汽车纯电动发动机

混合动力电动汽车是将原动机、电动机、能量存储装置(蓄电池)等组合在一起,它们之间的良好匹配和优化控制,可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点,避免各自的不足,是当今最具实际开发意义的低排放和低油耗汽车。在本模块我们将会学习混合动力汽车的发展及分类,掌握混合动力汽车的结构和原理,然后进一步掌握混合动力汽车各个部件的维修。

【案例】

国内混合动力电动汽车车型实例

(一)长安杰勋混合动力电动汽车

长安杰勋混合动力电动汽车,是在长安的MPV杰勋车上装了油电混合动力发动机而制成的。它采用汽油发动机和电动机混合联动模式作动力系统,即在车辆减速时将动能通过电动机转换成电能,存储在镍氢电池中,起步或加速时再释放出来,以此减轻发动机的负荷。另外,在停止行进时都可自动关闭发动机以节约燃油。它具有以下特点。

(1)燃油经济性。通过实现加速助力、制动能量回收和怠速起停这三大混合动力功能,在动力性能与传统车相当的情况下,28工况百千米油耗小于等于6.8 L。汽车行驶时,发动机将在最经济的条件下运行,电动机在适当时进行辅助助力,遇到红绿灯时发动机停止工作、下坡和减速时进行制动能量回收等路况,可以有效节能,油耗比传统车降低20%。

(2)排放限值满足国IV标准。

(3)与原汽油机汽车比较,单车成本增加不到2万元,性价比具有卓越的竞争优势。主要技术参数:外形尺寸4445 mm×1768 mm×1640 mm;轴距2710 mm;前轮距1500mm;后轮距1487 mm;轮胎规格195/65R15 91H;总质量1950 kg;整备质量1501kg;最高车速160 km/h;发动机型号JL475Q3;发动机排量1497 m L,功率69k W;混合动力电动汽车ISG驱动电动机,额定功率10k W;电池类型为镍氢动力电池,额定工作电压144 V,额度容量6 A·h。

长安杰勋混合动力电动汽车如图3-1所示。

(二)奇瑞A5混合动力电动汽车

奇瑞A5混合动力电动汽车采用了双轴并联低度混合式(BSG)动力系统。该系统由1.6L汽油机、5速手动变速器、2 k W电动机和12 V铝酸电池组成。电动机采用的是爪极电动机并带有电动机控制系统,发动机采用的是直列四缸、四气阀、顶置双凸轮轴、双可变气门正时和多点电控汽油喷射式,完全满足欧Ⅳ法规要求的标准。整车性能参数:最高稳定车速大于等于180 km/h;起步加速小于等于12.8 s;城郊综合工况油耗6.3 L/km;发动机排量1.597 L,最大功率87 k W(6000 r/min),最大转矩147 N·m(4300 r/min);发电机额定功率1.5 k W,最大功率3 k W,最大转速18000 r/min,最大转矩30 N·m。奇瑞A5混合动力电动汽车外形图如图3-2所示。

图3-1　长安杰勋混合动力解剖车

图3-2　奇瑞A5混合动力电动汽车外形图

(三)奔腾混合动力电动汽车

“一汽轿车”以奔腾轿车为基础开发出了混合动力车型,是自主品牌在长安和奇瑞后第3家有能力自主研发混合动力的厂家。奔腾混合动力版轿车的成本是汽油版奔腾车型的2～3倍,实现量产后成本会逐渐降低。奔腾B70HEV采用的是油电混合系统,在搭载一台小排量的发动机的基础上,同时配备了一款高效电动机来达到两种动力混合使用的目的。奔腾B70HEV搭载的这款发动机是一汽专门针对混合动力车型而二次开发的高功效电控发动机,该引擎具备了启停控制、扭矩控制和断油控制等一系列混合动力发动机的技术亮点。电动单元采用的是镍氢电池和水冷永磁电机相搭配,电池的供电电压达到288 V,而这款优秀的电动机在1910r的基速下能带来20 k W的驱动能力。奔腾B70 HEV在能源利用上也有合理的安排,在不同的负荷工况下,奔腾B70HEV有不同的驱动模式,从而达到能量的最大化有效发挥。在低负荷情况下,能够以纯电力驱动,更带来了零排放的环保效果。奔腾B70 HEV最高时速达191 km/h,从0～100 km/h的加速时间只有12.5 s,整体油耗比普通汽车降低35%,百公里油耗达到了5.8 L,整车排放比传统汽车尾气排放减少30%。

