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混合動力系統的概要 混合動力系統的分類方法有二種。一種是根據可實現的功能的不同來進行分類，另一種是以驅動機構的方式來分類。 首先，按功能來分類的話，就如同圖3所示。只有無空轉功能的稱為微HEV或ISS（Idling Stop System）。在該功能的基礎上增加加速輔助、能量再生及發動機高效運轉功能等的話，就稱為弱HEV，而增加EV行駛功能的話則稱為強HEV。越接近強 HEV，CO2排放量及尾氣就越少。而EV的排放全部為零。另外，插電式HEV（PHEV）及通過運轉發電用發動機來延長行駛距離的增程器式EV被定位于強HEV和EV之間。 
圖3：HEV和EV的CO2減排效果 按照不同功能對混合動力系統進行分類。 以驅動方式進行分類時，主要分為串聯式HEV、并聯式HEV、串并聯式HEV三種方式。下面來依次介紹一下三者的構成及特點。 （1）串聯式HEV 串聯式HEV配備為主電池充電的發動機和發電機，一邊始終充電一邊用馬達行駛（圖4）。也可認為是在EV的基礎上增加配備了發動機和發電機。在市售車中，與私人乘用車相比，該方式在公交車上采用得較多，豐田1997年上市的“Coaster HEV”以及三菱扶桑卡客車2004年上市的“Aero Nostep HEV”就采用了該方式。
圖4：串聯式HEV的構成 僅靠馬達行駛。配備高功率大型馬達。 串聯式HEV的特點如下。 ·僅靠馬達行駛，因此與其他方式相比，馬達及發電機為高功率大型產品。 ·將發動機動力全部轉變為電力，因此能源效率略低。 ·驅動力控制及功率輸出控制較簡單。 ·發動機以穩定狀態運轉，因此比較容易實現尾氣凈化。 （2）并聯式HEV 并聯式HEV并聯配置發動機和馬達，可由兩方供給行駛動力（圖5）。除本田作為“IMA（Intelligent Motor Assist）”進行實用化之外，還得到了戴姆勒“Mercedes-Benz S400 HYBRID”及寶馬“ActiveHybrid 7”等的采用。在本田的IMA中，發動機和馬達采用直接連接構造，同時旋轉。而與此不同的是，還有很多廠商開發了在發動機與馬達之間夾入離合器，通過斷開離合器來實現EV行駛的系統。
圖5：并聯式HEV（直接連接）的構成 馬達只起輔助性作用，采用小型產品。 并聯式HEV（直接連接）的特點如下。 ·只需在以往車型的發動機與變速箱之間追加馬達，因此構成簡單。 ·馬達的功率輸出只起輔助作用。幾乎不進行EV行駛，因此馬達為小型產品。 ·馬達兼具發電機作用，因此再生電力只有儲存到電池中后才能用于行駛。 ·通過在發動機與馬達之間夾入離合器，可進行EV行駛，但這時需要大輸功馬達。 （3）串并聯式HEV 串并聯式HEV的代表示例是豐田普銳斯等采用的“THSⅡ（Toyota Hybrid System Ⅱ）”。該方式利用行星齒輪機構綜合發動機、MG1、MG2三種動力源，根據行駛狀態來組合這些動力源，由此進行驅動（圖6）。
圖6：串并聯式HEV的構成 同時具備串聯方式和并聯方式兩者的優點。 這里的MG是指馬達兼發電機的縮略語。由于需要在馬達功能與發電機功能之間頻繁進行切換，因此將原來稱為馬達或發電機的部分稱為MG。 發動機的作用是驅動車輛和驅動MG1。MG1的作用除了為主電池充電外，還包括作為馬達起動發動機以及對車輛進行驅動輔助。MG2的作用是實現EV行駛、做加速輔助，以及作為發電機進行能量再生。 串并聯式HEV的特點如下。 ·具備串聯方式和并聯方式兩者的優點，兼顧燃效和行駛性。 ·系統效率較高，因此燃效提高效果顯著。 ·系統及控制較復雜。 作者：山田好人，電裝EHV機器事業部 主席部員 |
