中國混合動力汽車和發展前景

張強 李振亞 孟繁星 王彪 高雪

摘要：混合動力汽車作為純電動汽車替換內燃機汽車的重要過渡產品，不僅在節油環保上的優勢明顯，而且其動力性和行駛里程也能和現在的內燃機汽車媲美，因而成為當今各大汽車公司研究開發的熱點。國內外汽車制造業者普遍認為混合動力電動汽車是目前最具有開發和推廣前景的新型交通工具之一。混合動力電動汽車將發動機、電動機、能量儲存裝置（蓄電池）組合在一起，它們之間的良好匹配和優化控制，可充分發揮內然機汽車和電動汽車的優點，避免各自的不足，是當今最具實際開發意義的低排放和低油耗汽車，所以開展混合動力電動汽車的研究具有非常重要的現實意義，并且混合動力汽車發展前景非常光明。本文闡述了目前混合動力汽車應用的基本型式及其特點，敘述了國外、國內在混合動力汽車方面的發展狀況，對混合動力汽車的進行了展望，提出了發展混合動力汽車的建議。

關鍵詞：混合動力汽車；研究現狀；發展前景

中圖分類號：F407.471 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-02-00021-01

1、引言

隨著石油存量日益緊張。當前普遍使用的燃油發動機汽車存在種種弊病，統計表明在占80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市區還會跌至25%，更為嚴重的是排放廢氣污染環境。。

發展新能源汽車，實現汽車動力系統的新能源化，推動傳統汽車產業的戰略轉型，在國際上早已形成廣泛共識。20世紀90年代以來，世界各國對改善環保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。我國的“863 計劃”也已明確將電動汽車作為重點攻關項目。在這種形勢下，美國、日本、歐洲等發達國家和地區，不約而同地將新能源為代表的低碳產業作為國家戰略選擇，都希望通過新能源產業與傳統汽車產業的結合，破解汽車工業能源環境制約，培育新型戰略性產業，提升產業核心競爭力，發展低碳經濟，實現新一輪經濟增長。

雖然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是電池技術問題阻礙了電動汽車的應用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠未達到人們所要求的數值，專家估計在10年以內電動汽車還無法取代燃油發動機汽車（除非燃料電池技術有重大突破）。

2、混合動力汽車的分類

2.1混合動力汽車的分類

混合動力電動汽車是指車上裝有兩個以上動力源，包括有電機驅動，符合汽車道路交通、安全法規的汽車。車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機組，當前混合動力電動汽車一般是指內燃機車發電機，再加上蓄電池的電動汽車。

目前，混合動力汽車分為串聯式混合動力汽車、并聯式混合動力電動汽車、混聯式（串、并聯式）混合動力汽車和外接充電式（Plug-In）混合動力汽車四大類。

2.1.1串聯式混合動力汽車（SHEV）

所謂串聯技術，需在傳統汽車上增加一個發電機，電池，驅動電機，逆變器。發動機啟動后持續工作在高效區，通過發電機給電池發電，而驅動電機作為整車的動力源驅動整車運行。由此可見，串聯混合動力技術，需要將機械能轉化為電能，然后再將電能轉化為機械能，因為需要兩次能量轉換，所以整體的效率會比較低，同時需要驅動電機用來代替傳統的發動機達到牽引的目的，所以電池容量，發電機，驅動電機的功率都不能太小，因而串聯模式大多數應用在大型車中。

啟動、加速、爬坡工況時，發動機、電動機組和電池組共同向電動機提供電能；當電動車處于低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，當電池組缺電時則由發動機-發電機組向電池組充電。串聯式結構適用于城市內頻繁起步和低速運行工況，可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉，通過調整電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工況，從而提高了發動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經轉換，機械效率較低。

2.1.2并聯式混合動力電動汽車（PHEV）

并聯式混合動力系統使用電動機和發動機兩種電力來驅動車輪。其基本結構是由電動機、發動機、HV蓄電池、變壓器和變速器組成。

并聯式混合動力系統中利用HV蓄電池的電力來驅動電動機。因電動機兼用為發電機，所以不能一邊發電一邊用來行駛。動力的流向為并聯，所以稱為“并聯式混合動力系統”。

3、國內混合動力汽車的發展現狀

中國新能源汽車產業始于21世紀初。2001年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題，并規劃了以混合動力車為起點，向氫動力車目標挺進的戰略。2009年初，國家財政部、科技部下發《節能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》，在13個城市開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作。2010年7月，國家將十城千輛節能與新能源汽車示范推廣試點城市增至25個。在2011年3月出臺的“十二五”規劃綱要中，中國把新能源汽車列為戰略性新興產業之一，提出要重點發展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術，開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發及大規模商業示范工程，推進產業化應用。

4、結語

總之，與傳統型汽車相比，混合動力汽車充分吸取了電力/熱力系統中最大的優勢，在節能和排放上勝出一籌；與純電動汽車相比，HE V的電壓和功率等級與電動車類似，但蓄電池容量大大減小，因而其造價成本低于電動汽車。汽車行業專家預言，不久的將來，新生產的汽車中 HEV將占 40%以上。我國的汽車工業應順應科技發展趨勢，抓住 HEV這塊市場，在國外產品涌入之前，集中科研力量攻關，迅速開發出自己的產品。