混合动力电动汽车( 二 )


混合动力电动汽车

文章插图
丰田普锐斯SMR按照HV控制计算机的指令,接通与切断高压电路电源 。加上控制正负两极用的在内,SMR共配置了3个继电器,保证了动作的可靠 。在接通高压系统时,首先是接通SMR1与SMR3,接着接通SMR2,断开SMR1,由于一开始就使控制电流通过附加电阻,所以防止高压的大电流突然加到电路上 。断开电路时,依次断开SMR2与SMR3,HV控制计算机将分别确认它们是否已可靠的断开 。在维修插头与逆变器罩盖上设有连锁机构,连锁机构用来检测高压部分的防护状态并自动地断开系统主继电器 。当连锁机构动作时,仪錶板上的主报警灯亮,以通知驾乘人员 。在连锁机构动作后,每两次之中有1次使系统主继电器动作,以便恢复高压电路 。1*11 维修插头在检查与维修时,应取下维修插头,在HV蓄电池的中间位置处断开高压,从而确保全全操作 。技术问题2.1制动能量的回收作为和纯电动汽车共通的混合动力电动方式的特点,制动能量是有可能回收的 。在日本,美国,欧洲任何市内行驶工况下,从先驱号的例子来看,制动能量回馈对燃油经济性提高的贡献超过了20﹪,这样就可以明白,和没有制动能量回收的其它驱动系统汽车的差别是显然的,因此可以说,为了提高燃油经济性,混合动力方式是必要的条件 。制动能量回收,就如同剎车,如果四轮同时进行就比较理想,因此就有必要将发电机和四个车轮同时连线,这对于4轮驱动车来说,需要在前后都备有电动机/发电机装置,并且能前后分别控制转矩 。但是,这样的4轮驱动车的价格是十分昂贵的,对于通常的行驶,就不需要反映杂饿装置,因此是不可能实现的 。一般来说,前轮驱动或者后轮驱动的2轮驱动车占大多数 。因为汽车的重心比地面高,而且基本上都是前进行驶,所以当剎车制动时,前轮的载荷增加,后轮的载荷减小 。在前轮驱动的情况下,因为发动机,变速箱前置,所以前轮的载荷原本就比较大,而且在制动时由于又增加了载荷,所以必要的制动力就增加,配置在前轮的发电机的制动能量回收相对来说是比较大的 。相反,在后轮驱动的情况下,通过后轮进行能量回收的效果就不大显着 。后轮的制动力过大,在轮胎和路面之间超过摩擦极限后,会使车轮打滑,这时就使汽车不稳定,偏离路面而碰到障碍物或者是横向翻滚 。为了避免此类事情的发生,通常,乘用车的制动力分配给前轮70﹪~80﹪ 。因此,前轮驱动车的制动能量回收和后轮驱动车的制动能量回收相比较的话,为70/30的程度,后轮驱动车的制动能量回收率最多也只有前轮驱动的一半 。通常的汽车,在减速,制动的情况下,使用了发动机剎车 。通过这个,因为在一定程度上进行了制动能量回收,因此如果不使用发动机剎车,全部由发电机来吸收制动能量是比较好的 。Civic混合动力车为了降低发动机剎车的能量吸收在制动时,将四缸中的三缸停止运行 。高尔夫混合动力在发动机和电机之间设定了离合器,清除了发动机剎车的影响 。但是,这又带来了离合器的重量,空军和成本的问题 。2.2堵车时的停止和启动在堵车时,反覆停车启动缓慢行驶的情况下,对于通常的发动机车,由于刚要切断髮动机时接着又要启动发动机,比较麻烦,所以就直接将发动机怠速运行,这样就对排放和燃油消耗都不利 。为了解决这个问题,对于通常的汽车,对在一定时间以上的停车情况,将发动机自动停止,然后在下一次启动时,直接通过加速踏板就能将发动机启动来驱动车辆 。在此情况下,设定停车到将发动机关掉的时间是比较困难的,而且也有发动机启动时的振动和噪音问题 。为此,混合动力车在停车时,直接将发动机关掉,车辆启动时通过电机将车辆驱动到一定的车速,这样就可以完成平顺的驾驶 。这样,即使车辆启动频繁也具有抑制尾气排放的优点 。发动机车的停止,启动的思想虽然以前就有,但没有普及的原因可以认为是反映了实现这样的驱动系统的困难程度 。2.3储能装置即使发电机能够产生大量的电能,如果没有这些电能的储藏设备,发电机的发电也是没有意义的 。