熊榮華：混合動(dòng)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(shí)讀者，最近看上一輛“理想”品牌的混合動(dòng)力汽車，準(zhǔn)備“出手”。但是，朋友推薦豐田混合動(dòng)力汽車，說豐田混合動(dòng)力汽車是并聯(lián)式，理想混合動(dòng)力汽車是增程式，豐田混合動(dòng)力汽車才是真正的混合動(dòng)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(dòng)力汽車時(shí)，為了便于理解記憶，編輯了一段話來描述混合動(dòng)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(dòng)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(dòng)回收功能。比如在車速100km/h時(shí)，滑行時(shí)底盤可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，制動(dòng)時(shí)也可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而給高壓蓄電池充電。三模是指混合動(dòng)力汽車既有純發(fā)動(dòng)機(jī)模式，也有純電動(dòng)模式，還有兩種動(dòng)力一起輸出的混合動(dòng)力模式。四能是指車上的電動(dòng)機(jī)，既是電動(dòng)機(jī)也是啟動(dòng)機(jī)，還是發(fā)電機(jī)，同時(shí)也是制動(dòng)器。也就是說，每個(gè)電動(dòng)機(jī)都可以作為發(fā)電機(jī)使用，只要在外部驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸，電動(dòng)機(jī)就會(huì)像發(fā)電機(jī)那樣輸出電能；如果向電動(dòng)機(jī)輸送電能，那么它就是個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)?；旌蟿?dòng)力汽車上的電動(dòng)機(jī)，取代了內(nèi)燃機(jī)上傳統(tǒng)的啟動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。

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

從概念上講，傳統(tǒng)的內(nèi)部燃燒式發(fā)動(dòng)機(jī)+高壓蓄電池驅(qū)動(dòng)的電機(jī)=兩者結(jié)合形成動(dòng)力的汽車，均稱為混合動(dòng)力汽車。與牽引階段不同，在減速階段，通過牽引電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)方式來實(shí)施制動(dòng)，同時(shí)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(dòng)過程中，回收的能量也會(huì)相應(yīng)增多。

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

1.并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)如圖1所示，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是簡單。如果要對現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)汽車進(jìn)行“混合動(dòng)力改造”，就會(huì)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(jī)、電動(dòng)機(jī)和變速器裝在同一根軸上。內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)各自的功率加起來就是總功率。對于四輪驅(qū)動(dòng)的車輛來說，并聯(lián)式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)可以將動(dòng)力分配到四個(gè)車輪上。

圖1 并聯(lián)式混合動(dòng)力

2.串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)如圖2所示，車輛只通過電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸是沒有機(jī)械連接的。內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)在車輛行駛時(shí)為電動(dòng)機(jī)供電或者給高壓蓄電池充電。理想品牌增程式混合動(dòng)力汽車就屬于這種類型。汽車只能由電動(dòng)機(jī)牽引，發(fā)動(dòng)機(jī)只能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。串聯(lián)式混合動(dòng)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(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，車輛從車載電池組中獲得電能，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。

(2)純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。車輛驅(qū)動(dòng)功率來源于發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電單元，這時(shí)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(dòng)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)同時(shí)從電池組和發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電單元獲取電能，驅(qū)動(dòng)車輛。

(4)行車充電。發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)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(dòng)能量回收。即再生制動(dòng)能量回收，由牽引電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)回收減速或制動(dòng)過程的能量并向電池組充電。

(6)停車充電。牽引電動(dòng)機(jī)不接收功率，車輛停駛，發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組僅向蓄電池組充電。

混合動(dòng)力汽車實(shí)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(dòng)力性能需求的前提下，保護(hù)電池的狀態(tài)和性能，獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更低的排放。

圖2 串聯(lián)式混合動(dòng)力

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

湖北讀者：范世民

A現(xiàn)在混合動(dòng)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(xì)學(xué)習(xí)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(bào)燈會(huì)點(diǎn)亮。該警報(bào)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(yīng)的顏色和提示文字。奧迪Q5混合動(dòng)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(dòng)力儀表指示位置及含義

