汽車動力技術手冊:三種主流混合動力技術淺析

汽車給我們帶來了舒適便捷，但同時也對環境造成了明顯傷害。如何能夠解決汽車存在所帶來的矛盾呢？廠家想到了開發新能源車型，而以電能作為能源驅動車輛成為了發展趨勢。不過，純電動車的商業化之路還很遙遠，高昂的成本和不夠穩定的電池組成了阻礙電動車發展的兩大瓶頸。為了不讓新能源技術的研發停滯，采用汽油發動機和電動機共同驅動車輛的混合動力系統成為了廠商競相關注的新課題。

　　我們通常所指的混合動力車型就是采用汽油發動機加電動馬達作為動力來源的車型，比較常見的就是豐田普銳斯?；旌蟿恿囆褪褂玫?a class="contentlabel" href="http://www.czjhyjcfj.com/news/listbylabel/label/汽油發動機">汽油發動機與普通車型沒有任何區別，不過其安裝的一到兩個電動馬達卻具有高扭矩輸出的特點。位于車輛底部或后部的電池組向電動馬達輸送能力，帶動其驅動車輛行進；當電池電量不足時，電動馬達又能以發電機的模式工作，為電池組充電。以下我們將為您介紹三種主流的混合動力系統。

　　IMA

　　IMA - integrated motor assist系統是由本田汽車公司研發，工程人員將電動馬達和發電機與汽油發動機鏈接在一起，并且置于變速箱前部。電動馬達起到輔助發電機驅動車輛的作用。這樣可以使得車輛搭載體積更小，排量更低的發發動機時也能獲得足夠的驅動力。以思域混合動力車型為例，普通車型最小排量為1.8升，混合動力車型排量則僅為1.3升。由于與發動機進行直接連接，因此電動馬達無法在發動機關閉狀態下進行工作。

　第一代IMA混合動力系統的電動馬達功率太低，所以車輛無法依靠純電力模式行駛。目前，性能提升后的電動馬達可在車輛關閉發動機，且處于巡航狀態下獨立驅動車輛以保持車速。當車輛制動時，與發動機連接的發電機就會將車輛減速時的動能進行回收并用于發電。同時，發電機還承擔著發動機啟動電機的作用。當等紅燈時，發動機會自動關閉，此時再次啟動就需要發電機的輔助。當然，為保證車輛的可靠性，還有一套常規的啟動電機作為備份。IMA系統是目前原理最簡單，同時維修保養成本最低的混合動力解決方案。

　　Hybrid Synergy Drive

　　豐田汽車推出了Hybrid Synergy Drive（HSD），這套系統也是由一臺電動馬達和一臺發動機組成，不過在安放位置上與本田的IMA系統存在區別。其中的一臺電動馬達與發動機直接相連，另外一臺則沒有直接連接發動機。豐田這套系統最為關鍵的設計就是復合式行星齒輪變速箱。發動機和與其相連的電動馬達組合在一起形成一套驅動單元，另外一臺電動馬達形成第二個驅動單元。這兩套單元可由車載電腦靈活調配，通過變速箱對驅動輪傳遞動力。

　　加速時，第一套動力單元通過變速箱向車輪傳遞動力；在純電力模式下，第二套動力單元取代發動機和電動馬達，單獨為車輪提供動力，此時發動機和與其相連的電動馬達均處于關閉狀態。車輛減速時，HSD混合動力系統的電動馬達也會與IMA系統一樣，轉變為向電池組充電的發電機。兩套系統的不同點在電池組滿電情況下才會體現出來。當電池組充滿電后，發動機所產生的電能將會輸往與發動機相連的電動馬達，馬達通過對發動機轉速的干預來達到輔助車輛減速的目的。所以，當你駕駛一輛豐田品牌的混合動力車時，并不需要對剎車踏板過分敏感，電動馬達提供的減速度已經基本夠用。只有在停車或遇上緊急情況時車輛原本的剎車系統才能派上用場。這套系統的誕生為由車載電腦控制的線控剎車及油門系統提供了前提條件。