主题：【原创】混合动力汽车之路（一） -- 波波粥
在前几篇帖子里，对混合动力系统的各种布置作了介绍，简单的说来，按照内燃机和电动机/发电机的连接方式，混合动力可以分为串联混合动力，并联混合动力以及混联混合动力；按照电动机对汽车动力系统的参与程度，从低到高可以分为轻度=〉中度=〉全混合 =〉Plug-In。
丰田Prius采用的是混联结构的Plug-In混合动力系统。发动机的动力一部分直接驱动，另一部分被用于发电，电动机也参与驱动，内燃机/电动机的动力输出比例可自由控制。这种技术的优势就是节油效果显著，但结构复杂，重量大，空间需求大，成本高昂。我们的目的是要把混合动力汽车做得“价格便宜量又足”（难道混合动力汽车就是一盘菜
）,这样看来，简单的重复Prius的技术路线并不可取。
和混联结构相比，并联结构的优点不少：发动机和电动机各不相干，省略了发电机，简化了动力分配系统，控制简单。但它也有一个突出的缺点，就是一旦在行驶中电池耗尽，而又无法及时充电的话，电池，电动机就彻底变成“死重”，不产生效益，白白浪费燃料。如果要增加电动系统的工作时间，则需要更多的电池组，在成本和重量上都是不合算的，因为有效载荷/汽车自重系数是衡量汽车燃油经济性的重要指标之一。看来并联结构的缺点也不少么，但是一些追求大马力的汽车还是采用了这种设计，因为它们主要追求的还是动力性能。
例如保时捷（Porsche）的Cayenne Hybrid，它采用并联混合动力结构，混合动力模块（离合器与电动马达）安装在发动机和变速箱之间，从而省略了一套齿轮组（而混联混合动力结构需要一套行星齿轮组来分配内燃机/电动机的动力输出）。当54马力的电动机动力够用时，电动机与发动机之间的离合器断开，车辆就可以实现纯电力驱动。而当需要发动机动力时，离合器又会自动接合，同时启动发动机输出动力。采用这样的设计之后，混合动力版的Cayenne比常规Cayenne省油，油耗从12.8L/百公里降到了9.8L/百公里（其实还是油老虎，不过它搭载的是3.6升发动机，功率达280马力），并且加速性能也得到显著改善。
Cayenne Hybrid：
Cayenne Hybrid的动力系统示意图：
那么，串联混合动力的表现如何呢？
在串联混合动力系统中，内燃机仅仅扮演了一个发电机的角色，直接驱动汽车的是电动机。内燃机带动发电机，提供电力给电动机，多余的电力可以储存在电池中（对电池组充电）。在电池组充满以后，内燃机可以停机，纯粹由电池组给电动机提供能量，等电池电量降低到一定程度后，内燃机再工作。这样可以使用较少的电池组，减轻车重，同时内燃机作为电动机，它的工作范围较窄，可以在排放优势区域内工作，降低了油耗与限制性气体的排放。哈哈，看起来优势很多呢
通用汽车的Chevrolet Volt就是“串联混合动力”的代表。它使用的电动机功率提升到163马力，同时搭载一款排量较小的汽油发动机（1.4L发动机）。在Chevrolet Volt上配备了可使用家用电源充电的锂离子充电电池组，电池组电力可供行驶64公里。在电池余量不足时就会起动发动机发电，并以其产生的电力行驶及充电。
Chevrolet Volt，GM出品
Chevrolet Volt的动力系统布置示意图：
这里删除了部分文字
悬念，悬念
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因为某些原因，原计划的几个后续帖子需要暂时冻结一段时间了
，请大家谅解。
不过关于混合动力汽车，俺还有其它坑可以挖
，欢迎大家继续关注
日本早就有了，在电车上的研究，似乎从50-60年代就开始了。现在几乎所有的电车都装有这种发电系统，不过就是有时急刹车会给电网带了压力。可能是直接把这种技术应用到汽车上了吧，所以，开发时间短而且技术还算成熟。不过，混合汽车也许就是一个过渡产品。电动汽车的时代也许再过些年就到来了吧。不过，日本的电池的技术积累似乎也很多啊。
现在对于汽车动力装置的讨论很多，在最近20-30年内，还是属于多种模式并存的情况，纯粹的内燃机汽车，混合动力汽车，全电车各自都还有优势区域，所以一时间谁也无法把其他方案全部压到。
现在对于全电车的争论也非常厉害，全电车的设计是否应该比照传统汽车，比如最大时速等技术指标，有些人认为，无论是纯内燃机汽车还是全电车，都应该向小型化，轻型化方向发展，这样才可以提高整体能量使用效率。同时，对于全电车，也建议不必追求和传统汽车比肩的最大时速和最大行驶里程，这样可以加快全电车的推广进程，所以说，全电车的应用，对于汽车工业算是一次不大不小的革命，无论是造汽车的人，还是使用汽车的消费者，在观念上都需要有一些转变的。
昨天刚刚第一次坐了Prius出门，感觉整车的做工和空间处理都还不错，只有后排的头顶空间小了点，另外我还是很不喜欢这车的外形，呵呵。朋友的Prius是公司车，不清楚是Prius的第几代，刚拿到的新车，肯定不是第一代。A柱粗的有点挡视线，需要急加速的时候发动机声音有点大，不过我感觉自动档的车都是这样。来回几乎都是跑得高速，一共360公里左右，平均油耗5.4升/百公里，感觉以此车类似MPV的体积坐着四个人还有跑高速基本全靠汽油是很不错了。
