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本田混聯(lián)式“雅閣混合動力車”實(shí)現(xiàn)世界最高能量效率

2013年06月26日08:34    來源:人民網(wǎng)-財(cái)經(jīng)頻道

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JC08模式下的燃效為30km/L——本田于6月21日上市的新款“雅閣混合動力車型”實(shí)現(xiàn)了這一與輕型車相當(dāng)?shù)娜夹В撥囬L4915×寬1850×高1465mm,是一款名副其實(shí)的“車身尺寸寬大的高級轎車”。

圖1:新款“雅閣混合動力車型”

雖然是高級轎車,但JC08模式燃效為30km/L,實(shí)現(xiàn)了與輕型車相當(dāng)?shù)牡腿己摹?/strong>

一般來說,車身尺寸越大,行駛所需的能量就越多,燃效也就越低。能夠排除這種車身尺寸的影響進(jìn)行比較的,是能量效率(單位體積燃料擁有的能量×燃效/單位距離行駛必需的能量)。本田調(diào)查稱,新款雅閣混動車型的能量效率為世界最高,“達(dá)到了35%以上,接近40%”(截至2013年5月)。

從車名也能看出來,雅閣混動車型具備發(fā)動機(jī)和馬達(dá)兩個(gè)動力源。目前,混合動力系統(tǒng)分“串聯(lián)式”、“并聯(lián)式”和“混聯(lián)式”三種,新款雅閣混動車型采用了第三種方式。

發(fā)動機(jī)可在馬達(dá)行駛時(shí)發(fā)電,也可直接用于行駛

混聯(lián)式是把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方式結(jié)合在一起的方式。由于物理結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,下面依次來解釋。

圖2:串聯(lián)式混動系統(tǒng)與并聯(lián)式混動系統(tǒng)的區(qū)別

圖中分別是串聯(lián)式混動系統(tǒng)和并聯(lián)式混動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)線箭頭表示機(jī)械動力的傳輸,虛線表示電力的傳輸。紅色箭頭表示行駛時(shí)的能量傳輸,綠色箭頭表示減速能量再生時(shí)的能量傳輸。PCU為動力控制單元。

首先來看串聯(lián)方式(圖2-a),簡單來說就是用發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)來為電池充電,然后利用其電力,通過馬達(dá)驅(qū)動車輪。特點(diǎn)是,發(fā)動機(jī)專用于發(fā)電,除馬達(dá)外還配備了發(fā)電機(jī)。馬達(dá)也用于減速時(shí)的能量再生。

由于發(fā)動機(jī)專用于發(fā)電,所以這種方式的優(yōu)點(diǎn)是能使發(fā)動機(jī)在高效區(qū)(轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩)運(yùn)轉(zhuǎn)。不過,由于在所有區(qū)域都用馬達(dá)行駛,因此不但需要高功率馬達(dá),而且在低效區(qū)也必須使用馬達(dá)。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能量必須用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能后才能用作驅(qū)動馬達(dá)的能量,因此,如果發(fā)電機(jī)和馬達(dá)的效率差,能量損失就會增加。由于使用高功率、即大尺寸的馬達(dá),可以獲得無需變速箱的優(yōu)點(diǎn),但在車身尺寸較小的汽車中,如何在有限的空間內(nèi)配備混合動力系統(tǒng)則又成為一個(gè)課題。

而在并聯(lián)式系統(tǒng)(圖2-b)中,馬達(dá)和發(fā)動機(jī)都用于驅(qū)動車輪,發(fā)動機(jī)并不專用于發(fā)電,一般不另外配備發(fā)電機(jī)。減速時(shí)的能量再生以及不用馬達(dá)行駛時(shí)的發(fā)電都是將馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)使用。發(fā)動機(jī)提供的動力一般要通過變速箱傳遞給車輪。

通常,發(fā)動機(jī)在極低轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)其節(jié)流閥基本處于關(guān)閉狀態(tài),因此向氣缸內(nèi)吸入混合氣體時(shí)的阻力變大,導(dǎo)致效率降低。而且,轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)不到一定程度,就無法實(shí)現(xiàn)大扭矩。而在高轉(zhuǎn)速區(qū),即使能實(shí)現(xiàn)一定程度的扭矩,但摩擦損失增大,也會導(dǎo)致效率降低。此外,馬達(dá)雖然在極低轉(zhuǎn)速區(qū)就能實(shí)現(xiàn)高扭矩,但轉(zhuǎn)數(shù)超過一定程度后,隨著轉(zhuǎn)數(shù)的增加,扭矩會逐漸降低。

并聯(lián)式混動系統(tǒng)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn),第一,通過將馬達(dá)和發(fā)動機(jī)都用于車輪驅(qū)動,可以彌補(bǔ)上面提到的扭矩不足的缺點(diǎn)。第二,通過優(yōu)化馬達(dá)和發(fā)動機(jī)的扭矩分配,可提高效率。換言之,就是無需為了改善燃效而犧牲高動力行駛。

混連方式就是將串聯(lián)方式和并聯(lián)方式組合在一起(圖3)。

圖3:混連式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

實(shí)線箭頭表示機(jī)械動力的傳輸,虛線表示電力的傳輸。紅色箭頭表示行駛時(shí)的能量傳輸,綠色箭頭表示減速能量再生時(shí)的能量傳輸。PCU為動力控制單元。

混連方式與串聯(lián)方式一樣,除馬達(dá)外還配備了發(fā)電機(jī)(或者兼作馬達(dá)的發(fā)電機(jī)),可以一邊用發(fā)動機(jī)發(fā)電,一邊將所發(fā)電力用于馬達(dá)行駛。另外,還能像并聯(lián)方式那樣,直接用發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輪,讓馬達(dá)和發(fā)動機(jī)相互彌補(bǔ)扭矩不足的缺點(diǎn)來行駛。

也就是說,混連式系統(tǒng)不僅具備串聯(lián)方式可保持發(fā)動機(jī)在高效狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn),而且還具備并聯(lián)方式無需犧牲高動力行駛的優(yōu)點(diǎn)。采用混連式混動系統(tǒng)的車輛除了新款雅閣混動車型以外,還有豐田的混合動力車“普銳斯”和“Aqua”,以及三菱的插電式混合動力車“歐藍(lán)德PHEV”等。

(責(zé)編:值班編輯、莊紅韜)

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