什么是串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)
串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)是以內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,電能經(jīng)控制單元傳至電池,再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。在此系統(tǒng)里,電池宛如電能“蓄水池”,調(diào)節(jié)著發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)間的能量,保障車輛正常運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)燃機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輪,而是專職發(fā)電。盡管存在兩次能量轉(zhuǎn)換,效率相對(duì)不高,但它能讓內(nèi)燃機(jī)保持在最佳工況,未來(lái)在特定領(lǐng)域仍有發(fā)展?jié)摿?。
具體來(lái)說(shuō),在串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,當(dāng)車輛啟動(dòng)或處于低速行駛等工況時(shí),主要由電池為電動(dòng)機(jī)提供電能,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛前行。此時(shí)內(nèi)燃機(jī)可能并不工作,從而避免了內(nèi)燃機(jī)在低效工況下運(yùn)行,減少了燃油消耗和尾氣排放。
而當(dāng)車輛的電池電量不足,或者需要更大動(dòng)力輸出,例如高速行駛、爬坡等情況時(shí),內(nèi)燃機(jī)便會(huì)啟動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,產(chǎn)生的電能一方面可以直接供給電動(dòng)機(jī),為車輛提供額外的動(dòng)力支持;另一方面,多余的電能會(huì)被存儲(chǔ)到電池中,以備后續(xù)使用。
這種系統(tǒng)的精妙之處在于,電池在其中起到了能量調(diào)節(jié)中樞的作用。它會(huì)根據(jù)發(fā)電機(jī)的發(fā)電情況以及電動(dòng)機(jī)的用電需求,靈活地儲(chǔ)存或釋放電能,確保整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。而且,由于內(nèi)燃機(jī)主要負(fù)責(zé)發(fā)電,它可以始終保持在相對(duì)穩(wěn)定的高效工作區(qū)間運(yùn)行,這大大提高了燃油的利用效率,降低了污染物的排放。
另外,串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相對(duì)簡(jiǎn)單,與傳統(tǒng)汽車的架構(gòu)相比,主要是增加了發(fā)電機(jī)、電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和逆變器等關(guān)鍵組件。這使得車輛在動(dòng)力系統(tǒng)的布局和設(shè)計(jì)上相對(duì)容易實(shí)現(xiàn),也降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本。
不過(guò),串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)也并非十全十美。由于需要經(jīng)過(guò)兩次能量轉(zhuǎn)換,從內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能,再?gòu)碾娔苻D(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能,不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些能量損失,導(dǎo)致整體的能源利用效率有所降低。而且在長(zhǎng)時(shí)間高速行駛或者電池容量有限的情況下,可能會(huì)出現(xiàn)電池續(xù)航能力不足的問(wèn)題,影響車輛的持續(xù)行駛能力。
但盡管如此,串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如讓內(nèi)燃機(jī)保持高效運(yùn)行、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單等,在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景中,例如城市公共交通領(lǐng)域,有著廣闊的發(fā)展前景。隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低,相信串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)在未來(lái)的汽車動(dòng)力領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
總之,串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)是一種獨(dú)特且富有潛力的汽車動(dòng)力系統(tǒng),它融合了內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì),通過(guò)巧妙的能量轉(zhuǎn)換與調(diào)節(jié)機(jī)制,為車輛的運(yùn)行提供了可靠的動(dòng)力支持。雖然存在一定的局限性,但隨著技術(shù)的發(fā)展,有望在特定領(lǐng)域持續(xù)發(fā)光發(fā)熱,為未來(lái)的交通出行貢獻(xiàn)獨(dú)特的價(jià)值 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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