在，因此對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的研究有著重大的意義?；炻?lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合了二者的優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于三者而言，無(wú)論哪一種都要注重把握控制策略，掌握好對(duì)內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的合理轉(zhuǎn)換。

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