欧洲市场如果不是柴油车先打下了市场基础，混合动力应该还是有冲击力的，比它省油的没它空间大，空间大的没它省油……
另外虽然日系车碰撞测试成绩都不错，我也还是觉得日系铁皮薄或者说吸能的有点过分了，在低速小磕碰和剐蹭的时候受伤比较大，在欧洲这小修一下也是大把的银子……
薄铁皮：
我的车是2005年的。到现在一共被刮擦了如下：
1。擦停车场标志，修500刀
2。被老太的别克尾追，修900刀，老太的别克没有任何问题
3。自家车库里不小心撞我儿子的儿童手推车（塑料），前保险杠瘪，儿童手推车没有任何问题
4. 被红脖人的皮卡(FORD F150)尾追，修900刀，红脖人的皮卡没有任何问题
俺可不是问题司机。之前的FULL SIZE SUV从来没有出过类似的问题。不过就是修车很勤。现在吗，都改跑了BODY SHOP
车是很好的车。安全呢，如果没有别人来撞你的话，还是不错的。。。。
A柱很影响视线。
现在的日车碰撞测试得高分没问题，但是小磕小碰的太受伤。我家领导开朋友的98年Nissan Almera，在停车场进车位碰了一下前面的灯柱，结果保险杠裂了，换了一个（还不是原厂的）500欧。后来我们自己买的98年的Opel Astra,保险杠金属的，一次在车行门口没注意修车工停车挂着一挡，一发动窜出去撞了前面的砖头花坛，只有擦痕没有变形，要是那almera就又得换了。
这几天对后续帖子的思路作了一些调整，更换了话题，终于可以把这个系列续上了。之前，我本想写个长系列《汽车主动安全技术》，但是当时其他事情占用了大量的精力，所以中途停下了，争取以后把这个大坑（在我计划里，我要写完汽车运动学，刚写到轮胎呢）填完。现在么，呵呵，现在先把混合动力这个系列填完吧。
在上一篇帖子里对于混合动力布置方案中的并联混合动力与串联混合动力作了一番分析，谈到了这两种方案的优缺点，现在，出现了一些新的设想，可以来弥补这两种方案的缺点。
并联混合动力的主要缺点是内燃机不能给电池组充电，这样当电池组电力耗尽，而汽车还在行驶时，电池组就和一块秤砣无异，徒然耗费能量。但是这样的设计也有一个好处，那就是内燃机和电池/电动机各不相干，结构简单，维护方便。那么有什么办法可以扬长避短呢?
也许您会说，这有什么难的，电池没电了，再去充电呗，就和汽车没油了去加油一样，在高速公路上设几个充电站不就解决了
。对，有道理，可是目前电池充电时间是个大问题，锂离子电池的充电时间也要3-4小时呢，我们不能在充电站等那么久啊（ＢＹＤ宣称拥有快速充电技术，１０分钟可以充７０％，但我目前还没有看到其他厂家有这样的说法，把它作为一个特例，先按下不表）。一个新的设想是：与其充电，不如更换电池组！
更换电池组，对于并联混合动力再合适不过了呢，因为并联混合动力的主要动力来源还是内燃机，电池组一般不会设计很大，所以电池组的布置位置可以灵活些，通过模块化设计，把电池组设计为可快速拆卸的形式，在高速公路上可以每隔１００公里设置一个电池更换站，这样汽车可以进站更换电池，换下来的电池在可以在站里慢慢充电，而汽车则带着新的电池组奔向远方。。。。。。慢着，应该是奔向下一个电池更换站
这是Ｆ１赛车进站更换轮胎的情景，今天的Ｆ１赛车，通常只需要６－８秒钟就可以更换全部轮胎。
模块化设计的汽车电池组，也可以做到“快速更换”
同样，我们换一种思路去看待今天的电动汽车，电动汽车在高速公路上长距离行驶，对电池性能提出了相当高的要求，如果我们能够快速更换电池组，那么也是解决这个问题的好办法之一。电动汽车的动力装置和传统汽车截然不同，它同样也改变了我们的一些传统的驾驶习惯，如果我们能够主动的对一些传统观念进行调整，那么会不会产生“柳暗花明又一村”的效果呢？
让加油站代换一下，不用新建电池站了。
不过，还是期待看看BYD的快速充电技术。
也有麻烦。
按照我比较旧的对电池的认识，电池里面的电量的衡量，一直是有问题的，特别是在电池相对满的很大的区间内，电池里面究竟有多少电，是一个无法精确测量的概念。这样就给更换电池这个买卖行为带来了麻烦。客户要是不能精确知道买了多少电，那还有多少人愿意买呢？不清楚这方面技术是否有进步。
另外还有一个问题：一次需要换多少个电池呢？按照普通锂离子电池每公斤存储160Wh的容量，按照每百公里10kWh的耗电量，要一次开出100公里（很难再短了），需要更换的电池重量是62.5公斤。虽然现在加油一次也是加几十公斤，不过液体毕竟方便很多。更换六十几公斤的固体，要麻烦很多了。当然这个是可以解决的。
可以知道剩余电量，但是这个显示精确到什么程度，这我也不知道了，以后可以问问相关专家
按照目前的电池性能，大概每百公里需要更换一次电池组，所以纯粹的电动车在长距离行驶还是受到限制的。但是有人想，这个更换电池的业务可以和汽车租赁结合起来，电池都是属于某个公司的，用户是向公司租赁电池，可以在A地租电池，B地还回去。现在关于混合动力/电动汽车有不少五花八门的想法的，也很有趣。
电池组能快速更换 就意味着能被快速偷窃. 考虑到国内实际情况
你这个办法估计就行不通
从汽车底部更换，这也是需要专门的平台和工具，哪有那么容易被偷啊，况且电池重达65-100公斤，贼需要开着工具车来偷电池了
快速更换也不太容易呀. 至于专用工具 只要你能用 小偷们很快也能搞到的
我自己的电动自行车的电池都被偷过两次了. 现在只好每次都随身携带