有何省油祕籍?解讀雷凌雙擎混動系統

如果說你想購入一輛10萬元級別的油電混合動力汽車,相信廣汽豐田雷凌雙擎都會是你優先考慮的對象之一。雷凌雙擎秉承了豐田混動車的優良品質,技術成熟、高效穩定、節能環保都是消費者對於它的肯定,自上市起就一直保持著不錯的熱度,銷量也很穩定。都知道省油是雷凌雙擎的殺手鐧,而混合動力系統就是雷凌雙擎的省油“秘籍”。


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有何省油秘籍?解讀雷凌雙擎混動系統


首先我們來了解什麼是HEV(Hybrid Electric Vehicle)?HEV指的是除了發動機外還具有其它動力源,可以用較少燃油行駛的汽車,主流的為汽油發動機與電動機的組合,即把發動機與電動機混合驅動的汽車統稱為HEV。而豐田則把採用發動機與電動機的油電混合動力技術稱之為“雙擎”技術,所以雷凌雙擎也是一輛HEV車型。


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雷凌雙擎的混動系統追求的是在省油的大前提下還要講究高動力,而HEV與傳統汽油車最大的區別就是有電動機來輔助行駛。

當發動機效率低下、動力不足時會用電動機來輔助行駛,然後減速時能通過回收浪費的能量實現再生制動,以此來達到既有動力又省油的目的。


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在保持高動力的前提下,要改善油耗,當然可以通過對發動機及變速箱的改進來提升發動機的高熱效率區間,以此來提升燃油經濟性。

但在發動機不擅長的低熱效率區間就沒辦法提升了。因此雷凌雙擎通過加入自動啟停、EV行駛、電動機輔助、能量回收四項功能來彌補發動機不擅長的區間,進一步提升高熱效率區間,以此最大程度的改善油耗。

按理說,具備的功能越多就會越省油。雷凌雙擎在雙電機運作的同時還帶有四大功能,其油電混動系統在提升熱效率及功能性方面確實是市面上技術最為先進的。


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目前市面上混動車有三種聯合方式,分別為串聯、並聯和串並聯(混聯),而雷凌雙擎採用的就是混聯式。而混聯式又分為弱混、中混及強混,雷凌雙擎的混動系統歸類在強混中,採用雙電機動力分配式系統外加四大節油功能,可提升30-50%的省油效果。

如此看來,雷凌雙擎確實具有著高效率低能耗的優點。而造就其有如此出色油耗表現的混動系統又是怎樣的工作原理呢?下面我們一起來看看雷凌雙擎的油電混動系統的構造。


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雷凌雙擎混動系統由汽油發動機、混合動力鎳氫電池組、HEV變速驅動橋(由電動機、發電機、動力分配裝置及減速機構組成)及PCU動力控制裝置四大核心部件組成。

由發動機及雙電機組成的混合動力系統又是如何分配動力來實現高效率低油耗的呢?雷凌雙擎的油電混動系統能夠根據不同的駕駛情況,使發動機及電動機有效的相互配合,實現最優的動力搭配,以此來提高燃油效率降低油耗。

當車輛停止不動時,發動機、電動機及動力系統自動停止,不會因怠速產生無謂的能量消耗。

當車輛起步低速行駛時,發動機處於低速區間,不利於提高效率,所以這時候主要依靠電池組的電力來驅動電動機,以電動機產生的動力來行駛,可以在一定時間段內實現零油耗,零排放量的狀態(即為純電動的EV模式)。

而車輛正常行駛的過程位於發動機的高效率區間,主要使用發動機產生的動力來行駛。同時還會視情況為發電機提供動力,發電機產生的電力用來驅動電動機,來輔助發動機。而這時候發動機產生的剩餘動力會為電池組充電,充分利用能量,降低能量損失。


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當車輛需要加速時,這時候除了發動機產生的動力外,電池組會為電動機提供電力,增加電動機的輸出功率,分擔發動機高油耗的壓力,從而在達到動力充沛情況下把油耗控制在合理範圍內。發動機與電動機同時工作,更強勁的功力輸出也提升了車輛的加速性能。

當車輛減速時,在踩剎車或鬆油門的瞬間,會依靠車輪的旋轉來驅動電動機,將其作為發電機使用。把減速時產生的能量轉化為電能,存儲到混合動力系統中的電池組中,做到能量再生制動。


