18新利最新登入混合动力汽车的工作原理

的油电混合动力汽车就像它的名字一样——介于汽油动力汽车和电动汽车之间。让我们从几张图表开始，来解释汽油动力汽车和典型的电动汽车之间的区别。

一个天然气汽车有一个燃料箱，哪个供应汽油到引擎那里。然后发动机转a传输，使轮子转动。

另一方面，电动汽车有一套电池这为一个电动马达．马达带动传动装置，传动装置带动轮子。

混合动力车是一种妥协。它试图在克服电动汽车的缺点的同时，大幅增加汽油动力汽车的行驶里程和减少排放。

为了对你或我有用，一辆车必须满足一定的最低要求。汽车应该能够:

• 加油前至少行驶300英里(482公里)
• 快速轻松地加油
• 跟上路上的其他车辆

汽油车符合这些要求，但会产生相对大量的污染，而且通常油耗较低。然而，电动汽车几乎不会产生任何污染18新利最新登入，但一次充电只能行驶50至100英里(80至161公里)。问题是电动汽车非常慢，充电也不方便。

汽油-电动汽车将这两种设置结合到一个系统中，同时利用汽油动力和电力。

油电混合动力汽车包括以下部分:

• 汽油发动机-混合动力汽车有一个汽油发动机就像你在大多数汽车上看到的一样。18新利最新登入然而，混合动力发动机更小，并采用先进技术来减少排放和提高效率。
• 油箱- - -油箱混合动力汽车是汽油发动机的能量储存装置。汽油的能量密度比电池高得多。例如，大约1000磅的电池才能储存相当于1加仑(7磅)汽油的能量。
• 电动马达- - -电动马达在混合动力汽车上非常复杂。先进的电子设备使它既可以作为发动机，也可以作为发电机。例如，当需要时，它可以从电池中获取能量来加速汽车。但作为一个发电机，它可以减慢汽车的速度，并将能量返回给电池。
• 发电机- - -发电机类似于电动机，但它只产生电能。它主要用于系列混合动力车(见下文)。
• 电池- - -电池在混合动力汽车中有电动机的能量储存装置。不像油箱里的汽油只能给汽油发动机提供动力，混合动力汽车上的电动机既可以把能量输入电池，也可以从电池中获取能量。
• 传输- - -传输混合动力汽车的基本功能与传统汽车的变速器相同。一些混合动力车，如本田Insight，采用的是传统变速箱。其他的，比如丰田普锐斯，则有完全不同的特点，我们稍后会谈到。

图片由戴姆勒-克莱斯勒 梅赛德斯-奔驰m级HyPer混合动力概念车

你可以用不同的方式将混合动力汽车中的两种动力来源结合起来。一种方法，称为a并联混合动力它有一个为发动机提供汽油的油箱，还有一组为电动机提供动力的电池。引擎和电动马达可以同时转动变速器，然后变速器转动车轮。

下面的动画展示了一个典型的并行混合。18新利最新登入你会注意到油箱和燃气发动机连接到变速器上。电池和电动机也独立连接到变速器。因此，在并联混合动力汽车中，电动机和燃气发动机都可以提供推进动力。

相比之下，在一个系列混合动力(下图)，汽油发动机带动发电机，发电机既可以为电池充电，也可以为驱动传动的电动机提供动力。因此，汽油发动机从来不直接为汽车提供动力。

看看串联混合动力的示意图，从油箱开始，你会看到所有的部件组成了一条线，最终连接到变速器。

混合动力汽车的结构利用两种动力来源来提高效率，并提供我们大多数人在汽车中寻找的那种性能。在下一节中，我们将看到它是如何实现这一点的。18新利最新登入

混合动力汽车的关键在于汽油引擎能比传统的小很多吗车因此效率更高。大多数汽车需要一个相对较大的发动机来产生足够的动力来快速加速。然而，在小型发动机中，可以通过使用更小18新利最新登入、更轻的部件、减少汽缸数以及使发动机更接近其最大负荷来提高效率。

小型发动机比大型发动机效率更高有以下几个原因:

