问题

混合动力的技术难点在哪里?目前最好的混动技术方案是什么?

回答
混合动力技术,就像一个巧妙的组合拳,将内燃机(通常是汽油发动机)和电动机的优势结合起来,以期在燃油经济性和动力性能之间找到一个最佳平衡点。然而,要让这两个截然不同的动力源和谐共处,并发挥出最大效能,这其中涉及到的技术挑战,可以说一点也不简单。

技术难点:一场关于协同与平衡的挑战

混合动力汽车的核心难题在于,如何让燃油发动机和电动机这两个“性格”迥异的伙伴高效地协同工作,并且在各种驾驶场景下都能表现出色。具体来说,可以从以下几个方面来剖析:

1. 动力分配与控制策略的复杂性: 这是混合动力最核心、也是最考验功力的地方。
实时决策: 汽车需要根据油门深度、车速、电池电量、路况(例如是否上坡、是否需要加速)等海量信息,在毫秒级的时间内做出判断:是仅用电动机驱动?是燃油发动机单独驱动?还是两者共同协作?甚至是以何种比例协作?
平顺性与效率的权衡: 频繁的发动机启停和电动机与发动机之间的切换,如果控制不好,会带来明显的顿挫感,影响驾驶体验。而如果过于保守,又可能损失燃油经济性。如何做到“无感”切换,同时兼顾效率,是工程师们不断攻克的难题。
能量回收的优化: 在制动或滑行时,将动能转化为电能并储存到电池中,这是混合动力的一大优势。但如何最大化能量回收的效率,又不会影响制动性能,也是一个精细活。不同的回收强度和方式,会对驾驶感受产生很大影响。
不同混动架构的适配: 并联、串联、混联(如丰田的THS系统)等不同的混动架构,其动力分配的逻辑和控制策略也大相径庭,需要针对各自的特点进行深度优化。

2. 电池管理系统(BMS)的严苛要求:
充放电管理: 混合动力汽车的电池不像纯电动车那样只需考虑续航,还需要频繁地进行充放电循环,以应对发动机的辅助驱动和能量回收。如何确保电池在各种工况下都能健康、高效地充放电,延长电池寿命,防止过充过放,是对BMS极大的考验。
热管理: 电动力的频繁介入会产生额外的热量,对电池的性能和寿命都会造成影响。因此,一个高效可靠的电池热管理系统至关重要,需要精准控制电池的温度范围。
能量密度与功率密度: 虽然混合动力对电池容量的需求不如纯电动车,但需要兼顾一定的能量密度(储存更多电能)和功率密度(快速输出或吸收电能),才能更好地支持电动机的驱动和能量回收。

3. 系统集成与轻量化:
多动力源整合: 将燃油发动机、电动机、变速器(或电驱动单元)、电池、逆变器等多个核心部件高效地集成到一个有限的汽车空间内,需要精密的机械设计和电子电气架构。
重量增加的控制: 增加的电池、电动机、功率电子器件等都会增加车辆的总重量,这会抵消一部分燃油经济性的优势,甚至影响操控性能。如何在保证性能和可靠性的前提下,尽可能地减轻系统重量,是一个持续的挑战。
可靠性与耐久性: 混合动力系统的复杂性意味着潜在的故障点也更多。如何在各种严苛的运行条件下,保证整个系统的长期可靠性和耐久性,是消费者最关心的也是制造商最头疼的问题。

4. 成本控制:
高昂的研发和制造成本: 混合动力技术涉及到的零部件更加多样,例如高性能的电机、功率半导体、精密的电池管理系统等,这些都使得混合动力汽车的制造成本相对较高,直接体现在了售价上。
技术更新迭代的投入: 为了保持竞争力,汽车制造商需要不断投入资金进行技术研发和升级,以提供更优的燃油经济性、更强的动力性能和更佳的驾驶体验。

目前最好的混动技术方案:一场没有绝对最优的辩论

“最好的混动技术方案”这个问题,其实更像是一场没有绝对答案的辩论。因为“最好”的标准会因消费者需求、使用场景、技术发展以及成本考量而有所不同。不过,如果从市场占有率、技术成熟度、燃油经济性表现以及用户口碑等多个维度来衡量,丰田的THS(Toyota Hybrid System)及其后续迭代版本,可以说是目前最成功、最被广泛认可的混动技术方案之一。

