第二节
混合动力电动汽车的类型

1.根据混合动力驱动的连接方式分类

（1）串联式混合动力系统

使用串联方案的混合动力车辆包括一个驱动电机和一个内燃机，其特点是仅由驱动电机直接对驱动轮产生影响，因此这种结构被称为串联结构。

由内燃机驱动一个可以为电动行驶传动装置和电存储器提供能量的发电机。通过供电电子装置控制电能量流。根据动力蓄电池和充电策略、作用范围以及动力性，确定发电机与电存储器的大小。

由于附加发电机的结构非常复杂，因此取消了手动变速箱。此结构可以对串联混合动力中的组件进行非常灵活的布置。串联式混合动力车辆的最大缺点是需要进行两次能量转换，导致效率下降。必须按照最大驱动功率设计内燃机和发电机。与并联式混合动力车辆相比，在内燃机效率相同的情况下串联式结构会产生更多的排放量且耗油量增大，如图1-2-1所示。

（2）并联式混合动力系统

与串联式混合动力不同，在并联式混合动力系统中内燃机和驱动电机都要与驱动轮进行机械连接，如图1-2-2所示。

驱动车辆时既可以单独也可以同时使用两种动力传动系统，因此将这种系统称为并联式混合动力系统。

由于可以将两个动力源的功率进行叠加，所以这两个动力源可以采用更小和更轻的设计。这样可以在质量、耗油量和CO ₂ 排放量方面更具优势。驱动电机也可以作为发电机使用。在滑行阶段或制动时驱动电机会产生电能，通过供电电子装置的控制将其存储在动力蓄电池内，降低了耗油量。并联式混合动力车辆与串联式混合动力车辆相比用车成本更加低廉。

（3）功率分支式混合动力系统

因为在这种混合动力传动装置中可以用串联和并联的方式传递动力，所以该系统被称为串并联或功率分支式混合动力系统，如图1-2-3所示。

该系统针对不同行驶状态提供以下运行模式：

1）由内燃机驱动发电机（电机1），以便为动力蓄电池充电。

2）由内燃机驱动发电机（电机1），使用其所产生的电能驱动电机2（串联式混合动力）。

3）与电机一样，内燃机以机械方式与驱动轴相连，由两个传动装置同时驱动车辆（并联式混合动力）。

在这种组合式混合动力传动装置中，只需使用一个离合器就可以完成两种运行模式的切换。使用功率分支式混合动力传动装置的车辆，可以在某一特定速度下以纯电动方式行驶。此外，通过两种传动装置良好的组合，可以使内燃机始终在其最佳运行范围内工作。功率分支式混合动力传动装置的缺点是传动控制复杂且成本较高，通常只有在重度混合动力中才会使用功率分支式混合动力系统。

（4）插电式混合动力系统

混合动力技术的一种扩展被称为插电式混合动力系统。使用插电式混合动力可以进一步降低耗油量，为电存储器充电时不再使用内燃机，而是可以通过附加的供电系统为其进行充电。电存储器有足够的电容量时，可以在短距离内实现无排放且安静的电动驱动，当行驶距离较长或电存储器没有电时再次起动内燃机。为了能够存储更多来自供电系统的电能，在插电式混合动力系统中使用了容量较大的电存储器，以便可以增加电动驱动的距离，如图1-2-4所示。

2.根据输出功率占的比重分类

（1）微混合动力系统

微混合动力车辆是一种初级混合动力车辆，如图1-2-5所示。采用了普通12V蓄电池技术的微混合动力车辆的驱动电机功率仅为2～3kW。由于功率和电压较小，因此限制了制动和滑行阶段中能量回收利用的效率。微混合动力车辆回收的电能是提供给12V车载网络用的。

该系统具有使用传统起动机或集成式起动电机实现的起动/停止功能。起动/停止功能的缺点是由于经常起动，所以会对曲轴产生较大的磨损。微混合动力车辆会产生附加的重量和成本，所以相应的费用也会增加，但是增加的费用低于减少的耗油量费用。根据定义严格地讲，微混合动力车辆并不能算是混合动力车辆，因为它仅有一种驱动类型。