• 大发动机比小发动机重，所以每次加速或上山时，汽车都会消耗额外的能量。
• 活塞和其他内部部件更重，每次在气缸中上下移动都需要更多的能量。
• 气缸的排量较大，因此每个气缸需要更多的燃料。
• 更大的发动机通常有更多的气缸，每次发动机点火时，每个气缸都会消耗燃料，即使汽车不运动。

这就解释了为什么两辆相同型号的汽车使用不同的发动机会产生不同的结果里程．如果两辆车在高速公路上以相同的速度行驶，发动机较小的车消耗的能量更少。两个引擎必须输出相同的功率来驱动汽车，但小引擎使用更少的功率来驱动自己。但是，这18新利最新登入个更小的发动机如何为你的汽车提供所需的动力，以跟上道路上更强大的汽车呢?

让我们比较一辆像雪佛兰科迈罗这样的车，它的大V-8发动机，和我们的混合动力汽车，它的小汽油发动机和电动马达．科迈罗的发动机有足够的动力处理任何驾驶情况。混合动力汽车的发动机足够强大，可以让汽车在高速公路上行驶，但当它需要让汽车快速移动或登上陡峭的山坡时，它就需要帮助。这种“帮助”来自电动机和电池——这个系统会介入，提供必要的额外动力。

传统汽车上的汽油发动机是根据峰值功率需求(当你踩下油门踏板的那几次)进行调整的。事实上，大多数司机使用发动机峰值功率的时间不到1%。混合动力汽车使用的发动机要小得多，它的尺寸更接近平均功率需求，而不是峰值功率。

除了更小、更高效的发动机，今天的混合动力汽车还使用了许多其他的技巧来提高性能燃油效率．其中一些技巧可以帮助任何类型的汽车获得更好的里程，而一些只适用于混合动力汽车。为了充分利用每一加仑汽油，混合动力汽车可以:

• 回收能量并储存在电池中-每当你踩到刹车踩好踏板，你在移动能源从车里。车开得越快，越多动能它有能量。汽车的刹车将这种能量以热的形式消散。混合动力汽车可以捕获部分能量，并将其存储在电池中以供以后使用。这是通过“再生制动”来实现的。也就是说，驱动混合动力汽车的电动机不仅可以用刹车来停车，还可以让汽车减速。在这种模式下，电动机充当发电机，在汽车减速时为电池充电。
• 有时关掉引擎-混合动力汽车不需要一直依赖汽油发动机，因为它有一个替代电源——电动机和电池。因此，混合动力汽车有时可以关闭汽油发动机，例如当车辆停在红灯前时。
  一辆小型和大型汽车的正面区域轮廓

• 使用先进的空气动力学来减少阻力当你在高速公路上开车时，你的发动机所做的大部分工作都是把汽车推到空中。这种力被称为空气动力阻力．这种阻力可以通过多种方式减小。一个可靠的办法是减少汽车正面的面积。想想看，一辆大型S18新利最新登入UV要比一辆小型跑车在空中推动的面积大得多。

  减少汽车外突出物体周围的干扰或完全消除它们也有助于改善空气动力学。例如，车轮外壳上的盖子可以使气流顺畅，减少阻力。有时，镜子会被小型摄像机取代。

• 使用低滚动阻力轮胎-大多数汽车的轮胎都经过优化，以提供平稳的行驶，最大限度地减少噪音，并在各种天气条件下提供良好的牵引力。但他们很少优化效率。事实上，轮胎当你开车时，造成惊人的阻力。混合动力汽车使用的特殊轮胎比传统轮胎更硬，充气压力也更高。结果是，它们造成的阻力大约是普通轮胎的一半。
• 使用轻质材料-减少汽车的整体重量是增加里程的一个简单方法。一辆较轻的汽车每次加速或上坡时消耗的能量更少。复合材料如碳纤维或轻质金属如铝和镁可以用来减轻重量。

市场上所有的混合动力汽车都利用了部分或全部这些节能技巧。我们将密切关注本田Insight和丰田普锐斯的技术。

照片礼貌国际消费者指南及刊物有限公司
2006年本田Insight(左)和2006年丰田普锐斯

虽然这两辆车都是经过改装的平行混合动力车，但它们实际上在性质上有很大不同。本田Insight和丰田普锐斯都有汽油发动机、电动机和电池，但它们的相似之处仅此而已。让我们从Insight开始。

