串聯混合動力有什麼優缺點？

01-21

之前聽說過艦艇的全電推進，感覺是這種技術用在車輛上，優點也應該是存在的。後來搜到這種叫做串聯式混合動力，但是車型不多。想問一下，如果越野車使用這種動力方式，會不會有優點，以及會存在什麼問題呢？
1. 山地公路和越野中，考慮到動力回收，燃油效率是否會比傳統方式更高？
2. 機械傳動部分是否會大幅度簡化？
3. 使用輪轂電機，是否可以提高機動性能？可靠性如何？
4. 使用電池作為緩衝合適（壽命低嗎），還是超級電容合適（掉電快嗎）？

5. 成本有多高？

說白了就是把發動機變成發電機保持在最佳燃燒效率給電池組發電，電池在供電給電機以驅動車子，化學燃料的燃燒利用效率是高了，看上去是減少了油料的浪費較少排放而且還可以利用電機進行動能回收，但是你要考慮到另外一方面車身的重量同時也大大增加了，因為你的車非但保留了一套完整的汽油機動力系統而且還增加了一大塊電池組和四個輪轂電機（你說的是越野車，所以應該要有四個以上的電機），所以可以先回答你第一個問題。

1. 山地公路和越野中，考慮到動力回收，燃油效率是否會比傳統方式更高？

這取決於你所處的地形，整車的重量以及電機的功率，地形較為崎嶇但你的車身太重而電機功率不足以驅動那就是不行，由於你沒有給出一個這種車的具體性能指標，所以我只能告訴你大的方向上要在這三者之中取得合適的平衡，設計指標是要克服多大的坡度，怎樣的路況，車身的重量需要限制在多少，輪轂電機需要多少功率等性能指標。

至於第二個問題，你可以先看看菲斯克卡瑪的設計，它就是一輛高性能的串聯式混合動力汽車

機械傳動部分是否會大幅度簡化？只能說有一定的轉化，但也只是把傳動軸變成了電池而已，而電池供能給四個輪轂電機，它的機械傳動是簡化了，但是電子傳動卻變得複雜了。

3. 使用輪轂電機，是否可以提高機動性能？可靠性如何？

提高機動性能這一點是可以肯定的，有了輪轂電機你的車四個輪都能旋轉，能做出原地360度旋轉都是可以的，至於可靠性則不取決於輪轂電機，而是取決於你的輪轂和懸掛系統的可靠性。而如果你想討論輪轂電機本身的可靠性，我能告訴你的輪轂電機也僅僅是電機的一種而已，但也有一百多年的歷史了，設計上的可靠性不是問題，問題是由誰生產和用什麼材料而已。

4. 使用電池作為緩衝合適（壽命低嗎），還是超級電容合適（掉電快嗎）？

首先你要知道串聯式混合動力車的電池並非像電腦的緩存那麼簡單，發動機充電功率和供應輪轂電機的放電功率是不一致的，所以電池在這裡面並非簡單的只是緩衝作用更多是儲存作用，而超級電容明前並未大量實際應用，本人對其了解也僅限於紙面數據，因此你可以先參考知乎相關的問題了解一下：未來超級電容會成為手機、移動設備甚至電動汽車的主流電能存儲設備嗎？ - 電池技術

5. 成本有多高？

成本是要具體計算的，所以只能給你一個大概的概念，你要減輕車身重量那麼所有零件都要高度集成並且精簡，電池組則需要高密度材料的電池，而且你的車身會需要鋁合金和碳纖維這些材料，如果你想越野性能優越那麼懸掛和輪轂也必須使用堅固耐用的材料，這些花費必然是不會成為一個普及大眾的價格。

越野4驅的時候需要多大功率？答：鑒於這都是低速狀態下的情況，所以真沒多大，關鍵是對4輪的控制，扭力的需求。

樓主明白了嗎？

串聯混動和越野4驅基本就是關公和秦瓊的聯繫。

電池驅動也能做到這個，而前輪用這個又得利不多。

倒是可以扯到另一個方面

四驅系統的後輪驅動方式會不會因此而發生革命？

我覺得會，前面加大發電機，後輪改用電動，對分時四驅真的太適合了。

1.與發動機無直接轉速聯繫

2.電機可以隨意控制，扭距又大

3.結構比傳統傳動軸系統大簡化

以前回答過類似問題，鏈接如下：

將來的電動汽車能不能將微型汽油發電機整合到車中？ - jinseng 的回答

串聯式混合動力也叫增程式電動車，代表作有通用的雪佛蘭Volt，比亞迪F3DM，奧迪的A1 e-tron，本田的Accord plug-in Hybrid。
增程式電動車顧名思義就是發動機不參與驅動，只帶動發電機發電。也偶有發動機參與驅動的，比如Volt、F3DM，但發動機驅動不是常態，一般只是出現在急加速狀態。

