淺談插電式混合動力汽車

劉洋

摘 要：近年來，隨著能源危機漸漸走進人們的視線，新能源汽車受到越來越多的關注，開始成為人們生活中的一個熱門話題。在從傳統內燃機汽車到純電動汽車的轉變過程中，混合動力汽車扮演著一個重要的角色，其中插電式混合動力汽車更是混合動力汽車中的明星產品。

關鍵詞：插電式；混合動力汽車；新能源；PHEV

在汽車發展的一百多年歷史中，新能源汽車的發展可謂是歷盡坎坷。實際上作為新能源汽車的蓄電池汽車比傳統內燃機汽車早半個世紀誕生，但是由于種種原因，尤其是價格高昂使得蓄電池汽車被淘汰，退出汽車歷史的舞臺。近年來，由于受到能源短缺、氣候問題、環境污染和全球金融危機的影響，人們又想起了曾經被拋棄的新能源汽車，并加快了對新能源汽車的研發。新能源汽車分為純電動汽車（Battery Electric Vehicle，BEV）、混合動力電動汽車（Hybrid Electric Vehicle，HEV）、插電式混合動力汽車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）和燃料電池電動汽車（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）等幾種類型。新能源汽車有許多種發展方向，其中之一的氫燃料電池技術因現階段技術不成熟，再加上成本昂貴，是20年之后的技術。這是美國汽車電池專家Menahem Anderman博士在2007年美國參議院能源與資源委員會作證時做出的結論。同時中國也缺少氫燃料電池反應所必需的鉑資源。雖然還沒有公開的申明，但據傳國家決策層曾明確表示中國的國情不適合發展氫燃料電池汽車，僅僅作為科研跟蹤?，F階段，因為電池容量的限制，純電動汽車的續航能力不足，不能滿足人們長途行駛的要求。同時，充電樁設施不完善阻礙了純電動汽車的普及，印證了“兵馬未動，糧草先行”這句話。從我國技術發展水平和我國的國情來看，純電動汽車應該是是我國大力推廣的發展方向，而混合動力汽車則成為充電設施全面建立起來之前的一個很好的過渡辦法。

插電式混合動力汽車，是可以利用外接電源對車載電池進行充電的混合動力汽車，它綜合了純電動汽車和混合動力汽車兩者各自的優點，具有可觀的純電動行駛里程，同時還能以混合動力的模式工作，從而大幅延長了汽車的行駛里程，因此成為了新能源汽車家族中最有發展前景和市場的產品。下面作者將為讀者詳細闡述插電式混合動力汽車所具有的優勢和仍存在的不足。

1 插電式混合動力汽車具有一般混合動力汽車所具有的優勢

（1）插電式混合動力汽車可使發動機穩定運行在最佳工況，不受車速變化的影響，配合電機工作，輸出基本恒定的功率和扭矩，大大降低油耗和排放。

（2）在人口密度大、交通壓力大的市中心、居民區等低速、小負荷場合可以切換成純電動模式行駛，從而實現零排放。眾所周知，汽車以恒定的速度行駛是最省油的，然而在車流量大的路段這幾乎是不可能的，汽車頻繁的啟動與制動，耗油量很大。此時切換成純電動模式行駛可大大降低耗油量。

（3）可通過電動機回收減速、制動、下坡和怠速時的能量，減少能量的浪費，進一步提高能量利用率。同時也可以延長制動系統的使用壽命。

（4）現有的加油站也可以為插電式混合動力汽車加油，避免了基礎設施的再投資。當前充電樁設施不完善，充電困難成了阻礙純電動汽車發展的一大障礙，利用現有加油站進行充電不失為過渡階段一種明智的措施。

2 相比于一般混合動力汽車，插電式混合動力汽車的性能更優

插電式混合動力汽車，簡單來說就是介于純電動汽車與傳統內燃機汽車兩者之間的一種汽車，既有傳統內燃機汽車的發動機、變速器、傳動系統、油路、油箱，也有純電動汽車的動力電池組、電動機、控制電路等。和一般的非插電式混合動力汽車相比，插電式混合動力汽車有著更大的電池容量，配有充電接口，可外接電源進行充電，因此節油率明顯高于非插電式混合動力汽車。

相比于非插電式混合動力汽車，插電混合動力汽車可滿足更長的連續行駛里程。如果擁有良好的充電條件，在家就可以進行充電，插電式混合動力汽車不用加油就可滿足日常出行，當作純電動車使用，具有純電動汽車的優點。而非插電式混合動力汽車的電能還是依賴燃油的消耗帶動發電機發電產生的，從這個角度來說，只有插電式混合動力汽車才算是真正意義上的新能源汽車。與純電動汽車相比，插電式混合動力汽車的電池容量小得多，但是它帶有傳統內燃機汽車的發動機、變速器、傳動系統、油路、油箱等。當汽車沒有合適的充電條件時，理論上只要有加油站就可以一直行駛，因而行駛里程不受充電條件的制約，具有傳統內燃機汽車的優勢。

3 插電式混合動力汽車現階段并不十全十美，仍然存在許多不足之處

（1）雖然研發插電式混合動力汽車，主要目的是降低油耗，但是車輛運行的實際情況表明，插電式混合動力汽車在長距離、高速行駛時的省油效果并不明顯。因為多了一個轉換過程，而轉換本身也需要消耗能量，此時插電式混合動力汽車會比一般小排量內燃機汽車的油耗還多。

（2）車用電池容量和壽命的問題還沒有徹底解決?，F階段電動汽車的車用電池多采用鋰電池。有研究表明，鋰電池可能達到的功率密度上限為300Wh/kg，但是目前市場上已有的鋰電池組的功率密度僅有150Wh/kg。同時有實驗表明，按照鋰電池失效時的容量是標稱容量的80%來算，鋰電池可以使用21450個循環，折合時間為僅有1787.5h，和我們所期望的壽命相差不小，所以說鋰電池的發展還要有很長的一段路。

（3）和傳統燃油汽車相比，插電式混合動力汽車的造價仍然很高。普通燃油汽車的價格約10萬元，而市面上賣的比較好的插電式混合動力汽車（如比亞迪·秦、比亞迪·唐、榮威E550）的售價均不低于20萬元。成本高的主要原因是其很多的零配件都需要量身定做，而不像傳統內燃機汽車有現成的零配件可用。只有當混合動力汽車產業的規模達到一定程度，車用電池、車用驅動電機和混合動力專用發動機也產業化時，成本才有可能大幅度降下來，廣大購車人士才能欣然接受插電式混合動力汽車。

在從傳統燃油汽車向純電動汽車轉變的過程中，混合動力汽車起著舉足輕重的過渡作用，而插電式混合動力汽車更是因為其無可比擬的優勢而受到廣大汽車消費者的歡迎。盡管其仍有些許不足，不過根據中國的國情與現狀，插電式混合動力汽車承載著向可持續發展轉型的重任，其定會在未來的汽車市場中大放光彩。

參考文獻

[1]周蘇.新能源汽車解析[M].上海：同濟大學出版社，2012.

[2]Joao Vitor Fernandes Serra.電動汽車技術、政策與市場[M].朱磊，譯.機械工業出版社，2013.

[3]王文偉，張麗莉.電動汽車跑起來[M].北京：機械工業出版社，2015.

[4]石川憲二.新能源汽車技術及未來[M].康龍云，余開江，譯.北京：科學出版社，2012.

[5]楊奕武.淺談插電式電動汽車[J].汽車與配件，2013（49）.

[6]吳苗苗，張歡園.增程式電動汽車[J].汽車工程師，2013（11）.