的本田Insight该产品于2000年初在美国推出，旨在获得最好的效果里程．Insight不再是本田产品线的一部分，但它仍然是混合动力汽车如何工作的一个很好的例子。18新利最新登入

本田使用了书中所有的技巧来使汽车尽可能地高效。Insight是一款小巧轻便的双座轿车，配备了一台小型高效燃气发动机。Insight拥有市场上所有混合动力汽车中最好的EPA里程评级。

的本田Insight是一个简化的并联混合动力．它有一个电动机，在飞轮通常的位置连接到发动机。本田称该系统为“综合汽车辅助系统”。洞察号有常规的五速发动机手动变速箱或者自动的CVT(无级变速)。

Insight上的电动马达有几个方面的帮助。它可以:

• 辅助汽油机，提供额外的力量当汽车加速或爬坡时
• 提供了一些再生制动在制动时捕捉能量
• 启动引擎这样就不需要开胃菜了

18新利最新登入然而，马达不能自己为汽车提供动力;汽油发动机必须启动，汽车才能开动。

为了获得最好的里程，本田使用了之前讨论过的所有效率技巧。但Insight主要依赖于三个方面:

• 它减轻了重量-已经是一辆小型车，Insight采用了轻型铝身体和结构进一步减轻体重。通过使汽车轻量化，本田能够使用更小、更轻的发动机，仍然可以保持我们对汽车的期望性能水平。Insight的重量不到1,900磅(862公斤)，比最轻的本田思域(Civic)轻500磅(227公斤)。
• 它使用一个小型高效发动机- Insight的发动机，如下图所示，重量只有124磅(518新利最新登入6公斤)，是一个微小的1.0升三缸发动机，在5700转/分钟的转速下可以产生67马力。它结合了本田的VTEC系统，并使用稀薄燃烧技术，以最大限度地提高效率。Insight达到了EPA 60英里/城市和66英里/公路的里程评级。此外，通过小型电动机提供的额外动力，该系统能够在大约11秒内将Insight从0加速到60英里/小时。
  
  了解发动机

  在电动马达运转的情况下，Insight在每分钟5700转的转速下能产生73马力的功率。如果你把它和引擎马力单独比较，看起来电动机只增加了6马力。但电机的真正效能发生在发动机转速降低．Insight上的电动马达额定功率为10千瓦(约13马力)，转速为3000转/分钟。

  这是峰值转矩真正能说明问题的数字。在没有电动马达的情况下，Insight在每分钟4800转时的最高扭矩为66磅-英尺。有了电动马达，每分钟1500转，它的转速为79磅-英尺。因此，在发动机较弱的低速范围内，电机增加了很多扭矩。这是一个很好的妥协，让本田给一个非常小的引擎一个大得多的感觉。

• 它采用了先进的空气动力学-本田Insight采用经典设计泪珠外形:车的后面比前面窄。(请注意，真正的泪滴在空气动力学方面并不是这样的——点击这里查看一篇关于水滴下落的空气动力学的有趣文章。)后轮部分被车身覆盖，以提供更平滑的形状，汽车底部的一些部分被塑料面板包围。这些技巧的结果是阻力系数0.25，这使它成为市场上最符合空气动力学的汽车之一。

一旦你坐在方向盘后面，洞察实际上与传统的汽车没有太大的不同。当你加速时，大部分工作是由燃气发动机完成的。如果你快速加速，电动机就会启动，提供一点额外的动力。

当你在高速公路上行驶时，汽油发动机正在做所有的工作。当你通过刹车或放气来减速时，电动机就会开始工作，产生一点电能给电池充电。你永远不需要把Insight插入电源插座;电机产生给电池充电所需的所有能量。

值得注意的一件有趣的事情是，在洞察，手动变速箱是分开的发动机和电机离合器．这意味着，如果你是那种喜欢在减速停车时踩离合器或空挡的司机，你将不会得到任何再生制动。为了在你减速时恢复能量，汽车必须挂档。