奔腾混合动力电动汽车外形图如图3-3所示。

图3-3　一汽奔腾混合动力电动汽车

(四)东风EQ7200HEV混合动力电动汽车

东风EQ7200 HEV混合动力轿车是一款基于东风日产蓝鸟平台的油电混合动力轿车。该产品主要技术特点在于采用了混联式的机电耦合方式、AMT自动变速箱、高效节能电控小排量汽油机、高效永磁同步驱动电动机和ISG,以及镍氢电池及其管理系统。控制器之间通过CAN总线通信,具有完善的强电安全保护方案。车内的动力系统则由东风雪铁龙富康的1.6 L发动机和一个镍氢电池组成。车行驶时由电动机驱动而起步,当达到一定车速时,行车电脑会驱动汽油发动机工作;这款车还只是以汽油动力为主,电池为辅。最大车速为160 km/h;加速性能0～100 km/h加速时间小于等于14.5 s;整车排放满足欧洲Ⅲ标准;百千米油耗(城市工况)与EQ7200－Ⅲ轿车(蓝鸟)相比下降30%以上。

东风EQ7200 HEV混合动力轿车外形图如图3-4所示。

图3-4　东风EQ7200HEV混合动力轿车

(五)荣威750HYBRID混合动力电动汽车

荣威750 HYBRID混合动力电动汽车是上汽集团自主研制的混合动力新能源轿车。其核心技术与部件均在全球领先的V流程模式下由上汽独立开发完成。该车在综合工况下油耗为2.5 L/100 km,达到欧洲IV排放标准。这款车也于2008年进入路试阶段,样车速度可达到120km/h以上。荣威750 HYBRID混合动力电动汽车在2011年已实现量产。

荣威750 HYBRID混合动力电动汽车外形图如图3-5所示。

图3-5　荣威750 HYBRID混合动力电动汽车

(六)本田思域Hybrid混合动力车

东风本田思域混合动力车是第8代思域的改进版。思域混合动力系统标准配置CVT无级变速箱,混合系统能在行车中自动控制发动机的运转情况,在低速巡航时可关闭发动机仅由发电机提供动力。1.3Li－VTEC可变气门直列四缸发动机在6000 r/min时输出最大功率82.06 k W,166 N·m的最大转矩从1000 r/min便开始出现,一直持续到2500 r/min才见回落,电动机功率14.7 k W则可提供14.92 k W。每升汽油可以行驶31 km,相当于油耗为3.2 L/100 km。该款车的CO排放仅为75 g/km。

思域混合动力车型如图3-6所示。

图3-6　思域混合动力车型

(七)别克君越混合动力电动汽车

别克LACROSSE君越Eco－Hybrid油电混合动力车是国内第一款中高档量产混合动力车型。该车采用独立的电动机(最大功率7 k W,最大转矩65 N·m)－镍氢电池组(36 V,17 A·h)动力辅助系统,配合高效节能2.4LECO智能发动机(最大功率125 k W(6400 r/min),最大转矩225 N·m(4800 r/min))驱动汽车,在保证充沛动力和性能的前提下,实现了更低能耗、更少排放。在车辆减速和静止状态下发动机自动切断燃油供应,实现零排放,不仅免除了该工作状态下的燃油消耗,更营造出极致宁静的舒适车内氛围。由于装备了电动助力车速感应转向系统,发动机断油或停止工作对转向无任何影响,保证了驾乘安全。在起步和加速等动能需求大的工况下,电动机自动启动发动机并提供动力辅助,减少燃油消耗,而当匀速行驶时则能自动对电池组进行智能充电。君越Eco－Hybrid还带有制动能量回收和智能充电功能,利用每一环节回收多余能量。经反复测试,君越Eco－Hybrid油电混合动力车综合油耗下降达15%以上,由原先百千米9.8 L降至8.3 L。此外,发动机智能停机还使车辆在市区拥堵的交通条件下,大幅度减少尾气排放,充分展现了高效、节能、环保的绿色科技魅力。

别克君越油电混合动力车外形图如图3-7所示。

图3-7　别克君越油电混合动力电动汽车

上面介绍了几款国内的混合动力车型,在本模块我们将会学习混合动力汽车的发展及分类,掌握混合动力汽车的结构和原理,然后进一步掌握混合动力汽车各个部件的维修。