豐田普銳斯/工作原理
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普銳斯被譽為真正的混合動力汽車,從底層設計開始。豐田的目標是減少普銳斯產生的汙染物,並使其儘可能地節能。他們使用了幾種方法來實現這一目標,包括
- 更高效地利用內燃機 (ICE),減少汽油消耗。豐田 1NZ-FXE 發動機採用更有效的 阿特金森迴圈,而不是更常見的 奧托迴圈;
- 兩個電動機/發電機,提供 50 kW (67 hp) @ 1,200 到 1,540 rpm 和 400 N·m (295 ft·lbf) 扭矩,從 0 到 1,200 rpm,顯著提高效能和經濟性;
- 50 kW IGBT 逆變器由 32 位微處理器控制,高效地將電池和電機/發電機之間的能量進行轉換;
- 更低的阻力系數為 0.26(2000 年款為 0.29),尤其是在高速行駛時減少空氣阻力;
- 2000 年款的低滾動阻力輪胎,減少路面摩擦;
- 再生制動,在制動或下坡行駛時回收動能並將其儲存為牽引電池中的電能,以便日後使用,同時減少制動片的磨損;
- 密封的 168 節鎳氫 (NiMH) 可充電電池,提供 201.6 伏電壓;
- 無級變速器 - 普銳斯不使用傳統的 CVT;豐田稱其為 動力分配裝置。電動機和汽油發動機連線到一個行星齒輪組,該齒輪組始終齧合,並且沒有換擋。
- 柔性樹脂燃油箱,減少以逸散的汽油蒸汽形式排放的碳氫化合物;
- 真空瓶冷卻液儲存系統,儲存熱發動機冷卻液,然後將其重複使用以減少預熱時間。
- 減輕重量 - 例如,後備箱蓋和發動機罩由鋁製成,而不是鋼。
普銳斯與以往節能設計的優勢在於無需插電,所有電力最終都來自汽油發動機。這意味著它像傳統的 ICE 汽車一樣行駛,車載電腦負責將動力分配到發動機和電機,並自動確定何時為電池充電,以及根據駕駛條件以最有效的方式使用發動機或電動機(或兩者)。這也意味著不能選擇使用其他來源的電力來為這輛車供電;有些人認為這是一個嚴重的缺點。普銳斯使用的是原本會浪費的能量:例如,在制動時,部分動能會被回收用於為電池充電,而不是浪費成熱量和制動片磨損。
發動機在預熱後以及排氣系統中的催化轉化器達到工作溫度後可以關閉。在這種情況下,普銳斯可以僅用電力驅動;由於沒有發動機噪音,有時被稱為“隱形模式”。這進一步減少了汽油消耗和發動機磨損。當駕駛條件需要發動機提供更多動力時,它會自動啟動。
除了立即減少油耗和排放的好處之外,停止發動機還能提高催化轉化器的效能,因為在普通車輛中,怠速發動機的廢氣會使催化劑的溫度降至最佳溫度以下。
與傳統汽車不同,發動機的頻繁啟動和關閉不會導致額外的磨損或排放問題,因為驅動電機有足夠的動力可以在發動機實際開始“點火”之前快速平穩地將發動機轉速提升到最佳轉速(約 1,000)。這避免了發動機在“執行”時(使用燃油和火花)以非常低的轉速磨損,這種情況發生在大多數車輛中。
普銳斯在城市中獲得更好的燃油效率,因為電池的使用更多,而在高速公路上,發動機被用來為電池充電,並且風阻更大。