现在让我们来看看丰田普锐斯的技术。普锐斯的工作原理与Insight完全不同。

的丰田普锐斯，出来的日本在1997年底，是设计减少排放在城市地区。为了实现这一点，丰田设计了一种并联混合动力系统这款名为“丰田混合动力系统”(THS)的汽车增加了系列混合动力汽车的一些优点。普锐斯遇上加州超超低排放汽车(SULEV)标准。这是一款四门轿车，可容纳5人，动力系统仅靠电力就能将车辆加速至15英里/小时(24公里/小时)。这有助于更好的城市里程比高速公路里程。普锐斯是2004年北美年度最佳汽车。

与本田不同，丰田主要专注于动力系统，以实现其排放和里程目标。普锐斯重2900磅(1315公斤)，内部空间和后备箱空间与丰田花冠一样大。以下是所有作品的布局:

普锐斯主要依靠两个功能来优化效率和减少排放:

• 它的引擎只在有效的速度和负载下运行-为了减少排放，普锐斯可以在启动汽油发动机前加速到约15英里/小时(24公里/小时)。只有当车辆超过一定速度时，发动机才会启动。一旦发动机启动，它就会在一个狭窄的速度区间内运行。

• 它使用了一种独特的功率分割装置-汽油发动机可以调整到在一定的速度和负载范围内最有效地运行。的功率分流装置在普锐斯上，我们马上就会讲到，它可以让发动机在大多数时候保持在最有效的负载和速度范围内。

丰田为普锐斯设计的1.5升发动机最大转速仅为5,000转/分钟，最高马力为76马力。保持发动机的最大速度低允许使用较轻的部件，以提高效率。

普锐斯的电动马达额定功率为67马力，转速从1200转到1540转。它产生的扭矩为295磅-英尺，从0转到1200转，这足以让汽车在没有汽油发动机的帮助下行驶。

在下一节中，我们将学习更多关于功率分割设备的知识。

的功率分流装置是丰田普锐斯的核心。这是一个巧妙的变速箱，可以把汽油机、发电机和电动机连接在一起。它能让汽车像并联混合动力电动马达可以自己为汽车提供动力，汽油发动机可以自己为汽车提供动力，或者它们可以一起为汽车提供动力。动力分流装置还能让汽车像系列混合动力汽油发动机可以独立于车速运行，根据需要为电池充电或为车轮提供动力。它还充当无级变速器（CVT)，无需使用手册或自动变速器．最后，由于动力分流装置允许发电机启动发动机，汽车不需要启动器。

功率分割装置是一种行星齿轮组(下图)。电动机连接到齿轮组的环形齿轮上。它也直接连接到微分它驱动轮子。所以，无论电动机和环形齿轮旋转的速度如何，都决定了汽车的速度。

普锐斯行星齿轮组

发电机连接齿轮组的太阳齿轮，发动机连接行星载体。环形齿轮的速度取决于这三个部件，所以它们必须在任何时候一起工作以控制输出速度。

当你加速时，最初是电动机和电池提供所有的动力。动力分流装置的齿圈连接到电动机上，因此随着电动机开始旋转。与发动机相连的行星载体是静止的，因为发动机没有运行。由于环形齿轮在旋转，行星也必须旋转，这导致太阳齿轮和发电机旋转。当汽车加速时，发电机以任何需要的速度旋转，以使发动机保持关闭状态。你可以在下面看到所有这些:

当车速达到40英里/小时(64公里/小时)时，汽油发动机就会启动。发电机突然改变速度，导致行星载体转向并启动发动机。一旦发动机开始运行，它就会保持恒定的速度，而发电机则会改变转速以匹配电动机的输出速度。如果你真的在大力加速，电机就会从电池中获取额外的能量。一旦你达到高速公路的速度，汽车将在汽油和电力的组合下行驶，所有的电力都来自发电机。