增程式電動車由於發動機不參與驅動，因此能很好的隔絕發動機的不良工況，從而實現省油的目的。根據美國Consumer Report的測試結果，增程式電動車的綜合燃效高於豐田的THS，但增程電動車在增程模式（非純電續航模式）下沒有豐田THS省油或與豐田THS相當。

然後分別回答一下題主提出的問題：

目前還未出現採用串聯模式的SUV。但也許是我孤陋寡聞，如有，不妨在回復中告我一下。之所以還沒有採用串聯模式的SUV，我分析並不是技術方面的問題，而是因為串聯模式的SUV相對於常規動力平台的SUV改動太大，相當於重新開發一個全新平台的產品。而於2009年上市的3008 Hybrid4採用的前輪內燃機驅動、後輪電動機驅動的混合動力模式則比串聯模式的SUV更經濟、更實用，因此串聯模式的SUV實際上是被放棄了。

1. 山地公路和越野中，考慮到動力回收，燃油效率是否會比傳統方式更高？

理論上，燃效是高於傳統方式的。原理上面已經說過。但是在高速巡航的時候，串聯模式多了一級能量轉換，不如發動機本身的效率。高速巡航的時候，發動機單獨驅動，不經過能量轉換，最大程度上發揮了發動機本身的效率。

2. 機械傳動部分是否會大幅度簡化？

是的，機械傳動部分會大幅簡化。理論上，串聯模式是不需要傳統的變速箱的，因為電機本身就可以調速，不需要變速箱進行轉換。比如通用Volt就採用了一套與豐田THS類似的行星齒輪結構實現調速功能。但任何事情都不是絕對的，有的串聯模式也會加入簡單的變速箱（結構相對簡單），提高電機的效率。本田i-MMD的發動機直連模式實際上也是通過變速機構來實現的，但i-MMD只有一個固定的齒輪比，相當於只有一個檔位，你說傳動系統有沒有簡化？

3. 使用輪轂電機，是否可以提高機動性能？可靠性如何？

輪轂電機當然是好東西。問題是你考慮成本了么？任何一種方案，如果不加入成本考量，則沒有任何意義。

4. 使用電池作為緩衝合適（壽命低嗎），還是超級電容合適（掉電快嗎）？

串聯模式的特點決定了必須有較大容量的儲能介質作為緩衝，否則一邊發電一邊驅動，所產生的能量不足以滿足驅動的要求。超級電容的特點是功率密度大，充放電的效率更高，非常適合回收制動能量和大功率電器設備的需求，但能量密度較低，並不是一個很好的儲能介質。如果儲存相同的能量，超級電容的體積有可能是鋰電池的幾十倍或上百倍，比較適合大型機車或公交大巴。

5. 成本有多高？

成本多高取決於動力系統的組合方式。如果串聯模式+插電的話，一般會使用大容量的電池組，比如雅閣PHEV是6.7kwh，Volt是16kwh，F3DM也是16kwh，而豐田Pruis則僅有2.3kwh，插電Pruis為4.4kwh（豐田的數字憑記憶，不一定準確）。

除了電池成本以外，整個系統的成本並不會比豐田THS高出多少。高出的其實是為了保障大容量電池安全運行的成本，比如電池監測、電池組防碰撞加固措施。這些是因為大容量電池組帶來的額外成本，並不是串聯模式本身帶來的成本。

總的來看，我覺得在越野車上採用串聯模式並不是一個很好的方案，同時還要設計複雜的輪轂電機系統，也是目前無法解決的一個技術難題。而類似Audi R18 etron Quattro、寶馬i8、Volvo XC90 T8、比亞迪唐、漢蘭達混動的前後輪混合驅動系統已經完美解決了越野車的混動模式問題，串聯模式完全是不必要的。

說了一大堆，說的好像不在乎運動性能一樣。

串聯模式是真正的全電汽車，運動性能不是落後過時的機械變速器可以比的。

全電汽車概論。

一句話：全電模式可以達到傳統變速器非常難達到的傳動性能。

如果一定要達到，只有坦克或裝甲車或洲際導彈發射車用的變速器才行，那個價格遠高於串聯模式。而且傳動效率極其凄慘（約70%）遠比全電模式還低，體積重量更是遠超過。

考慮到體積重量都明顯大於全電模式，傳動效率也明顯不如全電模式，布局也沒有全電模式那麼方便；機械變速器實際上永遠也達不到全電模式的運動性能。

先佔坑，室友的畢設題目就是這個，回去問他一下再來答