【摘 要】日本豐田公司推出的普銳斯混合動(dòng)力汽車是油電混合較為成熟的代表，而普銳斯混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)在于如何配合使用兩種動(dòng)力：電力動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，本文將從電力動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工作原理方面介紹普銳斯混合動(dòng)力汽車的工作原理。

【關(guān)鍵詞】普銳斯 混合動(dòng)力 工作原理

環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的三大問題之一，采用汽油、柴油作為燃料的汽車所排放的尾氣對(duì)環(huán)境造成的污染總所周知，尾氣中的二氧化硫、一氧化碳和氮氧化合物已成為大氣中的主要污染源，對(duì)人的身體健康有極大的危害。現(xiàn)今，汽車與人們的日常生活和生產(chǎn)已密不可分，因此隨著空氣質(zhì)量的日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，開發(fā)低排放、低油耗的新型汽車成為了當(dāng)今汽車工業(yè)界的緊迫任務(wù)。

20世紀(jì)90年代以來，世界各國(guó)對(duì)環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動(dòng)汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動(dòng)汽車的天下，但是，目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動(dòng)汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，故目前電動(dòng)汽車還無(wú)法取代內(nèi)燃機(jī)汽車，除非燃料電池技術(shù)有重大突破。現(xiàn)實(shí)迫使汽車工程師們想出了一個(gè)兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動(dòng)力裝置的汽車，日本豐田公司推出的普銳斯混合動(dòng)力汽車則為目前較為成熟的代表。普銳斯混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)在于如何配合使用兩種動(dòng)力：電力動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，下面本文將從驅(qū)動(dòng)動(dòng)力工作原理方面介紹普銳斯混合動(dòng)力汽車的工作原理。

一、普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)組成

如圖1所示，普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由MG1、 MG2、 HV蓄電池、變頻器、發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、差速器等組成。根據(jù)車輛的行駛狀況，普銳斯高效率地綜合使用兩種動(dòng)力一一發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要?jiǎng)恿?。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分為兩部分：由混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋中行星齒輪組提供給車輪的動(dòng)力和提供作為發(fā)電機(jī)的MG1的動(dòng)力。混合動(dòng)力變速驅(qū)動(dòng)橋包括MG1、MG2和行星齒輪組，并且在這些組件的配合下，通過無(wú)級(jí)變速使車輛平穩(wěn)地行駛。

二、普銳斯混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)形式

（一）發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

發(fā)動(dòng)機(jī)通過行星齒輪驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，發(fā)電機(jī)（MG1）由發(fā)動(dòng)機(jī)通過行星齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，為電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供電能。

（二）個(gè)性化的動(dòng)力選擇模式

普銳斯汽車在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方面提供了三中選擇模式：EV（純電動(dòng)模式）＼ECO（節(jié)能模式）和PWR運(yùn)動(dòng)模式

（三）電動(dòng)機(jī)（MG2）驅(qū)動(dòng)

如圖2所示，電動(dòng)機(jī)（MG2）接收來自HV蓄電池的電能，以驅(qū)動(dòng)車輛。

三、普銳斯混合動(dòng)力汽車在幾種負(fù)荷下的工作原理

（一）無(wú)負(fù)荷

當(dāng)遇到紅燈停駛，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)熄火，電動(dòng)機(jī)（MG2）連接電源，此時(shí)看作為汽車動(dòng)力無(wú)負(fù)荷工作。這樣避免了怠速運(yùn)轉(zhuǎn)造成無(wú)謂的油耗，更不排放CO2 等污染物。

（二）小負(fù)荷動(dòng)力

在沒有急加速的低速運(yùn)行狀態(tài)（包括啟動(dòng)和倒車）看作是汽車動(dòng)力處在小負(fù)荷工作狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)（MG2）接收來自HV蓄電池的電能，以驅(qū)動(dòng)車輛。

（三）正常負(fù)荷動(dòng)力

正常的速度要求下，動(dòng)力一般由發(fā)動(dòng)機(jī)提供。動(dòng)力由動(dòng)力分配裝置分成兩條路徑：—條為驅(qū)動(dòng)生電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，另—條直接驅(qū)動(dòng)車輪。

（四）大負(fù)荷動(dòng)力

需要較高的動(dòng)力輸出的狀態(tài)看作為大負(fù)荷動(dòng)力，高速、急加速時(shí)確認(rèn)為大負(fù)荷動(dòng)力，此時(shí)動(dòng)力控制單元將蓄電池的電壓升至500V，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力加大大功率電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，提供更高輸出效率。

四、能量回收形式

（一）發(fā)電機(jī)（MG1）發(fā)電

發(fā)電機(jī)（MG1）由發(fā)動(dòng)機(jī)通過行星齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，為HV蓄電池充電。

（二）車輪的動(dòng)能回收

車輛減速時(shí)，車輪的動(dòng)能被回收并轉(zhuǎn)化為電能，并通過電動(dòng)/發(fā)電機(jī)為HV蓄電池再次充電。

總之，在汽車行駛時(shí)，普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)將根據(jù)行駛中的狀況決定驅(qū)動(dòng)模式，或單獨(dú)使用電動(dòng)機(jī)，或電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)。由電腦控制的動(dòng)力分離裝置和動(dòng)力控制單元，使燃料消耗始終保持在較低的水平。

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