但严格来说,PHEV(插电式混合动力汽车)凭借其更长的纯电续航能力和更高的燃油经济性潜力,正在逐渐成为市场的主流选择,并被许多人认为是当前最先进的混合动力技术方向。而纯电驱动为主的混动系统(如增程式电动车),虽然技术路径不同,但其理念与混动有共通之处,也值得一提。

让我们详细解读一下这些主流方案:

丰田THS(行星齿轮式混合动力系统)及其迭代:
技术原理: 丰田的THS系统是一种混联式混合动力(SeriesParallel Hybrid),核心是一个由行星齿轮组组成的动力分配装置。这个装置巧妙地将发动机、电动机(MG1 启动/发电机)和驱动电机(MG2 主驱动电机)的动力进行耦合和分配。
工作模式:
纯电驱动(EV模式): 在低速或轻载时,完全由电池驱动的电动机(MG2)提供动力。
发动机驱动+发电: 发动机运转,一部分动力直接驱动车轮,另一部分动力由MG1转化为电能,为电池充电或直接供给MG2。
发动机+电动机联合驱动: 在需要较大动力时,发动机和MG2同时发力驱动车轮。
能量回收: 在制动或滑行时,MG2(或MG1)充当发电机,将动能转化为电能储存。
优势:
极高的燃油经济性: 通过精妙的动力分配和频繁的电驱动,以及高效的能量回收,丰田THS在城市工况下的燃油经济性表现非常出色,甚至常常能达到令人惊叹的水平。
平顺且响应迅速: 行星齿轮组的结构使得电动机和发动机的切换非常平顺,几乎难以察觉。同时,电动机的瞬时扭矩也保证了起步和加速时的良好响应。
技术成熟稳定: 丰田在混动技术上投入了数十年的研发,THS系统经过了多代迭代,其可靠性和耐久性在业界享有盛誉。
无需外接充电: 相比PHEV,它不需要用户进行充电,使用体验更接近传统燃油车。
劣势:
成本相对较高: 行星齿轮组以及复杂的控制系统导致其制造成本较高。
纯电续航里程有限: 主要依赖发动机发电,纯电续航非常短,主要用于起步和低速行驶。

PHEV(插电式混合动力汽车):
技术原理: PHEV通常是将一套混合动力系统与一个容量更大的电池组和外部充电接口结合起来。它在技术架构上可以分为串联、并联或混联。
工作模式:
纯电模式: 当电池电量充足时,车辆可以完全依靠电动机驱动,实现零排放的短途出行。
混合动力模式: 当电池电量不足或需要更长续航时,发动机介入,与电动机协同工作,或者发动机直接驱动,电动机辅助。
优势:
更长的纯电续航里程: 这是PHEV最大的优势,能够满足日常通勤需求,实现无汽油消耗的出行。
极高的燃油经济性: 如果能够充分利用纯电模式,PHEV的综合油耗会非常低。
灵活性: 既能享受纯电的经济性,又能应对长途出行,没有里程焦虑。
更好的性能潜力: 大容量电池和更强的电动机,可以提供更强的加速性能。
劣势:
需要充电: 如果用户没有方便的充电条件,PHEV的优势将大打折扣,甚至可能比同级别燃油车更费油(因为要额外负担电池重量)。
成本更高: 更大的电池、更强的电动机和充电接口都增加了成本。
结构更复杂: 集成了更多部件,对BMS和控制策略的要求更高。

增程式电动车(EREV / REX):
技术原理: 增程式电动车严格来说不算严格意义上的“混合动力”,但其工作逻辑与混动有相似之处。它本质上是一台纯电动汽车,但搭载了一个小排量发动机,其唯一的任务是发电,为电池充电。驱动车轮的始终是电动机。
工作模式: 发动机根据电池电量和驾驶需求,启动发电,为电池补充能量。车辆的动力来源始终是电池和电动机。
优势:
纯电驱动的驾驶体验: 起步、加速平顺有力,运行安静。
没有续航焦虑: 发动机可以作为增程器,解决了纯电动车的续航问题,且加油比充电更方便快捷。
结构相对简单(相比混联): 发动机不直接驱动车轮,省去了复杂的机械耦合。
劣势:
燃油经济性相对低于高效率的混联式混合动力: 发动机在非最佳工况下运转发电,会有能量损失。
发动机运行的噪音和震动: 虽然不直接驱动车轮,但发动机运转时仍然会产生噪音和震动,影响纯电驾驶体验。

