敘述串聯(lián)式混合動力電動汽車純電動模式

串聯(lián)混合方式是混合動力汽車的一種基本構(gòu)型，其驅(qū)動系統(tǒng)之間是通過能源聯(lián)合，而非機械動能的聯(lián)合，其特點可描述如下。

①驅(qū)動輪只由電動機驅(qū)動，發(fā)動機與驅(qū)動輪之間無直接的機械連接。

②是一種能源的混合。

③汽車上具有兩個或兩個以上的能量源。

結(jié)構(gòu)特點

串聯(lián)式混合動力汽車由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三大主要部件組成。這三個動力源通過串聯(lián)的方式連接在一起，其結(jié)構(gòu)原理如圖2-11所示。發(fā)動機僅用于驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，并不直接驅(qū)動汽車。發(fā)電機所發(fā)出的電能供給電動機來驅(qū)動整車行駛或者存儲于動力電池中。驅(qū)動系統(tǒng)中只有一種能量傳輸路線。

圖1：串聯(lián)式混合動力汽車

發(fā)動機和發(fā)電機組成一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電動機需要的電能。當(dāng)發(fā)動機輸出的功率超過汽車行駛所需要的功率時，多余的能量被用來向動力電池充電。必要時使用動力電池向電動機供電，驅(qū)動汽車行駛。在串聯(lián)式混合動力汽車中，只有電動機直接與驅(qū)動軸機械連接，而發(fā)動機與驅(qū)動軸之間無直接的機械相連，電動機直接驅(qū)動是唯一的驅(qū)動模式。這就使發(fā)動機從路面負(fù)荷中解耦出來，能夠在很大程度上減少發(fā)動機工作區(qū)間的變換頻率，使控制發(fā)動機的工作狀態(tài)變得相對容易，發(fā)動機可以經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的工作區(qū)間。但是，發(fā)動機輸出的機械能由發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，再由電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能用以驅(qū)動汽車，經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，中間伴隨著能量的損失，其能量利用率偏低。串聯(lián)式系統(tǒng)各動力源的功率較大、外形大、質(zhì)量也大，一般不太適合在中小型汽車上使用，主要用于大客車。

驅(qū)動模式

串聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點，決定了此種構(gòu)型有以下幾種驅(qū)動模式。

1、純電動模式

該模式下發(fā)動機不啟動，在車輛負(fù)荷較小、電池電量充足的情況下，動力電池單獨向電動機供電以驅(qū)動汽車行駛。

圖2：串聯(lián)純電模式能量流動

2、串聯(lián)驅(qū)動模式

車輛負(fù)荷較大，但是車輛所需的驅(qū)動功率又不超過發(fā)動機的最大功率時，此時由發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，將電能提供給電動機驅(qū)動車輛。由于發(fā)電機產(chǎn)生的電能直接流向電動機，所以這已傳遞路徑的效率要高于經(jīng)過電池再輸入電動機的效率。

圖3：串聯(lián)發(fā)動機單獨驅(qū)動模式

3、聯(lián)合驅(qū)動模式

車輛再加速、爬坡、大負(fù)荷運行等工況下，發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生的電流直接流向電動機，不經(jīng)過電池，同時動力電池也向電動機供電。此時，混合動力汽車的動力性達(dá)到最大。

圖4：串聯(lián)聯(lián)合驅(qū)動模式

4、能量回收模式

當(dāng)汽車以較低車速減速或者制動時，汽車工作于能量回收模式。此時電動機工作于發(fā)電模式，將汽車的動能轉(zhuǎn)化為電能存儲在動力電池種，以在必要時釋放出來驅(qū)動汽車行駛。

圖5：串聯(lián)能量回收驅(qū)動模式