混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)動(dòng)力耦合機(jī)理及控制策略研究

[搜狐汽車 E電園]（文：蔡欣宇）作為新能源的一大分支，混合動(dòng)力車型在我們的生活中并不少見，除了政策驅(qū)動(dòng)外，也有越來越多的消費(fèi)者開始接受混合動(dòng)力車型。不過雖然普及程度相對(duì)較高，但對(duì)于混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作方式以及分類，相信大部分消費(fèi)者的了解并不深入。那么今天，我們就來看看混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類方式，并通過對(duì)混動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的典型案例進(jìn)行分析，進(jìn)一步探究不同種類混動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作方式。

一、按照混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式，我們可以將混合動(dòng)力汽車分為三類：

二、根據(jù)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重，即混合程度的高低，混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以分為以下三類：

以上就是常見的對(duì)于混合動(dòng)力車型的分類方式。說到底就是從兩個(gè)不同角度來審視混合動(dòng)力汽車，第一類是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)方式分類，第二類是根據(jù)兩種動(dòng)力的混合程度進(jìn)行分類。

近些年，新能源車迅速發(fā)展，目前市面上比較常見的混動(dòng)汽車大多屬于中度以及重度混合動(dòng)力系統(tǒng)，不過也有小部分采用輕混系統(tǒng)的車型，如凱迪拉克的XT5。而在動(dòng)力的聯(lián)結(jié)方式上，各個(gè)廠家都有自己的思路，當(dāng)然了，避開各種專利也是采用不同方式的原因之一。

下面，我們通過一些實(shí)例，來看看目前主流的混合動(dòng)力系統(tǒng)都采用了怎樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。

說到混合動(dòng)力，相信大家最先想到的一定是豐田，作為最早一批大力推進(jìn)新能源產(chǎn)品的車企，豐田的混合動(dòng)力車型無論是在實(shí)力還是銷量上，都有著不錯(cuò)的表現(xiàn)，尤其是在近期，卡羅拉和雷凌雙擎兩款車月均銷量穩(wěn)定在4000臺(tái)，雖然這一數(shù)字并不算夸張，但是考慮到它們混合動(dòng)力車型的身份，這樣的銷量還是非?？捎^的。

作為混聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)的代表，咱們來看看豐田的混動(dòng)技術(shù)都有哪些特點(diǎn)。我將以大家最為熟悉的豐田凱美瑞雙擎為例，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致的剖析。

在發(fā)明阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的初期，這樣的工作方式是通過復(fù)雜的連桿協(xié)作實(shí)現(xiàn)的，而發(fā)展到今天，過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)顯然已經(jīng)不再適合工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，于是現(xiàn)在大部分車的做法是采用了延長(zhǎng)氣門關(guān)閉時(shí)間的方式使吸入的空氣排出去一部分，從而實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比的效果。避免過高的壓縮比所帶來的爆震等負(fù)面效果，同時(shí)提高膨脹比，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的做工行程，實(shí)現(xiàn)省油的最終目的。

THS II系統(tǒng)中帶有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)——MG1和MG2。MG1主要用于發(fā)電，以及作為啟動(dòng)電機(jī)使用。而MG2主要用于驅(qū)動(dòng)汽車。MG1、MG2以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸被連接到一套行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪、齒圈和行星架上。動(dòng)力分配就是通過功率控制單元控制MG1和MG2電機(jī)，通過行星齒輪機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行分配的。在這種結(jié)構(gòu)下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出經(jīng)過固定減速機(jī)構(gòu)減速后直接驅(qū)動(dòng)車輪。

下面咱們一起來看看這套系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式。

說完了豐田的THS II之后，我們來看看同為日系品牌的本田，在混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上又有著怎樣的特點(diǎn)。

首先，上文曾提到過，本田的i-MMD系統(tǒng)與豐田THS II系統(tǒng)最大的區(qū)別之一，就在于i-MMD系統(tǒng)是可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛的。這是由于，本田i-MMD系統(tǒng)采用了并聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上，豐田要更加復(fù)雜，換句話說，本田的i-MMD系統(tǒng)在工作時(shí)是在不斷切換動(dòng)力來源，而豐田的THS-II則是在不斷地調(diào)整各個(gè)動(dòng)力來源的混合比例。

在驅(qū)動(dòng)模式上，本田也與大多數(shù)混動(dòng)車型不同。i-MMD系統(tǒng)摒棄了發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輪的模式，它的三種模式分別是純電動(dòng)、依靠發(fā)動(dòng)機(jī)供電的純電動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。也就是說，i-MMD的真正的驅(qū)動(dòng)模式只有兩種，電動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，只不過大多數(shù)時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，但運(yùn)轉(zhuǎn)只是給電動(dòng)機(jī)提供電力而已，并不提供動(dòng)力。

上邊我們分別舉例說明了混聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)以及并聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，而還有一種方式，也就是串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)，下面我們通過對(duì)老款雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)的分析，進(jìn)一步解讀串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)。

肯定有朋友要問了，為什么不用通用最新的新能源車型別克Velite 5作為實(shí)例呢？因?yàn)樵讵M義上來講，Velite 5并不屬于串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)，雖然大多數(shù)時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)并不直接驅(qū)動(dòng)車輛，不過它的發(fā)動(dòng)機(jī)在特定情況下還是能夠進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，這也就不符合串聯(lián)式混動(dòng)系統(tǒng)的定義了。所以我們選擇老款雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)來進(jìn)行說明。