总结:

目前来看,插电式混合动力(PHEV)技术在兼顾长纯电续航、低油耗和无里程焦虑这三个重要需求方面表现最为突出,代表了当前混合动力技术的一个重要发展方向。尤其是那些能够充分利用其纯电能力的消费者,PHEV能提供极佳的使用体验。

而丰田的THS系统,凭借其多年的技术积累、极高的燃油经济性和可靠性,在非插电式混合动力(HEV)领域仍然是标杆般的存在。对于不方便充电或者更看重纯粹燃油经济性的用户来说,THS依然是绝佳的选择。

当然,技术是不断进步的,未来我们可能会看到更多创新的混合动力技术方案出现,例如更高效的发动机、更高能量密度的电池、更智能的控制系统等等。最终哪种方案“最好”,还得看它能否在用户体验、经济效益和环保要求之间找到最恰当的平衡点。

网友意见

user avatar

评论里面一个劲说比亚迪,我就夸比亚迪几句。

比亚迪的方案,其实我在2018年就提出来过。

比亚迪大约2020年有发动机成功的消息。

现在发布的东西不说完全成熟,也是多次改进。

比亚迪的技术成熟了,再加上后驱电机,就是我希望的动力系统。

有电的时候,电驱动,前后电机,磷酸铁锂电池高C放电。有5秒,甚至4秒的 0-100加速。

没电的时候。阿特金森串联发电,城市通勤有低油耗。

驾驶体验是电动车的。发动机的工况少,可以针对性做nvh优化。

————分割线————

这个问题得从头说起。

混合动力最初的目的,就是为了省油。

因为城市行驶发动机大部分时间都工作在低效率区,油耗非常高。

汽车厂商想到用电机来驱动车辆,发动机工作在高效率区。

这是本田的Insight和本田的普瑞斯。

丰田这个时候搞了动力分配,让发动机,电动机在不同工况合理工作。

但是丰田也申请了专利,卡死了后来者的道路,这让其他厂商走动力分配的路不好走。

本田当初就是串联路线,结构简单,但是在高速下,因为油电转换消耗能量,反而比燃油车更废油。

类似的东西还有第一代沃兰达。

欧洲厂商对混动是另外一个概念。

欧洲厂商把电机做了一个并联,增加一定的动力,然后加上电池。属于燃油车的小修补,不省油,可以增加动力。

BBA的混动车型,早期都是这个方案。

当时,丰田的混动是公认水平最高的。也只有丰田在用阿特金森循环的高热效率发动机,

高热效率发动机,低速扭矩不足,无法单独用。丰田用动力分配解决了这个问题。

动力分配方案有专利壁垒,长期是是丰田独家,很久以后通用才搞定绕开丰田专利的动力分配。

但是时代变了。

特斯拉兴起以后,电动车水平突飞猛进。

这个时候,三电的进步让高性能车可以脱离发动机。

动力分配的必要性下降了。

用高热效率发动机,平时做串联方案,仅在高速下直联,不需要动力分配,也有很好的燃油经济性。动力仅仅靠电机就足够了。

电池技术的进步,让插电车的电池越来越大,成本越来越低。用电比用油更省钱。

混动变成解决电动车里程焦距的手段,理想用东安三菱也能混。

这种趋势走下去。

混动车,就是纯电动车加上高效率增程发动机。

动力比燃油车好,油耗比燃油车低,只要成本高不太多,纯燃油车就会被慢慢替代。混动反而成为主流。

类似的话题

  • 回答
    混合动力技术,就像一个巧妙的组合拳,将内燃机(通常是汽油发动机)和电动机的优势结合起来,以期在燃油经济性和动力性能之间找到一个最佳平衡点。然而,要让这两个截然不同的动力源和谐共处,并发挥出最大效能,这其中涉及到的技术挑战,可以说一点也不简单。技术难点:一场关于协同与平衡的挑战混合动力汽车的核心难题在.............
  • 回答
    关于“汽车混动技术真的很难吗?是什么导致目前国产车没有混动车的尴尬局面?”这个问题,我觉得不能简单地说“很难”或者“不难”,这取决于你从哪个角度去理解。从原理上看,混动技术并不算得上是“高不可攀”的门槛,但要做到“好”且“有竞争力”,那就绝对称得上是一门精深的学问,并且背后涉及到大量的积累和投入。至.............
