混合動力汽車前景趨勢研究

黃文凱

摘要：在石油資源供應(yīng)的日益缺乏和環(huán)境友好可持續(xù)發(fā)展的要求下，尋找新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料已成為國際共識。近年來，我國機(jī)動車保有量迅猛增長，其尾氣排放已成為影響城市大氣質(zhì)量最主要的污染源之一，嚴(yán)重影響和制約城市的可持續(xù)發(fā)展；因此，新能源汽車研究項(xiàng)目被國家列入了“863”重大科技課題。純電動汽車雖然具有突出的環(huán)保優(yōu)勢，但是其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究總體上處于起步階段，受限于燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)，其動力差、行駛路程短以及成本高等問題沒有得到解決。目前純電動汽車的局限導(dǎo)致其很難市場化。

關(guān)鍵詞：混合動力汽車 關(guān)鍵技術(shù) 現(xiàn)狀分析 趨勢研究 展望

一、我國混合動力汽車發(fā)展思路

按照現(xiàn)在世界電動汽車發(fā)展趨勢，混合動力汽車作為一個過渡產(chǎn)品在未來的30～40年內(nèi)擁有非常良好的市場前景，隨著技術(shù)發(fā)展，如混聯(lián)型（SPHEV）等擁有高混合度、高環(huán)保節(jié)能性能、高工況適應(yīng)性的車型將占領(lǐng)主要市場。

從目前我國電動汽車的發(fā)展?fàn)顩r來看，消費(fèi)者能夠在理念上認(rèn)可混合動力汽車和純電動汽車，但是卻只有很少數(shù)人愿意購買，主要是因?yàn)閲鴥?nèi)混合動力汽車在成本、性能和方便性上的劣勢。因此，我國混合動力汽車應(yīng)該以努力占領(lǐng)市場為突破口?；旌蟿恿ζ噭恿Ψ峙洹㈦姵丶夹g(shù)和能量管理系統(tǒng)非常復(fù)雜，由此產(chǎn)生一系列問題，其一是成本過高，性價(jià)比低于純?nèi)加推嚕黄涠蔷S修困難，更復(fù)雜的汽車系統(tǒng)需要更高素質(zhì)的維修人才；其三是混合動力汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，使得給電池充電非常麻煩。相對世界上其他汽車技術(shù)先進(jìn)的國家，我國的汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)相對落后，部分發(fā)動機(jī)等主要零部件甚至需要從國外進(jìn)口。因此，想要突破豐田Prius等高性價(jià)比成熟的混合動力汽車對市場的壟斷，就需要國家政策的大力支持，例如對購買國產(chǎn)混合動力汽車實(shí)施補(bǔ)貼制度，廣泛添置電動汽車充電站等基礎(chǔ)設(shè)施等。除了政策上的支持，最主要的是要在關(guān)鍵技術(shù)上取得突破創(chuàng)新，因此提出以下3點(diǎn)建議。

（1）首先應(yīng)大力發(fā)展混合動力電池組的研發(fā)，比亞迪掌握的電池組技術(shù)在性能上已經(jīng)能基本滿足要求，目前應(yīng)著力于降低電池成本，盡早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

（2）繼續(xù)大力發(fā)展應(yīng)用于城市公交車的混合動力系統(tǒng)。由于國內(nèi)技術(shù)相對落后，小型家用混合動力汽車難以在近期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此將混合動力模式應(yīng)用于城市公交車，從混合動力客車的研發(fā)中積累經(jīng)驗(yàn)解決問題是一條很好的途徑。

（3）著力于動力復(fù)合裝置的研發(fā)。無論是對并聯(lián)式混合動力（PHEV）還是混聯(lián)式混合動力（SPHEV），其動力復(fù)合裝置都是至關(guān)重要的。只要擁有自主開發(fā)的高效能的動力復(fù)合裝置，就可以大大削減混合動力汽車的生產(chǎn)成本，極大地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。未來電動汽車將逐步取代燃油汽車占領(lǐng)汽車市場，在這之前，市場將被各種耗油少、高效能、高環(huán)保性的混合動力車型占領(lǐng)。所以盡早占領(lǐng)市場份額至關(guān)重要，我國應(yīng)加速混合動力汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化速度。

