混合動力電動汽車技術的發展與現狀分析

郭廣超

摘 要：隨著環境問題的日益增多，霧霾天氣給人們帶來的困擾，以及能源短缺的恐慌使人們意識到環境友好型的新能源交通工具是今后發展的主流。混合動力電動汽車作為一種各項技術日益成熟的新能源汽車類型，也在引起全面的關注。本文旨在闡述近年來混合動力電動汽車技術上的發展狀況，分析存在的問題，總結其發展的趨勢。

關鍵詞：混合動力電動汽車；能源；發展現狀；趨勢

引言

汽車作為20世紀最偉大的20項工程技術成就之一，為人類進步和經濟發展做出了不可磨滅的貢獻。我國也在近幾十年來經歷了汽車產品和保有量的快速增長。但是，我們無法回避的是，汽車保有量快速增長的背后是嚴峻的交通問題，環境污染和能源緊張等一系列負面效應，對此我們必須要尋求積極的應對辦法，所以電動汽車成為了各個國家爭相發展的研究項目。由于電池的能量密度和轉化效率依然很低，遠未達到人們所要求的數值，因此現在混合動力電動汽車HEV（Hybrid-Electric Vehicle）作為純電動汽車的替代產品，其發展在汽車行業深受矚目。

1 混合動力電動汽車的發展歷程

電動汽車的誕生還要從1834年蘇格蘭人托馬斯·德文博特發明的世界上第一輛不可充電的干電池汽車說起，此后電動汽車受到內燃機汽車的沖擊被逐漸冷落，從市場上消失。到20世紀60年代，美國政府由于大量汽車對城市造成的環境和能源問題開始重新重視電動汽車的發展，導致了新一輪的電動汽車研發熱潮。

在此之后，混合動力汽車占據了發展的主流。1997年日本的豐田汽車（Toyota）率先將混合動力電動汽車豐田普銳斯（PRUIS）正式推入市場，從此開始了混合動力電動汽車的全新時代。此后進入21世紀，世界其他汽車公司也相繼推出了自己的混合動力汽車車型，希望在新能源汽車市場中分一杯羹，其中比較有代表性的有現代的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以其優良的性能，成熟的技術已經正式進入市場，市場份額正在逐漸增大。

2 我國的混合動力汽車發展歷程

我國近些年來非常重視混合動力電動汽車的研究和開發工作，科技部早在“十五”就將其列為863重大專項進行重點攻關，確立了“三縱三橫”的國家新能源汽車研發布局。“十一五”期間，投資11億元啟動863計劃“節能與新能源汽車重大項目”，全力推動電動汽車從整車設計制造和相關零部件的產學研工作。經過十幾年的研究攻關，我國逐步形成了品種齊全，配套能力較強的產品技術鏈。混合動力電動汽車目前已經達到產業化生產的制造水平，開始進入銷售市場。一汽、上汽、長安、奇瑞、比亞迪等公司相繼都有產品投入市場。

3 混合動力汽車簡介

3.1 混合動力電動汽車的原理

所謂混合動力就是一輛汽車上將電動機與輔助動力單元組合起來，共同作為行駛的驅動力，而非傳統汽車單一的內燃機。輔助動力單元由小型內燃機或動力發電機組構成，因為目前單純依靠電動機無法實現高車速和陡峭的爬坡。這樣的組合能夠結合兩者的優勢來發揮最大的運行效率和環保能力，發動機運轉能力強，動力強大，電動機環保無污染氣體排放、低噪聲。

3.2 混合動力電動汽車的三種驅動方式

現在在市面上比較流行的混合動力電動汽車動力系統結構主要有串聯、并聯和混聯三種類型，都有各自的優勢和缺陷。串聯式混合動力電動汽車的驅動力只來源于電動機，其發動機與發電機組同時工作為汽車供給動力。并聯式混合動力電動汽車則不同，發動機及電動機可以同時或單獨運轉為汽車提供前進的動力。混聯式混合動力電動汽車則直接把串聯和并聯相結合，可以在串聯混合和并聯混合雙模式下互相切換工作。

3.3 混合動力系統工作特點

3.3.1 與同類發動機車型相比，具備電力/熱力系統的雙重優勢，電力和熱力調配合理，能實現油耗和污染排放的同時降低。

3.3.2 以電動機作為輔助動力的混合動力汽車，使發動機可以以一種更加良好的狀態工作，制動能量的回收，汽車燃料經濟性得到提升。

3.3.3 通過減小發動機負荷降低了噪聲。

3.3.4 成本降低，改造現有的加油站即可滿足需要，不必重新投資建設新的燃料供應站。

4 混合動力電動汽車現狀分析

4.1 技術發展趨勢

就目前的發展情況來看，良好的動力性能、油耗經濟、清潔環保、實用性強是混合動力電動汽車在未來發展的優勢。但是由于車況不同，今后廠商們要更加關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，因為能量儲存裝置將決定汽車加速和爬坡的效果。預計今后高性能鋰離子電池的市場份額會逐步擴大。另外，如何能讓現有的熱力發動機進一步降低油耗、提高轉化效率、滿足國家的排放標準也是研究的重點。對于混合動力汽車比較關鍵的一個技術問題還在于動力分配裝置和能量管理系統，對于如何實現內燃機和電動機最佳的功率分配工作情況始終是研究的焦點。

4.2 我國的混合動力電動汽車的發展瓶頸

相比同類型汽車，混合動力電動汽車在成本上仍然面臨著比較大的競爭壓力。就目前來說，由于制造成本高，混合動力汽車的價格與市面上的內燃機汽車相比競爭力還明顯不足。要想打開市場必須要比傳統汽車有更好的性價比優勢。雖然這一點上政府出臺了一些優惠政策，給予制造商一定量的補貼來降低價格，但是始終還是沒有起到決定性的作用。政府應當著眼于未來的長遠利益，在推動電動汽車產業化的這條路上，政府應制定科學有效的政策，同時應致力于將其落到實處，加大支持力度。

電動汽車的基礎服務設施建設布局不均衡，整體數量偏少。基礎設施的落后使得電動汽車的潛在購買者對于消費電動汽車的購買力下降。相同的價位，傳統汽車能夠享受到更快捷更方便的服務，很多消費者將轉而購買傳統汽車。

大眾對于電動汽車仍然存在比較嚴重的觀望心理。交通事故是社會上事故發生率最高的一類事故，所以人們在購買汽車的時候很重要的一個考量因素就是汽車的安全性能，然而在這一點上消費者仍然存在著一定的擔憂，擔心電動汽車無法滿足其安全需求。

產業鏈的協同效應和服務保障不夠充分。要推動電動汽車產業的全方位發展，不能僅僅依靠政府和制造商雙方的力推，要同時整合社會各層面的積極因素，多管齊下才能取得更好的效果。電力供應商對于經濟高效的充換電網絡的設計和建設，保險公司的保險服務，汽車經銷商更大程度的激勵措施都是促進產業鏈上中下游健康發展的要素。

5 結束語

由于環保和節能等方面的要求，混合動力電動汽車達到了提高燃料經濟性和減少排放的雙重功能，從目前來看極具發展前景，是新能源汽車發展的生力軍。科技的日益進步是改善環境問題的動力，我們相信，未來在國家的政策支持下，我國的電動汽車事業將迎來蓬勃的生機。

參考文獻

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