混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀分析

郭廣超

摘 要：隨著環(huán)境問(wèn)題的日益增多，霧霾天氣給人們帶來(lái)的困擾，以及能源短缺的恐慌使人們意識(shí)到環(huán)境友好型的新能源交通工具是今后發(fā)展的主流。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)作為一種各項(xiàng)技術(shù)日益成熟的新能源汽車(chē)類(lèi)型，也在引起全面的關(guān)注。本文旨在闡述近年來(lái)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)上的發(fā)展?fàn)顩r，分析存在的問(wèn)題，總結(jié)其發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)；能源；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)

引言

汽車(chē)作為20世紀(jì)最偉大的20項(xiàng)工程技術(shù)成就之一，為人類(lèi)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。我國(guó)也在近幾十年來(lái)經(jīng)歷了汽車(chē)產(chǎn)品和保有量的快速增長(zhǎng)。但是，我們無(wú)法回避的是，汽車(chē)保有量快速增長(zhǎng)的背后是嚴(yán)峻的交通問(wèn)題，環(huán)境污染和能源緊張等一系列負(fù)面效應(yīng)，對(duì)此我們必須要尋求積極的應(yīng)對(duì)辦法，所以電動(dòng)汽車(chē)成為了各個(gè)國(guó)家爭(zhēng)相發(fā)展的研究項(xiàng)目。由于電池的能量密度和轉(zhuǎn)化效率依然很低，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，因此現(xiàn)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)HEV（Hybrid-Electric Vehicle）作為純電動(dòng)汽車(chē)的替代產(chǎn)品，其發(fā)展在汽車(chē)行業(yè)深受矚目。

1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷程

電動(dòng)汽車(chē)的誕生還要從1834年蘇格蘭人托馬斯·德文博特發(fā)明的世界上第一輛不可充電的干電池汽車(chē)說(shuō)起，此后電動(dòng)汽車(chē)受到內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的沖擊被逐漸冷落，從市場(chǎng)上消失。到20世紀(jì)60年代，美國(guó)政府由于大量汽車(chē)對(duì)城市造成的環(huán)境和能源問(wèn)題開(kāi)始重新重視電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，導(dǎo)致了新一輪的電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)熱潮。

在此之后，混合動(dòng)力汽車(chē)占據(jù)了發(fā)展的主流。1997年日本的豐田汽車(chē)（Toyota）率先將混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)豐田普銳斯（PRUIS）正式推入市場(chǎng)，從此開(kāi)始了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的全新時(shí)代。此后進(jìn)入21世紀(jì)，世界其他汽車(chē)公司也相繼推出了自己的混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)型，希望在新能源汽車(chē)市場(chǎng)中分一杯羹，其中比較有代表性的有現(xiàn)代的Insight，Daimler克萊斯勒的ESx3，福特的Prodigy，尼桑的Tino，通用的Precept等。其中PRUIS和Insight以其優(yōu)良的性能，成熟的技術(shù)已經(jīng)正式進(jìn)入市場(chǎng)，市場(chǎng)份額正在逐漸增大。

2 我國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展歷程

我國(guó)近些年來(lái)非常重視混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的研究和開(kāi)發(fā)工作，科技部早在“十五”就將其列為863重大專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，確立了“三縱三橫”的國(guó)家新能源汽車(chē)研發(fā)布局。“十一五”期間，投資11億元啟動(dòng)863計(jì)劃“節(jié)能與新能源汽車(chē)重大項(xiàng)目”，全力推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)從整車(chē)設(shè)計(jì)制造和相關(guān)零部件的產(chǎn)學(xué)研工作。經(jīng)過(guò)十幾年的研究攻關(guān)，我國(guó)逐步形成了品種齊全，配套能力較強(qiáng)的產(chǎn)品技術(shù)鏈。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)目前已經(jīng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的制造水平，開(kāi)始進(jìn)入銷(xiāo)售市場(chǎng)。一汽、上汽、長(zhǎng)安、奇瑞、比亞迪等公司相繼都有產(chǎn)品投入市場(chǎng)。

3 混合動(dòng)力汽車(chē)簡(jiǎn)介

3.1 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的原理

所謂混合動(dòng)力就是一輛汽車(chē)上將電動(dòng)機(jī)與輔助動(dòng)力單元組合起來(lái)，共同作為行駛的驅(qū)動(dòng)力，而非傳統(tǒng)汽車(chē)單一的內(nèi)燃機(jī)。輔助動(dòng)力單元由小型內(nèi)燃機(jī)或動(dòng)力發(fā)電機(jī)組構(gòu)成，因?yàn)槟壳皢渭円揽侩妱?dòng)機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高車(chē)速和陡峭的爬坡。這樣的組合能夠結(jié)合兩者的優(yōu)勢(shì)來(lái)發(fā)揮最大的運(yùn)行效率和環(huán)保能力，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)能力強(qiáng)，動(dòng)力強(qiáng)大，電動(dòng)機(jī)環(huán)保無(wú)污染氣體排放、低噪聲。

