按驱动形式分： 1.并联结构并联结构是目前应用比较广泛的一种混合动力驱动结构。其内燃机和电动马达均可输出动力,发电机和驱动马达组合成一个单元,替代了传统的发电机及起动机。为了存储能量,混合动力车辆使用一个较大的蓄电池组,其电压通常比普通汽车电瓶的12V电压要高许多。 并联结构混合动力系统如图23-1所示。 并联混合动力由两种动力源机械地对接在一起,这很容易从结构上进行区分。由于它们并联连接在同一根轴上,所以输入的扭矩是叠加在一起的。 在车辆上通常使用一个差速齿轮连接两个动力源,因此,输入扭矩是相同的,但速度是叠加的,实际的速比根据差速器的特性决定。当只有一种动力源参与工作时,另一个也要提供相同的扭矩或者通过一个反向的单向离合器进行固定,还有的车辆使用一个制动卡钳进行固定。 2.串联结构串联结构的混合动力车辆更像是一台电动汽车。在串联结构的混合动力车辆上,发动机带动一个发电机而不是车轮,发电机既给电瓶充电也驱动电动马达。当需要提供较大动力的时候,电动马达可以从发电机和电瓶共同获得电能。车辆有可能不再需要变速箱,即便装备了变速箱,其结构也可以变得非常简单,因为电动马达可调整的转速范围非常广泛。有些车辆在每一个车轮上都装备了单独的驱动马达。串联结构混合动力系统如图23-2所示。
串联结构的混合动力车辆通常都带有一个飞轮或大电容器用来存储车辆制动时产生的再生能量,这将减少电能损失。
串联结构混合动力的优点之一就是发动机和车轮之间的机械连接部件较少,即便车辆的速度在不断变化,发动机也可以以恒定的转速运转,这大大提高了驾驶的舒适性。
串联结构的混合动力车辆也有缺点,比如说发动机的动力要经过发电机和电动马达才能到达车轮,在高速公路长距离行驶情况下,这比传统的机械式变速箱的动力传递效率要低一些。
如果在每一个车轮上都装备单独的驱动马达的话,车辆节省了传统车辆上的变速箱、驱动轴、差速器等机械部件,如果驱动马达整合在车轮上的话,悬挂弹簧的负载将降低,这将提高车辆的操控性和安全性。
3.混联结构混联结构是将串联和并联混合在一起的驱动形式,发动机的动力通过动力分配装置驱动车轮,也可以通过电动马达驱动车轮。在混联结构中,系统可以根据车辆动力的需求在发动机和电动马达之间进行动力的切换。混联结构混合动力系统如图23-3所示。
在传统的车辆上,发动机低转速时输出的扭矩较小,车辆从静止到起步相对来说需要较大的动力输出。但混联混合动力的电动马达在车辆静止时却能提供较大的输出扭矩,这就弥补了发动机在低转速时扭矩输出的不足,因此,在混联结构的车辆上通常可以使用一个较小的发动机,这种设计可以明显地提高整车的工作效率。
按混合程度分：
1.全混合动力(Full- Hybrid全混合动力,也被叫做强混合动力,车辆可以仅被发动机驱动,也可以由电动马达单独驱动,还可以同时由发动机和电动马达驱动。由于电动马达可以单独驱动车辆,因此电池组的尺寸和容量都比较大。另外,动力驱动系统需要经常进行变换及组合,所以这类车辆要具有比较灵活的机械和电气部件进行配合,相对来讲结构也比较复杂。为了平衡每一种动力源的驱动力,车辆应用差速器将发动机和马达联结在变速箱的前端。
通用汽车公司与宝马汽车公司和戴姆勒一克莱斯勒共同合作研制了一种叫做“双模式”(Two-Mode)的混合动力系统,该系统是一种强混合动力系统,作为全球混合动力协作的一部分,它能够提供更高的工作效率。这项技术在2007年首次应用在 Chevrolet TakHybrid混合动力车上。
2.电动辅助混合动力( Power- Assist Hybrid)电动辅助混合动力车辆将发动机作为主要的动力源,电动马达作为扭矩助推装置安装在发动机与变速箱之间。从本质上来讲,电动马达相当于一个大号的起动机,它不仅用于起动发动机,也在车辆需要额外动力时平滑动力系统的扭矩输出。
3.轻混合动力(Mild-Hybrid)轻混合动力车辆本质上是一个带有大号起动马达的传统车辆。当车辆在滑行、制动或静止时,允许发动机停止运行。当然,发动机也可以快速地起动。当发动机停止运行后,车辆上的其他电器附件仍然可以由电力系统提供电能而继续工作。在设计中,马达也可以在制动过程中进行能量的再生。
许多人可能不认为这种车辆是混合动力车辆,与强混合动力相比也无法实现太多燃油的节省,但实验证明,使用BAS等轻混合动力系统的车辆能够通过关闭发动机提高大约10%-20%的燃油经济性。轻混合动力车辆通常使用42V电源系统给起动机提供电能,同时也满足了现代车辆上日益增加的电器附件的电能使用。
4.充电式混合动力(Plug-in hybrid)充电式混合动力电动汽车(Pug-in Hybrid electric vehicle)有两个显著的特性：
①可通过外部电源进行充电。
②充电后可续航一定的里程。
这是一种全混合动力车辆,可由电能单独驱动,并配备一个大容量的可外部充电的高压电池组,这种充电式混合动力结构既可以是串联结构,也可以是并联结构,主要的优点是可以在行驶过程中使用燃油作为动力源,具有长时间续航的能力。
按能源性质分：
1.油电混合油电混合动力车辆使用燃油和电力驱动车辆,燃油通过内燃机做功产生动力,电力带动电动机驱动车辆。驱动方式有串联和并联两种,现代车辆上通常使用并联驱动方式2.燃料电池燃料电池的种类繁多,如氢燃料电池、甲醇燃料电池、生物燃料电池等。其主要原理是将燃料及氧化剂中的化学能转换成电能供给电动机,从而驱动车辆行驶,如图23-4所示。
另外,还有许多其他种类的混合动力方式,如酒精混合动力、气动混合动力等等。