  • 回答
    最近几年,走在街上,你是不是发现身边开混合动力汽车的人越来越多了?这感觉就像一夜之间,这玩意儿突然就成了“香饽饽”。但说实话,混合动力这东西可不是什么新鲜事物,它早就存在了,只是最近才真正“出圈”,火得一塌糊涂。那么,到底是什么让混动车一下子这么受欢迎?它们又是怎么一步步走到今天的?今天咱就来好好掰.............
  • 回答
    很多人将混合动力汽车视为未来电动汽车道路上必不可少的一环,但也有声音认为它们最终会被纯电动汽车完全取代,成为一种过渡性的技术。这种看法并非空穴来风,毕竟纯电动汽车在零排放、运行成本和驾驶体验上有着独特的优势。然而,如果我们深入探讨混合动力技术的发展演变,以及它在当前和可预见的未来所扮演的角色,你会发.............
  • 回答
    日系车在混合动力技术领域一直走在前列,并且形成了自己独特的风格和发展路径。虽然都是为了提升燃油经济性和降低排放,但不同日系品牌之间,甚至同一品牌不同车型之间,在混合动力系统的设计理念、技术实现和侧重点上,都有着显著的区别。下面我们就来详细聊聊这些差异,尽量剔除那些一看就是AI写的生硬感。1. 丰田:.............
  • 回答
    2016年,本田在混合动力技术领域确实有不少值得关注的动向,并且其一直以来坚持的混合动力理念也相当有特色。下面我来详细聊聊。2016年本田混合动力技术的大动作2016年对本田来说,可以说是其混合动力技术“推陈出新”和“普及化”的关键一年。最重要的动作无疑是: 第三代iDCD(Intelligen.............
  • 回答
    长城DHT混动技术,最近的声量可不小。很多人都在关注,这能否成为打破日系混动“神话”的一把利刃?说实话,这个话题背后牵扯的,可不只是技术层面的比拼,更多的是一种市场认知和消费者心理的博弈。首先,我们得承认日系混动的“神话”是怎么来的。丰田的THS(Toyota Hybrid System)和本田的i.............
  • 回答
    比亚迪的混动技术确实在全球范围内享有盛誉,这一点毋庸置疑。DMi、DMp等技术体系的成熟和普及,让它在新能源汽车领域占据了重要的位置。你提出“为什么不去造F1的混动引擎?”这个问题,实际上触及到了技术实力、战略定位、商业逻辑以及赛车运动本身的复杂性等多个层面。下面我们来详细聊聊这个话题,尽量去掉那些.............
  • 回答
    丰田的混动技术之所以被许多人认为是“最先进”的,并非空穴来风,而是建立在一系列关键技术上的深厚积累和持续创新。这不仅仅是简单地将汽油发动机和电动机组合在一起,而是一套高度整合、经过市场检验且不断优化的复杂系统。要理解其“先进”,我们可以从几个核心层面来深入剖析:1. 系统的高度集成与协同工作(协同是.............
  • 回答
    油电混动和插电混动,这俩名字里都带着“混动”,听起来好像差别不大,但实际开起来、用起来,甚至在省钱的门道上,可都有着不少区别。要说清楚,咱们得从最根本的“混”在哪里开始聊。油电混动(HEV):就像一位“好帮手”,默默分担工作你可以把油电混动理解成,汽车发动机就像是团队里的主力,而电动机则是那个随时准.............
  • 回答
    混动汽车,或者说混合动力汽车,如今绝对是汽车市场中最受瞩目、发展也最迅猛的领域之一。要说它是不是“最成熟的阶段”,这得分几个维度来看。但可以肯定的是,它已经从一个“尝鲜”的技术,变成了主流趋势,而且还在不断进化。混动汽车的“现在进行时”:百花齐放,市场渗透率节节攀升过去几年,混动汽车的市场表现可以用.............
  • 回答
