浅谈BMW高效混合动力

肖忠宝

(山西交通职业技术学院，山西 太原 030060)

汽车机械

浅谈BMW高效混合动力

肖忠宝

(山西交通职业技术学院，山西 太原 030060)

BMW高效动力性是结合了大量技术和创新的总概念，这些技术和创新在提高功率和驾乘乐趣的同时还能降低排放量。通过实施BMW高效动力性战略，BMW在降低耗油量措施和CO2减排措施方面占据了世界领先地位。

BMW；混合动力低油耗；低排放

1 BMW电动车辆发展历史

自70年代初，BMW的工程师就已经意识到电动驱动装置在人口稠密地区的发展前景。为了能够引起公众效应，在慕尼黑奥运会的竞走和马拉松项目的服务用车中使用了两辆基于BMW 1602的电动原型车。当时讨论的主要议题是量产研发在技术上的可能性。因为光是车载蓄电池的重量就达到了350 kg，可达里程为45～65 km，所能提供的发动机功率也仅为12 kW/16 bhp。最高车速100 km/h。1981年公司重启电动车项目，标志着BMW迈出的第一步。这使用了基于钠硫原理效率更高的高电压蓄电池。借助该技术使8辆四轮驱动的325ix试验车辆的行驶动力性达到了可以接收的范围，同时还提高了车辆的可达里程。通过新型电池技术所积累的经验在电动车的发展史中具有里程碑式的意义。1991年在法兰克福汽车展览会上正式亮相的BMW E1是BMW公司推出的首辆电动车。该款设计长度为3.4 m的轻型结构城市用车使用了一种特殊的电动驱动装置，该驱动装置通过强劲的电机可提供32 kW/45 bhp的动力。这款紧凑轻型汽车的最高车速可达125 km/h。能含量为20 kWh的高温蓄电池(钠硫)可以使可达里程提升至大约140 km。90年代初，根据后续研发方案在小型系列电动车的基础上开发出了当时的3系轿跑车。1995年BMW品牌使用8辆试验车辆在吕根岛参加了一次大型试验。由不同蓄电池制造商和汽车制造商共同合作，对零排放车辆驱动方案的实际运用进行验证，同时还发现了高温蓄电池系统可能会引起的问题。但是当时蓄电池重量过大，可达里程和能量密度过小以及蓄电池使用寿命等问题都限制了电动车的批量生产。目前，随着蓄电池技术的发展和进步，重量为260 kg的MINI E风冷式蓄能器可提供的总电容量为35 kWh，这样可以使电动车的平均可达里程达到250 km。功率为150 kW/204 bhp的紧凑型电机可以提供380 V的直流电压。

2 BMW混合动力战略

在BMW混合动力战略中，只有制造成本与节油潜力比例合理时才采用混合动力。开始时推出带大功率发动机的较大车型，如BMW ActiveHybrid X6和BMW ActiveHybrid 7，因为这样可以实现最大的效率潜力。从中期角度来看，应在较小车型中引入混合动力技术。为了实现这一目标，BMW使用了“最佳混合动力”模块化系统，即在不同车辆方案中集成各种最佳混合动力组件。

3 混合动力的优势

混合动力总成的优点主要是耗油量较低，同时在内燃机的所有不利运行范围内电机可以为其提供支持。此外还可以对所使用的电机和内燃机的功率特性曲线进行较好的补充，因为电机的较高扭矩可以为(低转速范围内)内燃机的较小扭矩进行最佳补充。因为电机可以起到起动机和发电机的功能，所以其它优点是取消了起动机和发电机(以现有的混合动力车型为依据)。此外，制动能量回收系统可以对制动器磨损起到积极的影响(尽量减少现有的制动器磨损)。

BMW ActiveHybrid包括了两种不同的混合动力形式：全混合动力和部分混合动力。

(1)全混合动力具有动力强劲的电动动力总成，可以以纯电动方式行驶，在降低耗油量和排放量方面潜力很大，特别是在城市交通中。但混合动力组件和蓄电池造成质量增加和行李箱容积减少，组件和制造成本较高。

(2)部分混合动力具有电机较小，用于为内燃机提供支持(“助推”功能)，无法以纯电动方式行驶，在降低耗油量方面有一定潜力，特别适合城市交通。由于混合动力组件较小，因此重量和占用空间方面增加不多，与标准动力总成相比制造成本较高，但是比全混合动力低。

4 BMW全混合动力行驶情况

全混合动力车辆的行驶状态可以分为五个阶段：起步、加速、行驶、超车、制动。

起步：起步时将使用电机在低转速范围内所提供的较高扭矩。从静止状态到起步仅由电机驱动车辆，而且使用由高压蓄电池提供的能量。内燃机处于关闭状态，在该阶段内以纯电动方式移动车辆。

加速(助推功能)：在交通信号灯处、斜坡或超车操作进行调整加速时，如果高压蓄电池处于足够的充电状态则可以为其提供额外能量并且通过电机将其作为驱动功率使用。此过程称为Boost功能。通过内燃机和电机的功率组合可以实现与使用强劲发动机车辆一样的行驶动力性和高速加速度。

行驶：行驶过程中根据车速和蓄电池充电状态确定内燃机和电机的不同驱动比例。在低速至中速时内燃机无法在最佳范围内工作。电机正好相反可以在较低转速时提供最大扭矩。当高压蓄电池处于足够的充电状态时可以从高压蓄电池获取车辆电动驱动所需的电能。只有当高压蓄电池处于较低的充电状态时才会经常启动内燃机，以便为高压蓄电池充电。恒定高速行驶时内燃机能够以最佳效率进行工作。而电机在该功率范围内则需要从高压蓄电池获取过多的能量。因此需通过内燃机获得大部分的驱动力。当高电压蓄电池处于较低的充电状态时内燃机的部分功率还将通过电机用于蓄电池充电。

超车：为了能够提供较高的总功率，在超车或加速时由电机和内燃机共同驱动。

制动：混合动力传动装置的主要优点是可以使用滑行或制动时释放出的动能。这也被称为能量回收利用或制动能量回收。通过可作为发电机使用的电机将车轮制动器上的无用能量转换为电能以替代热能转换，并将所产生的电能存储在高压蓄电池内。

随着混合动力技术的不断创新，发展进程令人瞩目，目前已经在传统的汽车制造业中呈现出新科技成果的生长点。毫无疑问，在明天，在我们美好的生活中，各种类型的电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车必将构建并实现全球清洁汽车行动计划的美好蓝图。

Introduction to the BMW efficient hybrid

XIAO Zhong-bao

(Shanxi Traffic Vocational and Technical College，Taiyuan，Shanxi 030060，China)

The BMW efficient power performance is combined with a large number of technology and innovation concept, the technology and innovation in improving power and driving pleasure at the same time also can reduce emissions. Through the implementation of the strategy for the BMW efficient dynamic BMW in reducing fuel consumption and CO2emission reduction measures the world's leading position.

BMW；hybrid low fuel consumption；low emissions

2016-04-01

肖忠宝(1976-)，男，山西太原人，实验师。研究方向：汽车运用。

U

C

1008-3383(2017)01-0142-01