[淺談] Hybrid複合動力技術（上） 觀念篇

[ChungSen (仲生.....)]

        Hybrid複合動力技術概論  （上）觀念篇
                                                [e-mail]



一、摘要

複合動力技術為現階段電動車發展前的過渡時期技術，雖然國內剛引進不久，
但是在國外汽車市場上已經佔有了一定比例，一般來說汽車技術在縮小、
閹割後都可使用在機車上，故此篇將以最淺顯的概念敘述複合動力技術，
以期許讀者能有基本的相關知識，
和面對未來也許有機會問市的Hybrid機車時，能夠瞭解其背後原理。

本文將拆成三篇：
上篇主要先對複合動力技術作個簡單的概論說明。
中篇則是會將各系統部位，例如馬達、電瓶、動力分割器、回生煞車等細節做說明。
下篇將對市售車所使用的串並連系統做更完整的說明。



二、介紹

在石油產量漸減、油價漸增，全球環保意識興起的狀況下，
如同古老煤炭外燃機的淘汰，內燃汽油引擎也面臨時代的轉變。
那麼誰是取代內燃引擎的明日之星呢？產業各界皆認為是電動車。
然而，電動車發展到現在，最大的問題還是在於續航力，而續航力的來源則是電池，
在現在，充電時間以及續航力依然是電動車的瓶頸。

Hybrid（嗨補立德）是指兩種以上的動力來源。
所以不限定種類，只要有使用了兩種動力來源就可稱之為Hybrid，
現在使用來解決電動車續航力問題的車種，可算是電瓶技術尚未突破前的過渡車種。



三、串連式複合動力

┌─────┐  ┌────┐  ┌───┐███
│ 發電機   │  │ 電瓶   │  │馬達  │  │
│Generater ├→┤ Battery├→┤Motor ├→┤輪軸
└─────┘  └────┘  └───┘  │Wheel
                                        ███

如果會沒電是電動車的問題，那麼就乾脆擺一台發電機在車上吧！
串連式複合動力就是這麼簡單的概念。

電池持續的供給馬達電源，而發電機則是認真的發電補充電瓶電量，
如此內燃機可以避開其低效率的低轉域，專心的在他效率最高的轉速做單純的運轉，
對電瓶也不會有大放電、大充電的現象以延長電瓶壽命。



四、並連式複合動力

┌───┐  ┌──────┐  ┌───┐  ┌────┐
│內燃機│  │動力分割器  │  │馬達  │  │ 電瓶   │
│Engine├→┤Transmission├←┤Motor ├←┤ Battery│
└───┘  └──┬┬──┘  └───┘  └────┘
             █   ◥◤   █
             █──┴──█
             █   輪軸   █
                 Wheel

1+1>1，當有兩種以上動力時，人們總是會想要將他們一起做輸出的動作以求得大動力～
並連式複合動力就是為了追求性能而產生。

在未使用高效能馬達的前提下，可以先利用馬達低轉速高扭力的特性求得加速性能，
而當馬達馬力慢慢到極限時，則是由內燃汽油引擎出馬進入內燃機最擅長的高轉速輸出。

不過在馬達技術的突破下，各廠已經發展出高馬力的電動馬達，可高達240匹馬力以上，
因此馬力問題已不再是電動馬達的死穴。



五、串並連式複合動力

            ┌─────┐
            │ 發電機   │
    ┌──→┤Generater ├─────────┐
    │      └─────┘                  ↓
┌─┴─┐  ┌──────┐  ┌───┐  ┌┴───┐
│內燃機│  │動力分割器  │  │馬達  │  │ 電瓶   │
│engine├→┤Transmission├←┤Motor ├←┤ Battery│
└───┘  └──┬┬──┘  └───┘  └────┘
             █   ◥◤   █
             █──┴──█
             █   輪軸   █
                 Wheel

為了做能源最有效率的應用，並連和串並連最大的差別在於多了一組發電迴路，
可以讓內燃引擎的使用效率更高，現今市售之複合動力車種主要架構也是此類型。

其最大的賣點在於其控制電腦可以選擇動力來源、內燃引擎的開啟或關閉，
動力來源的主角已不再是內燃引擎一人獨秀，而是內燃引擎和電動馬達相輔而成。



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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.41.208.65
→ w111407:看不懂........
推 vul3j9:最近我們無聊的老師正想要聽相關的東西...感謝仲生大大
推 ujane:GOOD
→ vul3j9:m(_ _)m
→ Little5566:想問-.-/ 說到馬達死穴 那高達240匹馬力的馬達 售價?
第二篇會提到~
→ a444498:我以為要念嗨博得(嗨鳥...XXDD)
→ Little5566:介紹第三行 內(燃)引擎 有錯字XD
推 Haikev:好文幫推～
→ oligoisgood:我記得 有一部電動跑車極速280左右 馬達是台灣代工的
                        tesla,不過又被幹掉了XD       正解
→ Little5566:所以 HONDA那台 也是並串聯的?!
                市售車幾乎都是
                大陸那邊的一些車除外＝,.＝"
推 oligoisgood:那是ARTC來上課說的XD
推 fleawhat:推推 長知識
→ w7295w:看不懂 >"< 看了三次了還是不太懂~沒救
哪邊看不懂?說說看
說不定我換個敘述你就懂了
※ 編輯: ChungSen        來自: 114.41.208.65        (12/05 00:28)
→ Little5566:我覺得 文字 圖片搭配的很好!!
推 falling555:>/////<
推 ChengPingYu:我比較在意如何把現有的東西拼一拼裝上車~~~
推 tim1336:我只知道 換電池的時候要小心XD
推 pp393952:看biker長知識!
推 novarossi:未看先推!
推 uniasia15:氫氣?
推 snowcoat:等我睡醒再看~先推
推 onime0704:推
推 femckog:Hybrid car明日巨星Hammerhead Eagle i-Thrust是串連式!!
→ bullchry:順道問一下 以前的瓦斯車可以稱做hybird嗎?
推 youre:馬達不能說是代工的  是標準MIT的
推 today790722:推這篇敘述講評詳盡，現代環保新科技加分
推 kisse04:這篇講的淺顯易懂 期待下篇
→ sdiaa:瓦斯車是雙燃料 不是雙動力
→ windows3300:Benz的S400H 好像也是串聯式的吧?
→ windows3300:另外不知道機車有沒有Atkinson循環的引擎?
→ ROCMC:四跟五 內燃機那邊是不是也需要電力系統支援?(電瓶...etc)
→ ROCMC:第四點 電瓶要靠什麼回充電力?
推 wildsky:第四點怪怪的..動力上並聯式不見得會有1+1>1的效果...
→ wildsky:並聯式只有在低轉速省油而已...是為了節省成本跟結構...
→ ROCMC:第五點 內燃機掛了 是不是會讓整個右半部電力慢慢消退?
→ ROCMC:動力分割器是變速箱嗎0.0?
推 femckog:電瓶視為電池會比較容易懂。四式指的是單純的雙動力，電瓶
→ femckog:用插座充電，內燃機加油補充燃料，然後藉由動力分割器決定
→ femckog:何種狀況用電力或用引擎。五式則是利用引擎帶動較大功率的
→ femckog:發電機以及動能回收系統，直接替車上的電池充電。動力分割
→ femckog:器比較像是動力輸出類型的管控中心。小弟淺見有錯還請指正
→ gramchen:油電關鍵還是在蓄電力和回充效率 以充電模式取代引擎煞車
→ gramchen:像大型重車的電磁減速器 就能用在回充系統 增強減速效果