3.2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的三種驅(qū)動(dòng)方式

現(xiàn)在在市面上比較流行的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種類(lèi)型，都有各自的優(yōu)勢(shì)和缺陷。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力只來(lái)源于電動(dòng)機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作為汽車(chē)供給動(dòng)力。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)則不同，發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)可以同時(shí)或單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)為汽車(chē)提供前進(jìn)的動(dòng)力。混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)則直接把串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合，可以在串聯(lián)混合和并聯(lián)混合雙模式下互相切換工作。

3.3 混合動(dòng)力系統(tǒng)工作特點(diǎn)

3.3.1 與同類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型相比，具備電力/熱力系統(tǒng)的雙重優(yōu)勢(shì)，電力和熱力調(diào)配合理，能實(shí)現(xiàn)油耗和污染排放的同時(shí)降低。

3.3.2 以電動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力的混合動(dòng)力汽車(chē)，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以以一種更加良好的狀態(tài)工作，制動(dòng)能量的回收，汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性得到提升。

3.3.3 通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷降低了噪聲。

3.3.4 成本降低，改造現(xiàn)有的加油站即可滿(mǎn)足需要，不必重新投資建設(shè)新的燃料供應(yīng)站。

4 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)現(xiàn)狀分析

4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

就目前的發(fā)展情況來(lái)看，良好的動(dòng)力性能、油耗經(jīng)濟(jì)、清潔環(huán)保、實(shí)用性強(qiáng)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在未來(lái)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。但是由于車(chē)況不同，今后廠(chǎng)商們要更加關(guān)注電池的能量密度和功率密度、電池的充放電性能、電池壽命和電池的熱能管理及剩余電量管理，因?yàn)槟芰績(jī)?chǔ)存裝置將決定汽車(chē)加速和爬坡的效果。預(yù)計(jì)今后高性能鋰離子電池的市場(chǎng)份額會(huì)逐步擴(kuò)大。另外，如何能讓現(xiàn)有的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步降低油耗、提高轉(zhuǎn)化效率、滿(mǎn)足國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)也是研究的重點(diǎn)。對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)比較關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題還在于動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)，對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)最佳的功率分配工作情況始終是研究的焦點(diǎn)。

4.2 我國(guó)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展瓶頸

相比同類(lèi)型汽車(chē)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在成本上仍然面臨著比較大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。就目前來(lái)說(shuō)，由于制造成本高，混合動(dòng)力汽車(chē)的價(jià)格與市面上的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相比競(jìng)爭(zhēng)力還明顯不足。要想打開(kāi)市場(chǎng)必須要比傳統(tǒng)汽車(chē)有更好的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。雖然這一點(diǎn)上政府出臺(tái)了一些優(yōu)惠政策，給予制造商一定量的補(bǔ)貼來(lái)降低價(jià)格，但是始終還是沒(méi)有起到?jīng)Q定性的作用。政府應(yīng)當(dāng)著眼于未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，在推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的這條路上，政府應(yīng)制定科學(xué)有效的政策，同時(shí)應(yīng)致力于將其落到實(shí)處，加大支持力度。

電動(dòng)汽車(chē)的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)布局不均衡，整體數(shù)量偏少。基礎(chǔ)設(shè)施的落后使得電動(dòng)汽車(chē)的潛在購(gòu)買(mǎi)者對(duì)于消費(fèi)電動(dòng)汽車(chē)的購(gòu)買(mǎi)力下降。相同的價(jià)位，傳統(tǒng)汽車(chē)能夠享受到更快捷更方便的服務(wù)，很多消費(fèi)者將轉(zhuǎn)而購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)汽車(chē)。

大眾對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)仍然存在比較嚴(yán)重的觀(guān)望心理。交通事故是社會(huì)上事故發(fā)生率最高的一類(lèi)事故，所以人們?cè)谫?gòu)買(mǎi)汽車(chē)的時(shí)候很重要的一個(gè)考量因素就是汽車(chē)的安全性能，然而在這一點(diǎn)上消費(fèi)者仍然存在著一定的擔(dān)憂(yōu)，擔(dān)心電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法滿(mǎn)足其安全需求。

產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同效應(yīng)和服務(wù)保障不夠充分。要推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的全方位發(fā)展，不能僅僅依靠政府和制造商雙方的力推，要同時(shí)整合社會(huì)各層面的積極因素，多管齊下才能取得更好的效果。電力供應(yīng)商對(duì)于經(jīng)濟(jì)高效的充換電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建設(shè)，保險(xiǎn)公司的保險(xiǎn)服務(wù)，汽車(chē)經(jīng)銷(xiāo)商更大程度的激勵(lì)措施都是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游健康發(fā)展的要素。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于環(huán)保和節(jié)能等方面的要求，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)達(dá)到了提高燃料經(jīng)濟(jì)性和減少排放的雙重功能，從目前來(lái)看極具發(fā)展前景，是新能源汽車(chē)發(fā)展的生力軍。科技的日益進(jìn)步是改善環(huán)境問(wèn)題的動(dòng)力，我們相信，未來(lái)在國(guó)家的政策支持下，我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)事業(yè)將迎來(lái)蓬勃的生機(jī)。

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