因为电流不可能一次进行大量电能的充放电,所以为了能够进行大量的能量回收,就必须增加电池的重量,空间和成本 。为了解决这个问题,人们考虑使用超级电容,飞轮装置或者蓄压装置等,虽然有一部分已经实用化但也不能说已经达到完善的 程度 。但是,日产柴油在2002年6月开始装备了具有划时代意义的新型超级电容的卡车,可以说在这方面已经开始了一个新的时代 。另外,和电动汽车为了提高续驶里程而 重视电池的储能密度不同,混合动力车用的储能装置在储能密度比较小的情况下,要求调整,製造成输入输出能量,即功率密度比较大的储能装置 。通过採用混合动力方式,提高了燃油经济性,但有重量,搭载空间和成本增加的缺点,所以虽然和电动汽车的缺点相比还是比较小的,但电池在一定重量下对应的性能,价格和寿命成为成功与否的关键因素 。铅酸电池无法满足这种性能要求,丰田採用新近开发的重量轻,体积小的镍氢电池,开始有了突破口 。对于寿命的评价,需要有时间,因此今后想进一步关注这方面的发展 。从2003年左右开始,在美国和欧洲出现性能优良的锂离子电池,锂聚合物电池等 。2.4起动机/发电机以大众高尔夫为起点,在日野的重型车,本田的混合动力车等上使用了起动机/发电机或者电机/发电机,几乎不需要变更尺寸,就可以安装在原来的发动机的飞轮位置 。综合的重量,成本增加被控制在小的几乎所有的传统起动机,发电机和离合器的製造商,都进行这方面的商品化开发,而且有发表的成果 。如果将来不需要传统的起动机和发电机的话,对于这些製造商来说,或许理所当然就成为生死攸关的问题,大多数人认为,将来这种形式是混合动力的需要 。如果能大量生产成本得以下降的话,可以预计混合动力化的障碍就可以非常小 。维修诊断维修前的安全防护措施:在着手维修一辆混合动力轿车之前,你必须知道一些必须加以防範的安全防护措施 。首先,insight,Civic和Pruis这三款混合动力轿车都有一个“怠速停止”模式,可以在轿车临时停车时,比如在遇到红色交通信号灯的时候,关闭轿车的汽油发动机 。在这种模式下,当踩下加速踏板时,最初车辆会在电动马达的的驱动下行驶,就像一辆电动高尔夫推车一样 。经很短的行驶时间之后,车辆便进入正常的行驶状态,汽油发动机会重新启动,并向轿车提供动力 。一辆混合动力轿车被送到维修厂进行维修时,如果把发动机熄火,并且将点火钥匙置于开的位置,那幺维修时可能会出现问题 。打算维修这辆轿车的技术人员这时可能会认为,既然发动机已经关闭了,因此可以安全进行维修工作 。但这时如果踩下加速踏板,可能会使电动马达重新启动,从而产生严重的后果 。在本田公司的混合动力轿车上,在发动机转速表左下方有一个汽车驻车指示灯,如果这个灯在闪烁,则表明该辆轿车处于“怠速停止”模式,同时也是在警告你,在维修该车辆之前,一定要把点火开关关掉 。当丰田Pruis混合动力轿车处于怠速停止模式时,在显示板上的挡位指示器上方有一个就绪指示灯 。在对轿车进行维修工作之前,都要确保就绪指示灯是熄灭的 。因此,也应该把点火开关关掉 。当然最为安全稳妥的做法,就是把车钥匙从点火开关上取下来 。当然,在维修混合动力轿车时,最严重的安全顾虑就是它的高压电气系统,其中包括电动马达,蓄电池组,控制系统和电线束 。为保证安全,所有的高压电线接线端都是密封的或隔离的,而且电线束都是洁净的橙黄色 。如果没有戴性能良好的高压防护绝缘手套,就不要轻易触摸这些电线束 。即使这些绝缘手套上只有一个极小的针孔,都可能会导致电流从手套穿过,经人体流向大地,伤害技术员的生命 。你可以用探针穿过电线绝缘层来检查普通汽车上的12v电线的一些性能,但对于混合动力车辆上这些明亮的橙黄色高压线束,可一定是不能这样做的 。跟上面介绍的一情况一样,这些高压线束上一个极小的孔都可能导致高压电流外漏 。不过,每个混合动力轿车的高压电气系统都是很容易地关闭的,以确保有一个安全的维修工作条件 。