Q熊老師您好!在混合動(dòng)力汽車相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)及檢修實(shí)踐中，我注意到有關(guān)混合動(dòng)力分類的一些說法，其中有微混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、中混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和完全混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。完全混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)又分為并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、分支式混合動(dòng)力系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、分支式串聯(lián)混合動(dòng)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(dòng)電速等。混合動(dòng)力汽車的分類讓我感到有點(diǎn)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(dòng)力汽車的類型，我認(rèn)為沒有必要糾結(jié)，因?yàn)楦鲊⒏鲝S家的叫法不同。

通常的分類方法將混合動(dòng)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(jī)轎車加裝一套電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和原驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并聯(lián)，可以選擇純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可選擇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或者雙動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，這種形式就屬于并聯(lián)式。豐田最先開發(fā)的混合動(dòng)力汽車就是這種模式。串聯(lián)式，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤串聯(lián)，也可以讓電動(dòng)機(jī)與底盤串聯(lián)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在一起，直接連接或者通過離合器連接，發(fā)動(dòng)機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)電，電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，也叫增程式混合動(dòng)力。如果發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間有一個(gè)離合器，電動(dòng)機(jī)直接與變速器相連，允許電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，也叫全程或強(qiáng)硬式混合動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)有一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和兩個(gè)電機(jī)。內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)1裝在前橋上，電機(jī)2裝在后橋上，這種結(jié)構(gòu)用于四輪驅(qū)動(dòng)汽車。

奧迪A1屬于微混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，使用這種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，電動(dòng)部件(啟動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī))只用來執(zhí)行啟動(dòng)-停止功能。一部分動(dòng)能在制動(dòng)時(shí)又可作為電能使用(能量回收)。這種類型不能以純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛行駛。該結(jié)構(gòu)中沒有高壓蓄電池，針對頻繁啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)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(dòng)力。

中混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)在技術(shù)上和部件方面都與完全混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)相同，只是它不能以純電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛行駛。它也有能量回收、啟動(dòng)-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(dòng)力系統(tǒng)。代表車型有本田思域及雅閣混動(dòng)，起亞銳歐、賽拉圖、福瑞迪混動(dòng)，而且這些車型均屬于串聯(lián)混合動(dòng)力類型。發(fā)動(dòng)機(jī)與底盤相連，驅(qū)動(dòng)電機(jī)容量小，不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。但似乎還可以對車輛驅(qū)動(dòng)以輔助，勉強(qiáng)可以算得上串聯(lián)類型。

完全混合動(dòng)力是指允許完全使用電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)車輛行駛的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)也稱之為全程式或強(qiáng)硬式混合動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)、串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)和分支式串聯(lián)(四驅(qū))混合動(dòng)力系統(tǒng)。

電動(dòng)加速與內(nèi)燃機(jī)的強(qiáng)制降擋功能(可提供最大發(fā)動(dòng)機(jī)功率供使用)類似。如果執(zhí)行了電動(dòng)加速功能，那么電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)就會(huì)發(fā)出最大功率(合計(jì)總功率很大，圖4)。這兩種驅(qū)動(dòng)方式各自的功率合在一起，就是傳動(dòng)系統(tǒng)的總功率了。從技術(shù)上來講，電機(jī)內(nèi)部是有功率損耗的，因此發(fā)電機(jī)輸出功率要小于其驅(qū)動(dòng)功率。奧迪Q5混合動(dòng)力汽車的內(nèi)燃機(jī)功率是155kW，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)時(shí)是31kW，電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)時(shí)是40kW?？傮w算來，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)時(shí)共計(jì)可產(chǎn)生180kW的功率。

圖4 混合動(dòng)力的最大功率

讀者免費(fèi)咨詢電話：13971609317

微信號(hào)：QXZJ927

新浪微博：搜索“熊工微博”

咨詢時(shí)間：每周一、三、五

8∶30-11∶30和14∶00-17∶00

特別提示：由于熊榮華老師工作繁忙，請不要在其他時(shí)間電話咨詢，以免影響他的工作和休息，敬請諒解！

如不是很緊急的問題，也可發(fā)送郵件到gzw@motorchina.com咨詢。