“Hybrid“一词来源于拉丁语“Hybrid “,意思时杂交或混合的意思。在技术层面,“Hybrid “指一种系统,该系统将2种不同的技术组合在一起使用。当应用于动力系统方面,”Hybrid”这个概念用于2个方向)双燃料动力和混合动力技术,我国通常取后一种含义。所谓混合动力是指将2种不同的动力装置组合在一起来使用,且这2种动力装置的工作原理是不同的。就目前来讲,混合动力技术是将内燃机与电动机组合在一起这种形式,也称之为油电混合动力,该技术可用作发电机从制动能量中回收电能(能量回收),用作发动机来驱动车辆及用作内燃机的起动机。
根据混合动力系统基本结构,混合动力可分为3种形式:全混合动力、中度混合动力和微混合动力。
(1)l全混合动力系统。如图12所示,在全混合动力车辆中,将1台大功率电动机与内燃机组合在一起,可以以纯电动方式来驱动车辆行驶。在达到规定条件的情况下,该电动机会辅助内燃机来工作;在车辆低速行驶时,完全由电力来驱动车辆;内燃机可以实现起动停止功能。另外,系统还具有能量回收功能,用以给高压蓄电池充电。在内燃机和电动机之间有1个离合器,通过它可以断开这2个系统,内燃机只在需要时才接通。
全混合动力系统按其结构形式的不同又可分为并联
式、功率分配式、串联式和功率分配串联式等4种方式。
①并联式混合动力系统。并联式混合动力系统的特点是结构简单,这种方案可以保留车辆上大部分原有的零部件。如图1所示,内燃机、电动机和变速器装在同一根轴上,内燃机和电动机各自的功率加起来就是总功率。对于四轮驱动车辆来说,4个车轮的驱动力由托森差速器和分动器来传输。途锐车的混合动力就采用这种结构。
②功率分配式混合动力系统。功率分配式混合动力系统有时也称为分支式混合动力系统。如图13所示,该系统除配备内燃机外,还有l台电动机/发电机,二者均安装在前轴上,驱动力由内燃机和电动机共同提供,通过行星齿轮机构传递给变速器。与并联式混合动力系统不同,两种不同动力输出并不能全部传递给驱动轮,其中一部分用以驱动车辆,另一部分作为电能储存在高压蓄电池内。
③串联式混合动力系统。如图14所示,在串联式混合动力系统中,车辆只通过电动机来驱动,内燃机和驱动轴之间没有机械连接。内燃机带动一个交流发电机,该交流发电机在车辆行驶时为电动机/发电机供电或给高压蓄电池充电。
④功率分配串联式混合动力系统。如图巧所示,该系统就是把功率分配式混合动力系统和串联式混合动力系统综合在一起,适用于四轮驱动的车辆。该系统有一个内燃机和2个电动机/发电机,其中内燃机和电动机/发电机1安装在前轴上,电动机/发电机2则安装在后轴上。
(2)中度混合动力系统。如图16所示,中度混合动力系统在技术上和部件方面都与全混合动力系统是一样的,只是它不能以纯电动方式来驱动车辆行驶。它也有能量回收、起动停止及助力(Boost)功能。
(3)微混合动力系统(图17)。使用微混合动力系统,电动部件(起动机/发电机)只是用来执行起动一停止功能。一部分动能在制动时又可作为电能使用(能量回收)。同样,微混合动力系统也不能以纯电动方式来驱动车辆行驶。因发动机需频繁起动,对12V蓄电池的特性做了匹配以适应频繁起动发动机的要求。