混合動力汽車結構與原理初探

呂占

[摘 要]今天我國經濟在高速發展著，但在經濟發展的同時，又不得不正視經濟發展與環境保護之間的矛盾。汽車的數量越來越多，給人們帶來了便利，但也給環境帶來了污染。汽車的燃料是石油，大量的汽車在行駛過程中會造成資源的損耗，并且還會排放廢氣，為了適應社會的發展，汽車的動力就需要通過改變。混合動力，汽車應運而生，他是一種介于內燃機汽車和電動汽車之間的汽車，它同時具有內燃機和電動動力的汽車。他的出現不僅解決了內燃機汽車消耗資源排放廢氣的問題，又解決了電動汽車里程短成本高的問題，因此，新型的混合動力，汽車將會在很長的時間里存在著，并在向新能源動力汽車過渡的過程中，擔當主角。

[關鍵詞]混合動力，汽車結構，工作原理，未來方向

中圖分類號：TU563 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）45-0028-01

引言

現在全球資源短缺，環境問題也越來越得到人們的重視。新能源的開發無疑是長久發展的唯一出路。為此世界各國的汽車各大公司紛紛參與到開發新型高效節能汽車活動中來，雖然這些新型汽車有很多優勢，但是還是有不完善的地方。而混合動力汽車則是現階段最適合當前經濟環境發展的現代化汽車。通過內燃機和電動動力，兩種動力相互配合。互相彌補對方的缺點，并發揮自己的長處。做到了節約能源，排放污染少再要求。在新能源開發出來之前，混合動力汽車更適應人類的生活需求和社會的發展。

一、混合動力汽車的發展原因

由于人們對生態的保護越來越重視，作為大氣污染的主要因素汽車的尾氣排放也要進行對應的改變。由內燃機汽車向新能源汽車過渡。于是混合動力汽車就出現了，它是集內燃機與電動機為一體的過渡型汽車。是當前取代內燃機汽車的主要車型。

（一）內燃機汽車和電動汽車的缺點

內燃機動力汽車已經發展了很長的時間了，相關技術也非常成熟，汽車行駛中的成本，速度等一些問題，也都一一得到了解決，內燃機汽車使用起來也相對方便一些。而隨著最近人們對生態保護的要求越來越高，內燃機汽車已經不再適應社會的發展。因為內燃機車會大量燃燒石油資源并產生廢氣，極大程度上破壞了生態環境。于是哥國家開始尋找更為有力的能源來作為汽車的主要動力。電動汽車就是人們創造出來用來代替內燃機汽車。相比較內燃機汽車來說，電動汽車沒有污染耗費的資源也比較少，很快就成為各國追捧的對象。但是，由于電動汽車需要蓄電池儲存電力所以導致成本過高，并且現在的技術不能夠保證蓄電池有足夠的電力供應汽車行走足夠的里程，所以電動汽車的普及還需要對其進行近一步的改造。

（二）混合動力汽車的發展

由于內燃機汽車和電動力汽車都不符合當前社會的需求。而集內燃機和電動能源為一體的混合動力汽車，可以有效地在兩者之間進行轉換。既解決了電動汽車行駛里程不足的問題，還解決啦，內燃機汽車污染環境的問題。混合動力汽車就非常符合現代社會發展的需求，并且會在新能源汽車開發出來之前一直持續存在的。在我國人均資源非常短缺，而且環境污染非常嚴重的情況之下，混合動力汽車的研究有著非常實際的重要意義。混合動力汽車研究也逐漸成熟，技術上也日漸完善，并且混合動力汽車的普及也做得十分好。

二、不同種混合動力車的結構與原理

混合動力汽車的研究也已經經過了一段時間，有許多不同種類的混合動力汽車被創造出來。不同種類的混合動，汽車有著各自的優缺點，針對不同的需求，可以選擇不同的車型。混合動力汽車的技術現在來說也比較成熟了，下面我們就針對幾種不同的混合動力汽車進行原理和結構的探討。

（一）串聯式混合動力

串聯式混合動力汽車待會兒主要能源是電能，通過內燃機來帶動發電機，然后將產生的電能再運輸到蓄電池中儲存起來。蓄電池電能過低時，就由內燃機來提供動力，同時將蓄電池充滿。并且在遇到需要較大動力的特殊路的時候，會自動切換為內燃機提供動力，在最大程度上節約能源。串聯式混合動力多用于大客車和在城市中起步和加速比較頻繁的車。這樣可以更好調節蓄電池的電量，盡可能的發揮內燃機的作用。這種汽車主要靠電池提供動力，因此可以做到減少廢氣的排放，從而保護環境。但是由于發電機向電池傳輸電力會導致能量損耗，所以使汽車的動力效率降低。

（二）并聯式混合動力

并聯式的混合動力汽車，內燃機和電動機是兩套獨立的驅動系統，兩者既可單獨使用，也可同時使用。通過不同的離合器，可以實現兩者有效的切換。在需要較大功率的時候使用內燃機，電動機則作為補充動力。在功率需求較低的時候就關閉發電機由電動機供電，但是這需要大功率的發電機和大儲存量的蓄電池。內燃機還可向電池輸送電能，確保電能的充足。并聯式混合動力主要運用于汽車高速運行的情況，內燃機直接驅動汽車，避免了電能轉換過程中的損耗，提高了，能源的利用率。但是由于主要是由內燃機提供動力，所以排放廢氣多于串聯式混合動力，而且路況對車的影響比較大。

（三）混聯式混合動力

混聯式混合動力就是由串聯式和并聯式綜合使用而形成的，在汽車高速行駛時就使用并聯式混合動力，在加速或者上坡的時候，配合發電機，將混聯式混合動力汽車的優勢充分發揮。在低速運行時，就采用串聯式混合動力，主要供能是發電機，減少尾氣的排放。混聯式就是在并聯式混合動力的基礎上增加了一套發電機，它不僅能直接供能，也可以向電池輸送電能，有效的節約了能源。混聯式混合動力將串聯式和并聯式的優點充分的融合起來，既降低了資源的消耗又減少了廢氣的排放。由于混聯式是兩者的結合體，相對來說情況復雜，所以要掌握好控制策略，以及內燃機和發電機的轉換，將二者的最大功效發揮出來，在最大程度上節約資源減少污染。目前市面上有許多汽車，就是采用了混聯式混合動力系統（如豐田），而且效果也非常的好。

結論

本文對串聯式并聯式和混聯式的混合動力汽車的結構和原理，進行了分析，對三者的缺點和優點也進行了介紹。社會對生態環境的需求越來越高，這就要求汽車行業一定要對汽車的動力系統進行相應的改造，設計出節約能源，尾氣排放量少的動力系統，適應現代社會對環境的要求。由于我國現在的能源情況和技術水平，混和動力汽車將長時間存在著，因此對混合動力汽車的研究是十分有必要的，也是有著重要意義的。混聯式混合動力的汽車系統結合了兩者的優勢，在汽車行業廣泛應用著。但是對這三種混合動力汽車來說，無論是哪一種，都要注意把握好控制策略，將內燃機和發電機的轉換掌握好。

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