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其中1.8L的自吸發動機採用了阿特金森循環、廢氣再循環(EGR)等系統,來提升燃燒效率。同時採用了電動型水泵及不使用驅動皮帶也是一大技術亮點,降低了摩擦損耗,進一步提升了發動機效率。這臺發動機有著高熱效率,動力充足,油耗低的優點。


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阿特金森循環系統是雷凌雙擎發動機的核心技術,在降低油耗方面也有著很大的作用。相比於普通循環,阿特金森循環系統有著進氣量小,做功大的優點,能夠實現13:1的高壓縮比。

其一方面降低了燃油的使用量及進氣量,另一方面能夠獲得更多燃燒後的膨脹能量,提高了輸出功率,也降低了燃油消耗量。簡單說就是發動機產生相同的能量所需的燃油量更低。


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發動機排氣經EGR冷卻器冷卻後,通過EGR閥門後再次輸送到發動機,使廢氣能在吸氣管道再循環利用,降低了損失,提高了燃燒效率。同時由於排氣溫度降低了,也能基本實現理論空燃比。EDG廢氣再循環系統不僅降低了油耗,還減少了尾氣排放,更加環保。


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採用了電動型水泵及電動型空調壓縮機,也進一步降低了能量損失。當發動機需要冷卻水時,只需要循環使用所需要的量,避免了浪費。同時實現電動化也避免了皮帶輔助帶來的摩擦損耗。


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第二個核心部件混合動力鎳氫電池組作用也相當巨大。並且電池組無需外接充電,能通過系統自動回收剎車、怠速的能量,在行駛過程中自我充電。電池組也無需像純電動車一樣定期更換,用車過程電池組淺充淺放,壽命也較長,基本與整車壽命一致。


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電池組的充電原理是通過車輛減速時能量再生制動以及發動機工作時所產生的多餘能量來完成電池組的充電。

同時還會對電池組進行充電均衡控制,而對於電池組的最佳控制是電量到達80%時開始放電工作,電量低於20%時進行充電,這樣能最大程度避免電池組的老化,確保電池組的使用壽命。


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第三個核心部件E-CVT無級變速箱(也稱為HEV變速驅動橋)是由電動機、發電機、動力分配裝置及減速機構組成。


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雷凌雙擎的混合動力系統帶有強勁輔助驅動的電動機及高效發電的發電機。發電機在低速行駛時也能提供強電力,採用小型輕量化的交流同步電動機,可以自由控制電動機的旋轉和扭矩,使起步和加速更平順。


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動力分配裝置會將汽油發動機的動力合理分配給傳動系統和發電機,通過行星齒輪無縫銜接,快速有效的將動力進行分配。

其中汽油發動機與行星齒輪架連接,驅動齒圈及太陽輪旋轉,再通過齒圈連接電動機來驅動車輪,太陽輪則與發電機連接,利用發動機的動力來進行發電。

此外,HEV變速驅動橋上還搭載了減速齒輪,通過降低前電動機的轉數,增大電動機的扭矩,從而產生更強的驅動力,也帶來更平順的加速體驗。

總的來說,E-CVT無級變速系統能夠進行出色的動力分配調節,最大程度降低了換擋頓挫,使行駛更加平順;同時行星齒輪機構間無間斷的傳輸動力,也提高了動力效率。


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雷凌雙擎混動系統的最後一個核心部分就是PCU動力控制裝置。由逆變器、可變電壓系統、DC-DC轉換器組成。

該裝置可完成混合動力電池和電機間交流電與直流電的轉換,對電源電壓進行恰當的調節,並輔助管理發動機和電機的動力輸出及能量回收。PCU動力控制裝置不僅能讓電動機輸出高功率、發揮最高性能,還進一步提升了混動系統的整體動力效率。

總結:通過了解雷凌雙擎的油電混動系統的相關知識,我們也進一步加深了對於雷凌雙擎油電混動技術的認知。確實雷凌雙擎的混動技術值得肯定,自從上市以來好評如潮,已經通過市場的檢驗了。雷凌雙擎通過發動機與雙電動機共同合作的形式來驅動車輛,具有強動力、低油耗、低排放及低噪音的優點,真正做到了高效率低能耗,是一輛既節能又環保的車。很多消費者購買混動車都會擔心電池壽命的問題,雷凌雙擎除了有技術的加持來延長電池的壽命外,在2018年12月31日前購車(以購車發票日期為準)的消費者還可享受“不限年限,不限里程”的電池無憂政策。電池問題解決了,再加上混動技術是未來發展的大趨勢,擁有省油“秘籍”的雷凌雙擎肯定會得到更多消費者的認可,未來依舊一片光明。


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