和Insight一样，普锐斯也不需要充电;机载发电机自动维持电池的适当电量。

本田和丰田都有很长的保证它们的混合成分。Insight的大部分动力系统(包括电池)都有8年/8万英里的保修期，普锐斯的电池和混合动力系统有8年/10万英里的保修期。这些汽车的马达和电池通常不需要任何东西维护在汽车的使用寿命内(然而，如果你在保修期结束后必须更换电池，18新利最新登入可能会花费你几千美元)。这款车的发动机不需要比其他任何车型的发动机更多的维护，而且由于两款混合动力车都采用了再生制动系统，它的刹车片甚至可能比大多数汽车的刹车片使用寿命更长。

实现混合动力当然比使用纯汽油动力或纯电力更复杂。在下一节中，我们将探讨混合动力技术为何如此受消费者和汽车制造商的青睐。

你可能会奇怪，当大多数人都非常满意他们的汽油动力时，为什么有人会建造这样复杂的机器汽车．原因是双重的:为了减少尾气排放和改善里程．这些目标实际上紧密交织在一起。

让我们以加州该标准规定了一辆汽车在加州可以排放多少每种类型的污染。18新利最新登入通常以克每英里(g/mi)为单位。例如，低排放车辆(列弗)标准允许3.4 g/mi一氧化碳．这里的关键是，允许的污染量并不取决于你的汽车行驶的里程。但是一辆燃烧两倍的车气体行驶一英里将产生大约两倍的污染。这种污染必须通过车上的排放控制设备来消除。因此，降低汽车的燃油消耗是减少排放最可靠的方法之一。

二氧化碳(co2)是汽车产生的另一种污染。美国政府没有对其进行监管，但科学家怀疑它有助于全球变暖．由于不受管制，汽车没有从尾气中去除二氧化碳的装置。一辆燃烧两倍汽油的汽车会向大气中增加两倍的二氧化碳。

美国的汽车制造商还有另一个提高行驶里程的强大动力。法律规定他们必须见面企业平均燃油经济性(咖啡馆)标准。目前的标准要求汽车制造商销售的所有新车的平均里程应该是27.5英里/加仑(每100公里8.55升)。这意味着，如果一家汽车制造商销售一辆油耗为60英里/加仑(每100公里3.92升)的混合动力汽车，那么它就可以销售四辆油耗为20英里/加仑(每100公里11.76升)的大型豪华汽车。

实际上，你可以采取一些措施来提高你的汽车的油耗。在下一节中，我们将看看提高混合动力(或汽油动力)汽车效率的一些技巧。

如果你的驾驶习惯与你的汽油发动机汽车相同，你就可以从混合动力汽车获得最佳的行驶里程:

• 开车慢一点-你开得越快，汽车上的空气阻力就会急剧增加。例如，70英里/小时(113公里/小时)时的阻力大约是50英里/小时(81公里/小时)时的两倍。所以，放慢速度可以显著增加你的里程。
• 保持匀速每次你加速汽车时，你都会消耗能量，当你再次减速时，其中一些能量就被浪费了。通过保持恒定的速度，你将最有效地利用你的燃料。
• 避免突然停车-当你停车时，混合动力汽车中的电动机就像发电机一样，在减速时从汽车中带走一些能量。如果你给电动机更多的时间让车辆减速，它可以回收更多的能量。如果你快速停车，汽车上的刹车会完成大部分让汽车减速的工作，而这些能量会被浪费掉。同样的道理也适用于汽油动力汽车:突然停车会浪费大量能源。

想了解更多关于混合动力汽车和混合动力suv的信息，更多关于节能汽车的信息，请查看:18luck手机登录

• 混合动力汽车消费者指南:了解每一款油电混合动力汽车，以及一些即将推出的车型。包括照片、价格和燃油经济性数据。
• 节油领导者:环保局承认其节油数据只是估计。我们的是真实的。以下是根据《消费者指南》测试确定的燃油经济性领先车型。
• 消费者指南新车评论和价格:来自消费者指南汽车编辑的数百辆新车、卡车、小型货车和suv的道路测试结果、照片、规格和价格。
• 可替代燃料:油电混合动力并不是唯一的非常规动力汽车。了解更多关于替代燃料的世界。
• 插电式混合动力车:这是汽车油电动力的下一个前沿。了解插电式混合动力18新利最新登入汽车的工作原理以及它们的优点。