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『保时捷』三种插电式混合动力系统原理及优劣分析


所谓插电式混合动力
插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Vehicle ， 简称PHV） ， 简单说就是介于电动车与燃油车两者之间的一种车 。 他既有传统汽车的发动机、变速箱、传动系统、油路、油箱 ， 也有电动车的电池、电机、控制电路 。 而且电池容量比较大 ， 有充电接口 。
与雷克萨斯RX450h这种非插电的混合动力汽车相比 ， 插电混合动力汽车电池容量更大 ， 可以支持行驶的里程更长 。 如果每次都是短途行驶 ， 有较好的充电条件 ， 插电混合动力汽车电池可以不用加油 ， 当做纯电动车使用 ， 具有电动车的优点 。
与特斯拉Model S这种纯电动车相比 ， 插电混合动力汽车电池容量要小很多 ， 但是带有传统燃油车的发动机 ， 变速箱 ， 传动系统 ， 油路、油箱 。 在无法充电的时候 ， 只要有加油站就可以一直行驶下去 ， 行驶里程不受充电条件的制约 ， 又具有燃油车的优势 。
但是 ， 因为一辆车内要集成电动车、燃油车两套完整的动力系统 ， 插电混合动力汽车的成本较高 ， 结构复杂 。 重量也比较大 ， 相对于单纯的燃油车和电动车又有劣势 。 不过 ， 在充电站大面积普及 ， 充电时间大幅提高之前 ， 插电混合动力汽车作为燃油车与电动车之间的过渡产品将长期存在下去 。
插电混合动力汽车的分类
虽然都叫插电混合动力汽车 ， 但实际上根据结构不同 ， 插电混合动力是可以分成几类 ， 各个厂商也都根据自己对插电混合动力的理解制造不同类型的插电混合动力汽车 。 简单分一下 ， 可以分成下面几类：
增程型插电混合动力
这一类插电混合动力 ， 严格来说仍然是电动车 。 车内只有一套电力驱动系统 ， 包括电机、控制电路、电池 。 增程型插电混合动力车的电动机直接驱动车轮 ， 发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电 。 因为发动机并不直接驱动车轮 ， 因此也不需要变速箱 。 这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机 。
『保时捷』三种插电式混合动力系统原理及优劣分析
本文插图

增程式插电混合动力结构
这种模式的优点很明显：
具有电动车的安静、起步扭矩大的优点 ， 可以当纯电动车使用 ， 在充电方便的条件下只充电、不加油 ， 使用成本较低；
相比其他插电混合动力模式 ， 增程型插电混合动力可以不用变速箱 ， 成本略有降低 。 由于带有发动机发电 ， 只要有加油站就可以一直跑下去 ， 在不方便充电的地方不会被迫拖车 ， 解决基础设施不足的问题；
因为发动机不直接驱动车轮 ， 发动机转速和车轮转速、汽车速度没有直接关系 ， 通过控制系统优化 ， 可以让发动机一直工作在最佳转速 ， 即使在充电不便时 ， 市内堵车路况下油耗也比较低 ， 发动机噪音也可以控制的非常小 。
当然 ， 这种模式也有缺点：
由于发动机和发电机并不直接驱动车轮 ， 造成了这部分功率的浪费 ， 而发动机和发电机带来的重量并不减少 。 譬如：一辆增程式插电混合动力汽车发动机功率50KW ， 发电机功率50KW ， 电动机功率100KW ， 整车携带了总功率200KW发动机和电机 ， 但是能驱动车轮的功率只有100KW 。
在高速路况下 ， 油耗反而偏高 。 这是因为高速路况下 ， 如果发动机直接驱动车轮 ， 可以一直工作在最佳工作模式 ， 而增程式插电混合动力多了一个转换过程 ， 转换本身要消耗能量 ， 造成油耗反而偏高 。
这一类的代表车型有宝马i3（可选装增程模块） ， 雪佛兰沃蓝达（有隐藏的直接驱动模式） ， Fisker卡玛和奥迪A1、e-tron 。
并联式插电混合动力汽车
这一类插电混合动力车内有两套驱动系统 ， 大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成 ， 电动机与发动机共同驱动车轮 。 车内只有一台电机 ， 驱动车轮的时候充当电动机 ， 不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机 。


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