Hybrid科技的演進-Hybrid跨時代的節能減碳產物

Hybrid的概念,簡單來說就是以汽油引擎為基礎,在變速箱裡頭加入電動馬達,兩套動力經由電腦系統的控制交替運作,起步以電動馬達驅動車輛前進,接著引擎才介入,煞車減速與停車時引擎會自動熄火以節約油耗,而車上的發電機及煞車動能回收系統則擔任電力供應,讓Hybrid車維持與傳動引擎相近的動力特性之外,也大幅降低油耗與二氧化碳的廢氣排放,主要缺點僅在於複雜性的電力系統與偏高的製作成本。

並聯式Hybrid

隨著Hybrid技術愈臻成熟,不同的車廠也研發出不同種的油電型式,主要包括並聯、串聯、混聯等三種。首先我們現來看看何謂「並聯式Parallel Hybrid」系統,這套系統最大的特徵在於引擎與電動馬達,是直接連接於同一套傳動系統上,因此油電兩套系統的動力輸出會是在同一個軸上,例如Honda Insight、CR-Z。並聯的Hybrid系統,都是以引擎為主要驅動車輛的動力系統,電動馬達只是輔助動力之用,在引擎與變速箱中間,增加一具薄型馬達,在全油門加速或起步、爬坡重負載時,電腦控制系統才會啟動馬達提供額外的輔助動力,或是利用馬達進行煞車,執行動能回收電力為電池組充電。

並聯的優點是機械結構更動不大,因此科技層面較其他Hybrid系統低,透過電動馬達的加入,可提昇小排氣量引擎的瞬間動力輸出,但是缺點則是無法以純電動馬達動力行駛,對油耗的減輕效果比較小,屬於輕度Hybrid的設計。

Honda Insight、CR-Z都是採用並聯式系統。

串聯式Hybrid

串聯式Series Hybrid最主要的特徵就是動力輸出以電動馬達負責,引擎只是用來帶動發電機發電,一邊供應馬達運轉所需電力,一邊為電池組充電,這樣的設計其實比較接近純電動車的概念,只是比純電動車多了一個發電用的引擎,也因為如此,搭載的引擎通常都採用排氣量很小的類型。由於動力來源是以馬達負責,因此電動馬達通常使用功率較大的種類,駕駛體感與純電動車無異,此外,由於引擎僅負責運轉發電,因此排污不大有助環保,且可最大行駛里程會比相同規格但沒有引擎的純電動車還要遠,是另外一種Hybrid發展主力。Hybrid公車、BMW i3 rex都採用串聯式系統。

BMW i3有純電和油電兩種車款,其中油電車型就是採用串聯式的配置。

混聯式Hybrid

目前混聯式系統僅有一款車型使用,就是Toyota Prius。THS(Toyota Hybrid System)主要是由一具汽油引擎、一顆MG1發電機、一顆MG2電動馬達、鎳氫電池組組成,發電機與電動馬達就位於引擎與變速箱間,例用行星齒輪機構將全部系統連接起來。MG1發電機除了負責提供替鎳氫電池充電外,也負責平順的啟動引擎;MG1電動馬達則提供純電動行駛模式的驅動力、加速時的輔助動力、煞車時作為動能回收的發電機等。混聯Hybrid設計同時具備串聯式和並聯式兩者的優點,可兼顧節能表現與性能表現,但是由於系統較為複雜,因此技術門檻也高。

Prius是目前唯一採用混聯式系統的Hybrid車型,有著並聯、串聯兩種系統的優點。

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