강력한 하이브리드 전기 자동차에서는 1차 및 2차 구동 전원의 배치에 따라 병렬형, 직렬형, 하이브리드형(또는 더욱 복잡한 아키텍처)으로 나눌 수 있습니다. 이러한 아키텍처는 효율성, 운전 가능성, 비용, 제조 가능성, 상업적 생존 가능성, 신뢰성, 안전 및 환경 영향 간의 복잡한 균형을 제시합니다. 따라서 최상의 아키텍처를 선택하려면 애플리케이션 요구 사항, 특히 운전 조건 및 운전 주기를 기반으로 해야 합니다.
3.1 시리즈 하이브리드 자동차
직렬 하이브리드 아키텍처에서 엔진은 발전기에서 전기를 생성하여 전기 모터를 구동하는 데 사용되는 배터리를 충전합니다. 개념적으로는 주행 거리가 확장된 엔진 보조형 순수 전기 자동차입니다. 이 아키텍처에서는 엔진 출력 전력이 전기 에너지로 변환되어 배터리에서 파워트레인으로 출력됩니다. 이 아키텍처의 가장 큰 장점은 엔진이 최대 전력 수요가 아닌 평균 전력 지점에서 작동할 수 있도록 하여 가장 효율적인 영역에서 작동할 수 있다는 것입니다. 또한, 구조가 비교적 단순하고 클러치가 없으므로 엔진발전기 세트의 배치 위치가 비교적 유연하다. 또한 제동 에너지 회수로 발생하는 에너지의 일부를 저장할 수도 있다. 반면, 이 아키텍처는 피크 전력 요구 사항을 충족하기 위해 상대적으로 큰 배터리와 모터가 필요하며, 에너지가 기계 에너지에서 전기 에너지로, 다시 기계 에너지로 변환되어 큰 에너지 손실이 발생합니다. 이 아키텍처는 일반적으로 도시에서 자주 주차 및 주행 모드에 더 적합합니다. 일반적으로 이 아키텍처는 최적이 아닌 연비(전력 변환으로 인해)와 비용이 더 높지만(추가 발전기로 인해) 유연한 구성 요소 선택을 제공하고 병렬 아키텍처 배출보다 오염 물질 배출이 낮습니다(발전기가 더 효율적으로 작동하기 때문에).
3.2 병렬 하이브리드 차량
병렬 아키텍처(예: Honda Civic 및 Accord Hybrid)에서는 엔진과 전기 모터가 모두 바퀴에 토크를 제공하므로 더 많은 전력과 토크가 변속기에 전달될 수 있습니다. 개념적으로 이는 배기가스 배출과 연료 소비를 줄이는 전기 보조식 기존 차량입니다. 이 아키텍처에서는 엔진의 샤프트 끝 출력이 드라이브라인으로 직접 출력됩니다. 엔진 성능 요구 사항이 초과되면 엔진과 병렬로 연결된 전기 모터가 추가 출력을 제공합니다. 엔진이 휠 토크를 제공하므로 더 작은 크기의 배터리와 모터를 사용할 수 있지만(따라서 더 낮은 용량의 배터리) 엔진이 항상 가장 효율적인 영역에서 작동하는 것은 아닙니다. 따라서 이 아키텍처는 연료 소비를 40% 이상 줄일 수 있습니다. 이 아키텍처는 일반적으로 도시 및 고속도로 주행 조건에 적합합니다.
3.3 병렬/직렬 하이브리드 자동차
마지막으로 분할 가능한 병렬/직렬 하이브리드 시스템(예: Toyota Prius, Toyota Auris, Lexus LS600h, Lexus CT200h 및 Nissan Tino)이 있는데, 여기서 전기 모터와 발전기는 분리된 유성 기어 시스템(그림 1.9c)을 기반으로 한 동력 분할 장치를 통해 분할되어 엔진이 바퀴에 토크를 제공하고 발전기를 통해 배터리를 충전합니다. 이 아키텍처는 추가 구성 요소를 추가하는 대신 병렬 및 직렬의 장점을 모두 갖습니다. 그러나 각 아키텍처의 장점은 환경 조건, 주행 스타일, 주행 범위, 전기 에너지 생성 구성 및 총 비용에 따라 달라집니다.
3.4 복합 하이브리드 자동차
이러한 유형의 복잡한 아키텍처 HEV는 직렬/병렬 아키텍처와 매우 유사합니다. 주요 차이점은 차량의 제어 가능성과 신뢰성을 향상시키기 위한 전력 변환기, 모터/발전기 결합 및 전기 모터입니다. 이 아키텍처의 가장 큰 단점은 정확한 제어 전략이 필요하다는 것입니다.
