熊榮華：混合動力汽車故障專題解答

Q熊老師您好！我是《汽車維修與保養(yǎng)》雜志的忠實讀者，最近看上一輛“理想”品牌的混合動力汽車，準備“出手”。但是，朋友推薦豐田混合動力汽車，說豐田混合動力汽車是并聯(lián)式，理想混合動力汽車是增程式，豐田混合動力汽車才是真正的混合動力汽車。我想聽聽您的意見。

湖北讀者：李漢俊

A看來你的朋友比較“內(nèi)行”，我們開始接觸豐田混合動力汽車時，為了便于理解記憶，編輯了一段話來描述混合動力汽車：一靜、二回、三模、四能。一靜是指靜音回家功能，可以選擇純電動模式行駛，即使半夜也不擾民，可以靜悄悄地開回家。二回是指有反拖回收、制動回收功能。比如在車速100km/h時，滑行時底盤可以帶動發(fā)電機發(fā)電，制動時也可以帶動發(fā)電機發(fā)電，從而給高壓蓄電池充電。三模是指混合動力汽車既有純發(fā)動機模式，也有純電動模式，還有兩種動力一起輸出的混合動力模式。四能是指車上的電動機，既是電動機也是啟動機，還是發(fā)電機，同時也是制動器。也就是說，每個電動機都可以作為發(fā)電機使用，只要在外部驅(qū)動電機軸，電動機就會像發(fā)電機那樣輸出電能；如果向電動機輸送電能，那么它就是個驅(qū)動電機。混合動力汽車上的電動機，取代了內(nèi)燃機上傳統(tǒng)的啟動機和發(fā)電機。

如果要按照豐田混合動力汽車的標準選擇，那你喜歡的“理想”汽車，確實不屬于這種并聯(lián)式混合動力汽車，而是屬于串聯(lián)式混合動力汽車，即增程式混合動力汽車。

從概念上講，傳統(tǒng)的內(nèi)部燃燒式發(fā)動機+高壓蓄電池驅(qū)動的電機=兩者結(jié)合形成動力的汽車，均稱為混合動力汽車。與牽引階段不同，在減速階段，通過牽引電動機以電動方式來實施制動，同時為高壓蓄電池充電。駕駛員剛一松開加速踏板，一部分能量就得到了回收。在制動過程中，回收的能量也會相應增多。

混合動力有多種形式，豐田混合動力汽車與理想混合動力汽車分屬于并聯(lián)式和串聯(lián)式的混合動力模式，簡介如下：

1.并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)如圖1所示，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的特點是簡單。如果要對現(xiàn)有內(nèi)燃機汽車進行“混合動力改造”，就會使用這種結(jié)構(gòu)，并且在改造過程中可以充分利用原車上的部件。內(nèi)燃機、電動機和變速器裝在同一根軸上。內(nèi)燃機和電動機各自的功率加起來就是總功率。對于四輪驅(qū)動的車輛來說，并聯(lián)式混合動力結(jié)構(gòu)可以將動力分配到四個車輪上。

圖1 并聯(lián)式混合動力

2.串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)如圖2所示，車輛只通過電動機來驅(qū)動，內(nèi)燃機與驅(qū)動軸是沒有機械連接的。內(nèi)燃機帶動一個發(fā)電機，該發(fā)電機在車輛行駛時為電動機供電或者給高壓蓄電池充電。理想品牌增程式混合動力汽車就屬于這種類型。汽車只能由電動機牽引，發(fā)動機只能帶動發(fā)電機發(fā)電。串聯(lián)式混合動力汽車一般有以下幾種工作模式，你可以參照你選擇的產(chǎn)品，查看是否有如下功能，如果有，是可以考慮購買的。

(1)純電驅(qū)動。發(fā)動機關(guān)閉，車輛從車載電池組中獲得電能，驅(qū)動車輛前進。

(2)純發(fā)動機驅(qū)動。車輛驅(qū)動功率來源于發(fā)動機與發(fā)電機組成的發(fā)電單元，這時車載電池組既不供電也不從發(fā)電單元獲取電能。

(3)混合驅(qū)動。驅(qū)動電動機同時從電池組和發(fā)動機與發(fā)電機組成的發(fā)電單元獲取電能，驅(qū)動車輛。

(4)行車充電。發(fā)動機與發(fā)電機單元除向車輛提供行駛所需的功率外，還向電池組充電。

(5)制動能量回收。即再生制動能量回收，由牽引電動機作為發(fā)電機回收減速或制動過程的能量并向電池組充電。

(6)停車充電。牽引電動機不接收功率，車輛停駛，發(fā)動機與發(fā)電機組僅向蓄電池組充電。

混合動力汽車實際工作的工作模式需要經(jīng)過控制策略的優(yōu)化，在滿足動力性能需求的前提下，保護電池的狀態(tài)和性能，獲得更好的燃油經(jīng)濟性和更低的排放。

圖2 串聯(lián)式混合動力

Q熊老師您好！我們對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的儀表已經(jīng)非常熟悉，駕駛與維修均會看儀表了解車輛的技術(shù)狀況。請問駕駛與維修混合動力汽車，應如何看儀表？

