五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】混合动力汽车之路(一) -- 波波粥

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                            • 家园 这个嘛,兄台说的有点问题

                              1.感应电动机正是交流电机中的一种,是最常用的交流电动机……

                              2.永磁无刷直流电机在本体设计上还有些问题,尤其是在高温环境下永磁体的退磁问题比较麻烦。当然,BLDC的优点在于调速简单而且性能好。

                              3.提到的四种电机里,直流电机已经在全面的淘汰,因为维护性不好,有电刷的损耗和环火的问题。感应电机,也就是异步机,成本低,尤其是鼠笼,可靠性不错,但在VC和DTC控制上麻烦一些。BLDC速度可以做的很高,但是转矩性能如何,很大程度上和永磁体有关,而且如2中所说,永磁体的退磁是个麻烦事,我不看好在电动汽车上的应用。SRM转子结构决定了它的可靠性肯定是最好的,但是SRM的调速性能比不上上面几种,转矩的脉动也是很大,但是SRM的成本确实是最低的。

      • 家园 逐篇花
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    • 家园 【原创】混合动力汽车之路(二)

      Prius相对于传统轿车(单纯使用内燃机)省油,这也是丰田对混合动力汽车宣传的一大卖点,但是,Prius的省油仅仅因为它采用了混合动力装置吗?在上一篇帖子里已经有过剧透,普瑞斯可以称得上是汽车空气动力学设计的杰作,它的空气阻力系数达到了0.26,而通常的1300 kg级别的轿车空气阻力系数在0.3-0.33之间,简单来说,Prius把空气阻力系数降低了约16%,经验表明,空气阻力系数每降低10%,油耗下降约7%(这个数据相对比较粗糙,具体的数据和车辆本身及平均行驶速度相关),那么Prius通过优秀的汽车空气动力学设计,使得它的油耗下降了约11%。Prius的省油,它的外形设计贡献了近一半的功劳哦!而采用混合动力装置所带来的节油效果没有丰田宣传的那么好呢

      Prius在欧洲的销售不如北美,因为欧洲轿车中,柴油车的比例非常高(约50%),相对于柴油轿车5.6升/百公里的油耗,Prius的5.2升/百公里的数据并不具有太大优势,它的费效比并不突出。欧洲厂商在轿车用柴油机技术上,相对于北美和日本厂商具有较大优势,这也是欧洲厂商前些年对于混合动力汽车的市场化上行动迟缓的一个重要原因。但是,欧洲厂商对混合动力技术上的投入也是不遗余力的,为什么呢?因为混合动力汽车相对于传统轿车,在限制性气体排放上,拥有巨大的优势:

      普瑞斯与欧4标准的汽油发动机,柴油发动机尾气排放对比:

      点看全图

      我们可以看到,除了在一氧化碳指标,Prius在其他指标都是大大低于柴油车。而一氧化碳排放,这个是Prius的先天缺陷,因为它使用的内燃机是汽油机,但是和纯粹的汽油车相比,它的CO排放还是大幅度降低了。

      那么,为什么Prius的限制性气体排放大大低于柴油轿车,但是在油耗上,它的优势并不突出呢?(写到这里,本来想去喝口水先

      一般说来,混合动力汽车的动力系统布置方式,分为“串联混合动力”,“并联混合动力”,“混联混合动力”三种方式。

      第一种,“串联混合动力”,即发动机只与发电机连接,发电机再与电池组和电动机相连,电动机来驱动行驶系统。

      串联混合动力系统示意图:

      点看全图

      第二种是“并联混合动力”。即发动机直接驱动汽车驱动行驶,同时电动机也可以单独驱动汽车。

      并联混合动力系统示意图:

      点看全图

      第三种,就是“混联混合动力”。顾名思义,这种“混联”模式是综合了“串联”,“并联”两种模式的特点,它的发动机既可以直接驱动行驶系统,又与发电机相连,可以给电池组充电。但是这种方式需要动力分配/扭矩管理系统,在结构最复杂,付出的重量代价最大。不幸的是,因为Prius在动力系统的布置上,采用了最复杂的“混联”模式,这也是Prius成本居高不下的一个重要原因。

      混联混合动力系统示意图:

      点看全图

      第一代普瑞斯的动力系统示意图:

      点看全图

      普瑞斯动力系统剖视图:

      点看全图

      通过“混联混合动力”系统,Prius可以在排放较差的发动机工况区域内使用电机驱动,或者通过动力分配,对发动机工作区域进行优化,这样就大大地降低了限制性气体的排放。但是,在发动机效率较高的区域,这时汽车由内燃机单独驱动,Prius上的那一大套电池组,发电机/电动机,动力分配系统就成为“死重”,汽车拖着这么大一堆“不产生效益”的重量跑,那么燃油经济性也自然降低了。

      那么,什么样的动力系统的布置方案对于混合动力汽车是合适的呢?或者说,怎样让混合动力汽车物美价廉,走入寻常百姓家呢?

      真的喝水去了

      关键词(Tags): #混合动力

      本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)
      • 家园 Prius的汽车空气动力学设计使油耗下降11%?

        那么Prius通过优秀的汽车空气动力学设计,使得它的油耗下降了约11%。

        懒,没去google. 但我的印象中Prius在local 比highway上省油。而且highway上Prius省油无优势。再者现在会有什么新的空气动力学能让汽车油耗下降11%。别的汽车公司特别是欧洲的这方面都下过苦工的。

        • 家园 这不是“新”的空气动力学

          汽车的外形设计千差万别,因为设计师要达到的使用功能有差异。水滴型的空气阻力系数最小,这个在几十年前就发现了,但是汽车却没办法严格按照这个来设计。我们常说的有“屁股”和没“屁股”的车,要实现的使用功能也不一样的,这就带来了空气动力学效应的差异。

          Prius自然是在local时要省油,这也是混合动力汽车相对于传统汽车的最大优势所在么,我的几个帖子里一直在说的呢

          • 家园 不同意你的解释

            local 上的速度有限,再低的空气阻力系数的车也显不出节能优势来。highway 上Prius的节能无优势。或者你可链出“节能11%”的出处。

            • 家园 不管速度的高低

              空气动力学效应是一直存在的,只是在低速情况下,空气阻力占汽车总阻力的比例较小,这是所谓空气动力学效应不显著。我在帖子里采用的Prius的油耗数据,是测试循环数据,不仅仅只有local状态。

              Prius的省油,固然有它采用混合动力装置的因素,但是它的优良的外形设计(空气动力学而言)也贡献了许多。

              11%数据的出处

              波波粥:【原创】混合动力汽车之路(二)

    • 家园 还是要换小车

      谁每天闲着没事上告诉玩啊。大多数还是城市代步用的。

      大车的问题可以通过发展汽车租赁业解决。

    • 家园 还是换QQ吧!

      Prius的平均油耗约为5.2升/百公里。

      QQ撑死3~4.5

    • 家园 算上资金成本,不止61年,肯定超过百年。

      按现在油价6元/升(93号汽油)计算,则每年将节省油费2457元。那么购买Prius需要61年才可以“保本”。

      算上沉淀的15万资金成本,不止61年,肯定超过百年。

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