（2）轻混合动力系统

轻度混合型混合动力汽车是以发动机为主要动力源，驱动电机作为辅助动力，在车辆加速和爬坡时，电机可向车辆行驶系统提供辅助驱动力的混合动力汽车。轻度混合型混合动力汽车的混合度大于10%，可以达到30%左右。

它在传统汽车基础上，增加了怠速起停、加速助力、制动能量回收和行驶（巡航）充电功能，如图1-2-6所示。

轻度混合型混合动力系统采用了集成式起动发电一体式电机（Integrated Starterand Generator，ISG）。与微混型混合动力系统相比，轻度混合动力系统除了能够实现用电机控制发动机的起停外，还能够在混合动力汽车制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收；在行驶过程中，发动机的动力可以在车轮的驱动需求和发电机发电需求之间进行调节。

当混合度达到20%～30%时，一般采用高压驱动电机，在汽车加速或者大负荷工况时，驱动电机能够辅助发动机驱动车辆，补充发动机本身动力输出的不足，提高整车性能。有的资料把混合度达到20%～30%的混合动力汽车称为中度混合型混合动力汽车，是最常见的一类混合动力系统。

本田汽车公司旗下的Insight、Accord和Civic混合动力汽车都采用并联式结构的轻度混合动力系统。

（3）重度混合动力系统

重度混合型混合动力汽车是以发动机和/或驱动电机为动力源，且驱动电机可以独立驱动车辆正常行驶的混合动力汽车。重度混合动力系统采用电压高达600V以上的高压驱动电机，混合度大于30%，可以达到50%以上，在城市循环工况下节油率可以达到30%～50%。

它在传统汽车基础上，增加了怠速起停、加速助力、制动能量回收、行驶（巡航）充电和低速纯电动行驶功能，如图1-2-7所示。

重度混合型混合动力汽车的特点是动力系统以发动机为基础动力，驱动电机为辅助动力。它采用的电机功率更高，完全可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。因此，重度混合车型无论是在起步还是低速行驶状态下都不需要起动发动机，依靠驱动电机就可以完全胜任，在低速时就像一款纯电动汽车。在急加速和爬坡运行工况下车辆需要较大的驱动力时，驱动电机和发动机同时为车辆提供动力。随着电机、电池技术的进步，电机参与驱动的工况逐渐增加，重度混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

3.根据外接充电能力分类

（1）外接充电型混合动力汽车

外接充电型混合动力汽车是一种被设计成在正常使用情况下，从非车载装置中获取电能量的混合动力汽车。插电式混合动力汽车（Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV）属于此类型。

插电式混合动力汽车可以利用电网为动力蓄电池充电，同时也可以在加油站给汽车加油。它可以使用纯电模式驱动车辆行驶，且纯电动行驶里程较长；电能不足时，车辆仍然可以用重度混合模式行驶。插电式混合动力系统的驱动电机功率比纯电动汽车的稍小，动力蓄电池的容量介于重度混合动力汽车和纯电动汽车之间，如图1-2-8所示。

（2）非外接充电型混合动力汽车非外接充电型混合动力汽车是一种被设计成在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力汽车，油电混合动力汽车属于此类型，如图1-2-9所示。

油电混合动力汽车是非插电的混合动力汽车，动力来源主要是发动机，驱动电机只是一个辅助动力源，纯电驱动的续驶里程短。

油电混合动力汽车的动力蓄电池容量很小，仅在起/停、加/减速的时候供应/回收能量，不能外部充电，纯电模式续驶里程短；插电式混合动力汽车的动力蓄电池容量较大，可以外部充电，可以用纯电模式行驶，电池电量耗尽后再以混合动力模式行驶。 5SWYx1daSirUhORetks8VqPz84gE9e4jq3E2VjdJYremwGg6pq2hBfqIsD0raPnd