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为什么混动汽车省油

2025-10-15 09:55 发布

首先,混合动力车辆能够回收车辆减速时的能量,这不仅提高了能量利用效率,还减少了燃油消耗:

其次,混合动力系统能够调节发动机的运行工况点,使发动机在更经济的区域工作。

传统燃油汽车在调节发动机运行工况点时,通常依赖变速箱,一旦变速箱速比确定,发动机转速与车速之间的关系也就固定下来,能够调整的只有油门开度,进而影响发动机扭矩。因此,传统燃油车一旦开发完成,其燃油经济性也就基本确定。

如图1所示,横坐标代表发动机转速,纵坐标代表发动机扭矩,数值220、225、230等表示燃油消耗率(比油耗,单位为g/kWh),数值越大,燃油消耗越多。传统燃油车由于变速箱和发动机特性限制,很难在所有工况下使发动机在经济区域工作(图1中的浅蓝色区域是该发动机的经济区域)。

近年来,各企业在发动机燃油经济性研发上主要集中在两个方向:一是降低比油耗数值,二是扩大低比油耗数值区域。变速箱在燃油经济性上的主要方向则是增加档位和提高传动效率,通过增加档位,使发动机尽可能地工作在高效区域内。

然而,抛开传动效率不谈,CVT可以通过无级变速使发动机工作在高效区域附近,但CVT难以同时协调好发动机转速和扭矩。因为很多时候,车辆并不需要那么大的驱动力,发动机只能工作在中低负荷区域(图2中虚线示意范围),所以很难使发动机在所有时刻都工作在经济区域内。

混合动力系统通过双电机调节发动机的工作区域,如图3所示,电机可以像杠杆一样撬动发动机,将发动机的转速和扭矩调节到油耗最低的区域。这样一来,发动机绝大多数工况下都工作在最省油的区域,因此混动车辆自然会省油。

发动机工作在省油的区域对油耗有利,但有时候这些区域所发出的能量会大于驱动车辆所需的能量。因此,在低速行驶时,发动机多余的能量会充进电池;而在急加速或发动机停机时,电池再把能量放出来。由于需要使发动机尽可能工作在最佳油耗区,而这一区域的发动机转速和扭矩又不算小,所以很多混动车辆在低速或静止时,能明显感受到发动机工作噪音较大,且声音沉闷。

本田的混动变速箱并非ECVT,而是一种串并联架构,只有一个档位,进入并联工况后,发动机和变速箱之间只有固定的一个速比;进入串联工况后,发动机负责发电,驱动电机负责驱动,两者之间没有机械连接,此时与增程式类似。在并联模式下,驱动电机还需要发挥效力,通过调节驱动电机的扭矩大小来使发动机工作在经济区域内。

发动机驱动力不足时驱动电机补充,发动机驱动力过大时驱动电机吸收能量发电,使多余的能量存进电池。此时,原先在串联模式下用来发电的发电机完全退出工作(0扭矩输出),只有发动机和驱动电机配合工作。

由于在130km/h以上,发动机驱动力不足,变速箱只有一个档位,也没办法降档,发动机功率不足,所以当车速较高时,会分开离合器,再进入串联模式,发动机提高转速专心发电,驱动车辆的任务再次完全交给驱动电机来完成。

制约混动系统是否省油的因素很多,主要是发动机比油耗、电机电控效率和变速箱效率。电机电控和变速箱效率对油耗的贡献率随着这几年的发展,越来越趋近于极限。反倒是发动机,冷却EGR和高滚流比降油耗方面,也许还可以继续深挖。

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