二、混合動力汽車發(fā)展趨勢縱觀

1.混合動力汽車研究的方向和方法

（1）混合動力汽車的研究方向

目前，混合動力汽車研究方向主要有：控制策略研究、再生制動能量回收研究及動力總成參數(shù)匹配研究等。

①混合動力汽車控制策略的研究。能量控制策略用于解決由混合動力系統(tǒng)多能量源所引起的工作模式切換問題，以及能量流的優(yōu)化控制問題，以更好地控制多能量源之間能量流的協(xié)調(diào)和分配。控制策略是混合動力汽車技術(shù)的核心，是能量管理系統(tǒng)的核心，是實(shí)現(xiàn)混合動力汽車低油耗和低排放等目標(biāo)的關(guān)鍵所在。②混合動力汽車再生制動能量的研究。再生制動是指汽車在減速或制動時(shí)，通過與驅(qū)動輪（軸）相連的能量轉(zhuǎn)換裝置，把汽車的一部分動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量儲存起來，在減速或制動的同時(shí)達(dá)到回收制動能量的目的，然后在汽車起步或加速時(shí)又釋放儲存的能量，以增加驅(qū)動輪（軸）上的驅(qū)動力或增加混合動力汽車及電動汽車的續(xù)始里程。

（2）縱觀國外混合動力轎車技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，總的來說呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

A.目前，大部分混合動力轎車項(xiàng)目樣車開發(fā)和試制已經(jīng)結(jié)束，其實(shí)用化面臨的重大障礙還是成本相對較高。因此，盡可能采用成熟技術(shù)、降低整車成本，成為混合動力轎車技術(shù)發(fā)展的一大趨勢。B.由于混合動力轎車技術(shù)自身的特點(diǎn)，混合動力轎車專用零部件的開發(fā)和批量生產(chǎn)也將成為混合動力轎車技術(shù)發(fā)展的另一大趨勢。C.研究開發(fā)應(yīng)用于混合動力轎車的先進(jìn)技術(shù)，如燃料電池技術(shù)、輕質(zhì)車身技術(shù)、柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)以及先進(jìn)的熱機(jī)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，也是各國汽車生產(chǎn)商全力解決的重要技術(shù)問題。D.混合動力汽車具有很高的市場可行性，但要想快速實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，還需要政府創(chuàng)造良好的研究、開發(fā)、生產(chǎn)及推廣環(huán)境。

2.對混合動力汽車未來的展望

環(huán)保和節(jié)能車將成未來混合動力汽車市場的主流。一方面，04年以來，世界原油價(jià)格不斷攀升，消費(fèi)者對低燃費(fèi)車需求明顯增加，汽車需求結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。另一方面，世界主要汽車市場更加強(qiáng)化汽車燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)。07年2月，歐委會強(qiáng)化CO2排放限制，2012年歐盟范圍內(nèi)銷售的所有新車平均排放量必須低于每公里130克，目前排放量1500CC的汽車尚未滿足上述標(biāo)準(zhǔn)。追求環(huán)保是目前混合動力車努力的方向。目前有多種技術(shù)手段降低油耗隨著技術(shù)的發(fā)展，相信未來的混合動力汽車將會更突出這一特點(diǎn)。

作為從混合動力汽車到純電動汽車的一種過渡技術(shù)方案，插電式混合動力電動汽車（Pulgin Hybrid Electric Vehicle，PHEV）已成為當(dāng)前新的研發(fā)和推廣熱點(diǎn)之一。PH EV兼顧了常規(guī)混合動力汽車和純電動汽車的優(yōu)點(diǎn)，由于能大量減少溫室氣體排放、減少燃油消耗、充電便捷，插電式混合動力汽車技術(shù)是現(xiàn)階段可行的一種清潔節(jié)能、使用方便的車輛。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)有部分PHEV產(chǎn)品的出現(xiàn)。國外典型的PHEV有：雪佛蘭Volt電動汽車；插電式普銳斯電動汽車；歐寶Ampera插電式電動汽車。我國典型的PHEV有：深圳五洲龍可充電式混合動力電動汽車；比亞迪F3DM Pulg-in混合動力電動汽車等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，PHEV必將成為混合動力汽車發(fā)展延續(xù)的主流，最終過渡到純電動汽車。