湖北讀者：范世民

A現(xiàn)在混合動力車型很多，提問最好說明具體車型。針對具體車型，你如果仔細學習使用說明書，一定能夠了解得更多、更全面。比如奧迪Q5組合儀表上的顯示：如果高壓系統(tǒng)有故障，那么組合儀表顯示屏上的警報燈會點亮。該警報燈可能以黃色亮起，也可能以紅色亮起，并根據(jù)高壓系統(tǒng)的故障類型，顯示相應的顏色和提示文字。奧迪Q5混合動力汽車儀表指示位置及含義如圖3所示。

圖3 奧迪Q5混合動力儀表指示位置及含義

Q熊老師您好!在混合動力汽車相關(guān)知識的學習及檢修實踐中，我注意到有關(guān)混合動力分類的一些說法，其中有微混合動力驅(qū)動、中混合動力驅(qū)動和完全混合動力驅(qū)動。完全混合動力驅(qū)動又分為并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、分支式混合動力系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、分支式串聯(lián)混合動力系統(tǒng)。又有的資料中介紹輕混和重混、半程式和全程式以及電動電速等。混合動力汽車的分類讓我感到有點混亂，請熊老師幫忙解釋，謝謝！

河北讀者：孫浩

A有關(guān)混合動力汽車的類型，我認為沒有必要糾結(jié)，因為各國、各廠家的叫法不同。

通常的分類方法將混合動力汽車分為三類，一是并聯(lián)、二是串聯(lián)、三是混聯(lián)。如果將現(xiàn)有內(nèi)燃機轎車加裝一套電力驅(qū)動系統(tǒng)和原驅(qū)動系統(tǒng)并聯(lián)，可以選擇純發(fā)動機驅(qū)動，也可選擇電動機驅(qū)動或者雙動力驅(qū)動，這種形式就屬于并聯(lián)式。豐田最先開發(fā)的混合動力汽車就是這種模式。串聯(lián)式，可以讓發(fā)動機與底盤串聯(lián)，也可以讓電動機與底盤串聯(lián)。如果發(fā)動機和電動機串聯(lián)在一起，直接連接或者通過離合器連接，發(fā)動機不能直接驅(qū)動，發(fā)動機負責發(fā)電，電動機負責驅(qū)動的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，也叫增程式混合動力。如果發(fā)動機和電動機之間有一個離合器，電動機直接與變速器相連，允許電動方式驅(qū)動，也叫全程或強硬式混合動力。如果把串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合起來，就成了混聯(lián)。分支式串聯(lián)混合動力系統(tǒng)有一個內(nèi)燃機和兩個電機。內(nèi)燃機和電機1裝在前橋上，電機2裝在后橋上，這種結(jié)構(gòu)用于四輪驅(qū)動汽車。

奧迪A1屬于微混合動力驅(qū)動，使用這種驅(qū)動結(jié)構(gòu)，電動部件(啟動機/發(fā)電機)只用來執(zhí)行啟動-停止功能。一部分動能在制動時又可作為電能使用(能量回收)。這種類型不能以純電動方式驅(qū)動車輛行駛。該結(jié)構(gòu)中沒有高壓蓄電池，針對頻繁啟動發(fā)動機的特點做了匹配，使用了質(zhì)量較好的12V蓄電池，似乎不是真正的混合動力。

中混合動力驅(qū)動在技術(shù)上和部件方面都與完全混合動力驅(qū)動相同，只是它不能以純電動方式驅(qū)動車輛行駛。它也有能量回收、啟動-停止以及助力(Boost)功能，所以又稱之為半程式或溫和式混合動力系統(tǒng)。代表車型有本田思域及雅閣混動，起亞銳歐、賽拉圖、福瑞迪混動，而且這些車型均屬于串聯(lián)混合動力類型。發(fā)動機與底盤相連，驅(qū)動電機容量小，不能單獨驅(qū)動車輛。但似乎還可以對車輛驅(qū)動以輔助，勉強可以算得上串聯(lián)類型。

完全混合動力是指允許完全使用電動方式驅(qū)動車輛行駛的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)也稱之為全程式或強硬式混合動力模式。這種形式中可以分為4種類型，也就是問題中所說的：并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)、混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)和分支式串聯(lián)(四驅(qū))混合動力系統(tǒng)。

電動加速與內(nèi)燃機的強制降擋功能(可提供最大發(fā)動機功率供使用)類似。如果執(zhí)行了電動加速功能，那么電機和內(nèi)燃機就會發(fā)出最大功率(合計總功率很大，圖4)。這兩種驅(qū)動方式各自的功率合在一起，就是傳動系統(tǒng)的總功率了。從技術(shù)上來講，電機內(nèi)部是有功率損耗的，因此發(fā)電機輸出功率要小于其驅(qū)動功率。奧迪Q5混合動力汽車的內(nèi)燃機功率是155kW，電機作為發(fā)電機時是31kW，電機作為電動機時是40kW。總體算來，內(nèi)燃機和電動機作為電動機時共計可產(chǎn)生180kW的功率。

圖4 混合動力的最大功率

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