熊荣华：混合动力汽车故障专题解答

2020-01-10熊荣华

汽车维修与保养 2019年10期

Q熊老师您好！我是《汽车维修与保养》杂志的忠实读者，最近看上一辆“理想”品牌的混合动力汽车，准备“出手”。但是，朋友推荐丰田混合动力汽车，说丰田混合动力汽车是并联式，理想混合动力汽车是增程式，丰田混合动力汽车才是真正的混合动力汽车。我想听听您的意见。

湖北读者：李汉俊

A看来你的朋友比较“内行”，我们开始接触丰田混合动力汽车时，为了便于理解记忆，编辑了一段话来描述混合动力汽车：一静、二回、三模、四能。一静是指静音回家功能，可以选择纯电动模式行驶，即使半夜也不扰民，可以静悄悄地开回家。二回是指有反拖回收、制动回收功能。比如在车速100km/h时，滑行时底盘可以带动发电机发电，制动时也可以带动发电机发电，从而给高压蓄电池充电。三模是指混合动力汽车既有纯发动机模式，也有纯电动模式，还有两种动力一起输出的混合动力模式。四能是指车上的电动机，既是电动机也是启动机，还是发电机，同时也是制动器。也就是说，每个电动机都可以作为发电机使用，只要在外部驱动电机轴，电动机就会像发电机那样输出电能；如果向电动机输送电能，那么它就是个驱动电机。混合动力汽车上的电动机，取代了内燃机上传统的启动机和发电机。

如果要按照丰田混合动力汽车的标准选择，那你喜欢的“理想”汽车，确实不属于这种并联式混合动力汽车，而是属于串联式混合动力汽车，即增程式混合动力汽车。

从概念上讲，传统的内部燃烧式发动机+高压蓄电池驱动的电机=两者结合形成动力的汽车，均称为混合动力汽车。与牵引阶段不同，在减速阶段，通过牵引电动机以电动方式来实施制动，同时为高压蓄电池充电。驾驶员刚一松开加速踏板，一部分能量就得到了回收。在制动过程中，回收的能量也会相应增多。

混合动力有多种形式，丰田混合动力汽车与理想混合动力汽车分属于并联式和串联式的混合动力模式，简介如下：

1.并联式混合动力系统如图1所示，并联式结构的特点是简单。如果要对现有内燃机汽车进行“混合动力改造”，就会使用这种结构，并且在改造过程中可以充分利用原车上的部件。内燃机、电动机和变速器装在同一根轴上。内燃机和电动机各自的功率加起来就是总功率。对于四轮驱动的车辆来说，并联式混合动力结构可以将动力分配到四个车轮上。

图1 并联式混合动力

2.串联式混合动力系统如图2所示，车辆只通过电动机来驱动，内燃机与驱动轴是没有机械连接的。内燃机带动一个发电机，该发电机在车辆行驶时为电动机供电或者给高压蓄电池充电。理想品牌增程式混合动力汽车就属于这种类型。汽车只能由电动机牵引，发动机只能带动发电机发电。串联式混合动力汽车一般有以下几种工作模式，你可以参照你选择的产品，查看是否有如下功能，如果有，是可以考虑购买的。

