图为沃尔沃飞轮混合动力系统示意图

由于动能回收系统及飞轮组在大部分时间下均处于工作状态,所以当驾驶者需要加速时,飞轮及动能回收系统中尚未转化为化学能的部分会通过电动机转化回动能,用于车辆加速。

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相对于使用锂电池和电动机的常规混合动力系统,飞轮混合动力系统的质量更小,成本更低。沃尔沃表示飞轮混合动力系统能够令直列四缸发动机爆发出六缸发动机的动力,与此同时油耗大约降低两成。

虽然电池是电能的来源,但电池本身是无法储存电能的,电池内部的电解液只能储存化学能,动能回收系统内的电能会进一步转化为化学能,从而储存在电池组内部。

传统发动机仍然布置在车头,负责驱动前轮。当驾驶员踩下制动踏板时自动断开前轮与发动机的动力连接,以便飞轮动能回收系统能够充分地储藏动能,从而带来更加迅猛的加速,该系统最大输出80
hp马力。当踩下制动踏板激活飞轮动能回收系统后,动能回收的时间,也就是飞轮自由旋转的时间是有限的,因此飞轮动能回收系统更适合城市中走走停停的行车环境。沃尔沃预计在通常的用车环境下,也就是结合了市区用车和高速公路巡航的混合模式下,配备了飞轮动能回收系统的车型,其发动机将有一半时间都处于熄火状态。

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图为沃尔沃飞轮混合动力系统示意图

一般情况下,混合动力车款都会搭载动能回收系统,在很多人眼里,无非是将动能转化为电能的过程,但其实并非如此简单。

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此时,由于动能回收系统的飞轮结构无法储存动能,倘若不用于动力输出,那么便需要释放掉。出于此方面的考量,动能回收系统会将动能转化为电能,从而储存在电池组当中。

图为沃尔沃飞轮混合动力系统示意图

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飞轮混合动力系统在数年前就被F1作为KERS系统的解决方案之一,保时捷于去年将飞轮混合动力系统引入911
GT3 R混合动力赛车,沃尔沃则希望能够投入量产,惠及千家万户。

但很多车主或许不曾了解,其实电动车和混合动力车型并非如想象一般,是将电能转化为动能,而是需要经过一系列过程,只是被我们所忽视。

在瑞典能源署的支持下,沃尔沃计划在今年秋天将飞轮混合动力系统投入路试,这也令沃尔沃成为全球首家将飞轮混合动力系统投入公共道路测试的汽车厂商。沃尔沃希望将飞轮动能回收系统与后轮结合到一起,当驾驶员踩下刹车后,制动能量将带动飞轮旋转,飞轮转速最高可达60,000
rpm。当驾驶员松开刹车踏板,踩下加速踏板时,高速旋转的飞轮通过一套无级变速机构将动能输送到后轮。

事实上,混合动力车款在设计研发时,并非只是在内燃机动力的车款上增加一套系统那样简单,需要在有限的空间内增加整套系统,对于车辆的重心以及动力特性都需要重新设计和测试。

沃尔沃的飞轮动能回收系统用碳纤维材料制成,飞轮在一个密闭的真空环境中旋转,以最大限度地降低摩擦。飞轮的实际重量仅有13.2磅,直径不到8英寸,整套系统的结构极为紧凑,易于布置。

从严格意义上来讲,推出一款以纯内燃机动力车型为基础的混动车款,与重新研发一款新车型差别不大,需要受到很多空间方面的制约,并且在设计和测试过程中,需要考虑内燃机部分与电驱动部分的兼容性,不仅动力结构更加复杂,电子程序也极为繁琐。

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与此同时,作为产生动力的重要组成部分,锂离子电池组则是其动力的第二来源,扮演了了内燃机车款的油箱角色。

相对于传统混合动力系统昂贵的电池组和电控单元,飞轮动能回收系统是低成本的选择,可以配备沃尔沃车系中的大部分车型。如果沃尔沃的飞轮混合动力系统进展顺利,将在几年内投入量产。不仅是沃尔沃,宝马和捷豹也对飞轮混合动力系统颇有兴趣。

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现阶段,很多汽车品牌均在大力推广旗下的电动车与混合动力产品,由此可见,以电能作为动能来源的方式的确有不可替代的优势,除去减少车主用车过程中的经济压力,无论在排放还是动力方面也都具有先天优势。

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