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混合動力車輛驅動裝置

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混合動力車輛驅動裝置(Hybrid vehicle drive trains)是在混合動力車輛中傳送動力使車輪運轉的裝置。混合動力車輛中會有許多不同種類的動力。

混合動力車輛有許多不同的組態。例如混合動力車輛主要以汽油引擎為動力來源,但可以切換到以電動車為動力來源。

結合內燃機以及電動機動力的柴电动力驅動,已有長久的歷史,主要用在鐵路機車上。柴电动力不符合混合動力驅動的定義,因為其電動機的傳輸不只是輔助動力來源而已,而是直接取代了機械式的驅動系統。最早陸上的混合動力車輛是美國1935年至1948年在紐澤西運行的無軌電車,主要是用電纜線上輸送的牽引電流為動力來源,無軌電車中也有一個内燃机,不是提供牽引馬達電力,而是直接驅動機械驅動系統。因此在沒有電纜線的地區,無軌電車仍可以提供收費營運。自1990年代起,無軌電車已引入小型的電廠,以提供緊急以及維修用的低速運行能力,但不提供收費營運。

汽車的动力总成(powertrain)包括轉換能量需要的所有零件。动力总成可以用化學能、太陽能、核能或是動能,以此能源來推動車輛。最早期的例子是蒸汽火車頭。近代常見的例子有电动自行车混合动力电动汽车結合了電動車電池(或双电层电容器)以及內燃機,內燃機的功率可以直接推動車輛,或是幫電池充電。有些混合動力車輛也用飛輪來儲存能量。

在許多的混合動力車輛中,混合電動機及內燃機的混合動力車輛已在2016年商品化。其中有一種是電動機及內燃機並聯,由兩個設備一起提供勳力。另一種是串聯式。兩個動力來源都可以作主動力來源,另一個則是輔助來源。

其他的組合方式可以透過能源管理以及能源再生來有較高的效率,但會有費用、複雜度以及電池限制上的問題。混合內燃機及電動機的車輛,其電池容量會比傳統純內燃機車輛的電池要大很多。前者的電池較輕,能源密度較大,但比較貴。傳統車輛的電池只需要讓車內的電子系統運作,並且供引擎的火星塞點火即可[1]

依設計分類

並聯式混合系統

並聯式油電混合電動車的架構,灰色的方塊是差速器

並聯式混合系統有內燃機以及馬達,二個都可以獨立運轉來驅動車輛,也可以一起運轉,這是2016年最常見的混合動力系統。

若二個動力來源在軸上並聯,二者的轉速需相等,所提供的力矩會疊加(大部份的電動腳踏車也是這一型的)。若二個動力來源中只啟動一個來源,另一個動力來源也需要以相等速度旋轉,不然二個動力來源就要用單向的離合器Freewheel英语Freewheel來連接。

若二個動力來源是驅動同一個軸(例如油電混合車的馬達是和引擎驅動同一個軸),二個動力來源需要以相同速度旋轉,用馬達來調節輸出轉矩(本田 Insight的前二代即使用這種系統)

混合動力車輛可以再依二個動力來源的負載分配來分類:以引擎為主(才在有需要時才讓馬達輸出轉矩)或以馬達為主。

並聯式混合系統更強調再生制動,而引擎也可做為是輔助充電的發電機。因此在都市stop-and-go的運行條件下格外有效率。其電池包容量會比其他的混合系統要小。本田技研工业早期的Insight、Civic英语Honda Civic Hybrid、及Accord英语Honda Accord Hybrid等使用整合馬達輔助英语Integrated Motor Assist(IMA)的混合車都是並聯式混合系統的例子[2]。通用汽車的Parallel Hybrid Truck英语Parallel Hybrid Truck(PHT)、BAS Hybrid英语BAS Hybrid(像是Saturn VUE、Aura Greenline、Chevrolet Malibu hybrids)也使用這種混合架構。

過道路(TTR)並聯

另一種並聯的方式是過道路(through the road、TTR)並聯[3][4]。此系統中由傳統傳動系統驅動汽車的一個軸,由馬達驅勳另一個軸。此配置曾用在最早的off track無軌電車中,過道路並聯其效果是完整的備用動力系統。而在回升剎車時可以透過馬達讓電池充電,或是在巡航時讓馬達出力。這在動力管理上會比較簡單。此配置的好處是可以有四輪傳動的效果(類似的例子是自行車的前輪用輪轂馬達,輔助踏板及後輪的傳動)。這一型的車有Audi 100 Duo II英语Audi hybrid vehiclesSubaru VIZIV英语Subaru VIZIV概念車、标致雪铁龙集团标致3008標緻508、508 RXH、Citroen DS5英语Citroen DS5,上述的都用HYbrid4英语PSA HYbrid4系統、Volvo V60 plug-in hybrid英语Volvo V60BMW 2 Series Active Tourer英语BMW 2 Series Active TourerBMW i8Honda NSX第二代英语Honda NSX (second generation)

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參考資料

外部連結