(1)纯电驱动。发动机关闭，车辆从车载电池组中获得电能，驱动车辆前进。

(2)纯发动机驱动。车辆驱动功率来源于发动机与发电机组成的发电单元，这时车载电池组既不供电也不从发电单元获取电能。

(3)混合驱动。驱动电动机同时从电池组和发动机与发电机组成的发电单元获取电能，驱动车辆。

(4)行车充电。发动机与发电机单元除向车辆提供行驶所需的功率外，还向电池组充电。

(5)制动能量回收。即再生制动能量回收，由牵引电动机作为发电机回收减速或制动过程的能量并向电池组充电。

(6)停车充电。牵引电动机不接收功率，车辆停驶，发动机与发电机组仅向蓄电池组充电。

混合动力汽车实际工作的工作模式需要经过控制策略的优化，在满足动力性能需求的前提下，保护电池的状态和性能，获得更好的燃油经济性和更低的排放。

图2 串联式混合动力

Q熊老师您好！我们对于传统内燃机汽车的仪表已经非常熟悉，驾驶与维修均会看仪表了解车辆的技术状况。请问驾驶与维修混合动力汽车，应如何看仪表？

湖北读者：范世民

A现在混合动力车型很多，提问最好说明具体车型。针对具体车型，你如果仔细学习使用说明书，一定能够了解得更多、更全面。比如奥迪Q5组合仪表上的显示：如果高压系统有故障，那么组合仪表显示屏上的警报灯会点亮。该警报灯可能以黄色亮起，也可能以红色亮起，并根据高压系统的故障类型，显示相应的颜色和提示文字。奥迪Q5混合动力汽车仪表指示位置及含义如图3所示。

图3 奥迪Q5混合动力仪表指示位置及含义

Q熊老师您好!在混合动力汽车相关知识的学习及检修实践中，我注意到有关混合动力分类的一些说法，其中有微混合动力驱动、中混合动力驱动和完全混合动力驱动。完全混合动力驱动又分为并联式混合动力系统、分支式混合动力系统、串联式混合动力系统、分支式串联混合动力系统。又有的资料中介绍轻混和重混、半程式和全程式以及电动电速等。混合动力汽车的分类让我感到有点混乱，请熊老师帮忙解释，谢谢！

河北读者：孙浩

A有关混合动力汽车的类型，我认为没有必要纠结，因为各国、各厂家的叫法不同。

通常的分类方法将混合动力汽车分为三类，一是并联、二是串联、三是混联。如果将现有内燃机轿车加装一套电力驱动系统和原驱动系统并联，可以选择纯发动机驱动，也可选择电动机驱动或者双动力驱动，这种形式就属于并联式。丰田最先开发的混合动力汽车就是这种模式。串联式，可以让发动机与底盘串联，也可以让电动机与底盘串联。如果发动机和电动机串联在一起，直接连接或者通过离合器连接，发动机不能直接驱动，发动机负责发电，电动机负责驱动的串联结构，也叫增程式混合动力。如果发动机和电动机之间有一个离合器，电动机直接与变速器相连，允许电动方式驱动，也叫全程或强硬式混合动力。如果把串联和并联结合起来，就成了混联。分支式串联混合动力系统有一个内燃机和两个电机。内燃机和电机1装在前桥上，电机2装在后桥上，这种结构用于四轮驱动汽车。

奥迪A1属于微混合动力驱动，使用这种驱动结构，电动部件(启动机/发电机)只用来执行启动-停止功能。一部分动能在制动时又可作为电能使用(能量回收)。这种类型不能以纯电动方式驱动车辆行驶。该结构中没有高压蓄电池，针对频繁启动发动机的特点做了匹配，使用了质量较好的12V蓄电池，似乎不是真正的混合动力。

中混合动力驱动在技术上和部件方面都与完全混合动力驱动相同，只是它不能以纯电动方式驱动车辆行驶。它也有能量回收、启动-停止以及助力(Boost)功能，所以又称之为半程式或温和式混合动力系统。代表车型有本田思域及雅阁混动，起亚锐欧、赛拉图、福瑞迪混动，而且这些车型均属于串联混合动力类型。发动机与底盘相连，驱动电机容量小，不能单独驱动车辆。但似乎还可以对车辆驱动以辅助，勉强可以算得上串联类型。

完全混合动力是指允许完全使用电动方式驱动车辆行驶的结构，这种结构也称之为全程式或强硬式混合动力模式。这种形式中可以分为4种类型，也就是问题中所说的：并联式混合动力系统、串联式混合动力系统、混联式混合动力系统和分支式串联(四驱)混合动力系统。

电动加速与内燃机的强制降挡功能(可提供最大发动机功率供使用)类似。如果执行了电动加速功能，那么电机和内燃机就会发出最大功率(合计总功率很大，图4)。这两种驱动方式各自的功率合在一起，就是传动系统的总功率了。从技术上来讲，电机内部是有功率损耗的，因此发电机输出功率要小于其驱动功率。奥迪Q5混合动力汽车的内燃机功率是155kW，电机作为发电机时是31kW，电机作为电动机时是40kW。总体算来，内燃机和电动机作为电动机时共计可产生180kW的功率。