串聯(lián)混合方式是混合動(dòng)力汽車的一種基本構(gòu)型，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間是通過能源聯(lián)合，而非機(jī)械動(dòng)能的聯(lián)合，其特點(diǎn)可描述如下。

①驅(qū)動(dòng)輪只由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間無直接的機(jī)械連接。

②是一種能源的混合。

③汽車上具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的能量源。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三大主要部件組成。這三個(gè)動(dòng)力源通過串聯(lián)的方式連接在一起，其結(jié)構(gòu)原理如圖2-11所示。發(fā)動(dòng)機(jī)僅用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并不直接驅(qū)動(dòng)汽車。發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能供給電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)整車行駛或者存儲(chǔ)于動(dòng)力電池中。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中只有一種能量傳輸路線。

圖1：串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成一個(gè)能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)需要的電能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率超過汽車行駛所需要的功率時(shí)，多余的能量被用來向動(dòng)力電池充電。必要時(shí)使用動(dòng)力電池向電動(dòng)機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。在串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，只有電動(dòng)機(jī)直接與驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械連接，而發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸之間無直接的機(jī)械相連，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)是唯一的驅(qū)動(dòng)模式。這就使發(fā)動(dòng)機(jī)從路面負(fù)荷中解耦出來，能夠在很大程度上減少發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間的變換頻率，使控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)變得相對(duì)容易，發(fā)動(dòng)機(jī)可以經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的工作區(qū)間。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，再由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用以驅(qū)動(dòng)汽車，經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，中間伴隨著能量的損失，其能量利用率偏低。串聯(lián)式系統(tǒng)各動(dòng)力源的功率較大、外形大、質(zhì)量也大，一般不太適合在中小型汽車上使用，主要用于大客車。

驅(qū)動(dòng)模式

串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了此種構(gòu)型有以下幾種驅(qū)動(dòng)模式。

1、純電動(dòng)模式

該模式下發(fā)動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)，在車輛負(fù)荷較小、電池電量充足的情況下，動(dòng)力電池單獨(dú)向電動(dòng)機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)汽車行駛。

圖2：串聯(lián)純電模式能量流動(dòng)

2、串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式

車輛負(fù)荷較大，但是車輛所需的驅(qū)動(dòng)功率又不超過發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率時(shí)，此時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電能提供給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。由于發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能直接流向電動(dòng)機(jī)，所以這已傳遞路徑的效率要高于經(jīng)過電池再輸入電動(dòng)機(jī)的效率。

圖3：串聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式

3、聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式

車輛再加速、爬坡、大負(fù)荷運(yùn)行等工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流直接流向電動(dòng)機(jī)，不經(jīng)過電池，同時(shí)動(dòng)力電池也向電動(dòng)機(jī)供電。此時(shí)，混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性達(dá)到最大。

圖4：串聯(lián)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式

4、能量回收模式

當(dāng)汽車以較低車速減速或者制動(dòng)時(shí)，汽車工作于能量回收模式。此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電模式，將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池種，以在必要時(shí)釋放出來驅(qū)動(dòng)汽車行駛。

圖5：串聯(lián)能量回收驅(qū)動(dòng)模式