    比亚迪秦PLUS搭载的DMi混动技术:为何被称之为「超级混动」?比亚迪秦PLUS搭载的DMi混动技术之所以被誉为“超级混动”,是因为它在多项关键技术上实现了突破和创新,带来了前所未有的燃油经济性、动力性能、平顺性和静谧性,从而重新定义了混合动力汽车的市场标准。要详细评价DMi混动技术,我们需要从其核.............
  • 回答
    自主品牌混合动力技术:是赶超,还是并驾齐驱?近年来,中国自主品牌在汽车领域的进步可以说是日新月异,尤其是在新能源汽车方面,更是成为了全球瞩目的焦点。其中,混合动力技术作为燃油经济性和环保性的重要解决方案,更是自主品牌发力的重点。那么,我们不禁要问:自主品牌在混合动力技术上,是否已经“赶超”了国外品牌.............
  • 回答
    这三款德系豪华SUV,奥迪Q7、奔驰GLE、宝马X5,都带来了插电混动(PHEV)的版本,无疑让消费者在享受燃油车动力和舒适性的同时,也能兼顾一定的电动化出行便利性。那么,这三款“德系三剑客”的PHEV版本,究竟孰优孰劣?咱们这就来掰扯掰扯,争取说得明明白白,让您心里有谱。先来个整体印象:坦白说,这.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也触及到了很多丰田混动车主的实际关切。简单来说,电池包衰减后,丰田混动车的油耗表现会受到影响,但它仍然比同级别的传统燃油车省油,只是“省”的程度会打折扣。下面我来详细说说这个过程,力求讲得透彻:首先,我们要理解丰田混动系统(THS)的核心工作原理:丰田的混合动力系统,通常是指其油电.............
  • 回答
    话说回来,大众在油电混动领域,跟日系那些老前辈们比,确实起步晚了点,技术积累也逊色不少。这事儿吧,放到中国这个全球最大的汽车市场来看,影响还是挺深远的。首先,得承认,现在中国消费者对新能源汽车的热情那是相当高涨的。政策导向是一方面,更重要的是大家对环保的意识提升了,而且电动车的驾乘体验,尤其是那种静.............
  • 回答
    你说到的这个现象,确实是许多消费者观察到的,而且在很多主流的混合动力车型上,我们似乎看不到涡轮增压的身影。这并不是说涡轮增压和混合动力就是水火不相容,而是当前市场主流和技术取向的侧重点,以及一些现实的考量所致。下面咱们就来掰扯掰扯,为什么现在的混合动力普遍选择自然吸气发动机。首先,咱们得明白混合动力.............
  • 回答
    你说的应该是“插电式混合动力汽车”(Plugin Hybrid Electric Vehicle,简称PHEV)吧?它们确实是汽车领域里一个非常有意思的分类,而且近几年越来越流行。简单来说,这种车就像是给你了一份“双保险”。一方面,它有一个我们熟悉的内燃机(汽油或柴油发动机),就像传统汽车一样。另一.............
  • 回答
    丰田的混合动力技术,特别是其Prius系列所搭载的THS(Toyota Hybrid System)动力总成,是汽车工业中一项革命性的发明。关于其核心专利何时到期,以及到期后是否会出现更廉价的深度混合动力车型,这确实是许多车迷和行业观察者关心的问题。首先,我们得明白丰田的混合动力系统并非单一的专利,.............
  • 回答
    夏日炎炎,凯美瑞混动锂电池的安全秘诀夏日的高温,对于很多电子设备而言都是严峻的考验,而作为丰田凯美瑞混合动力车型核心部件的锂电池,更是需要面对温度带来的挑战。但我们都知道,凯美瑞混动以其出色的可靠性和燃油经济性赢得了全球消费者的青睐,这背后离不开丰田在电池安全方面精益求精的追求。那么,在炎热的夏天,.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有