龔一凡

（鄭州市第四中學(xué)，河南 鄭州 450000）

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，石油資源的快速消耗，以及人們越來越注重營造節(jié)能減排、綠色出行的健康人居環(huán)境，汽車發(fā)展進(jìn)入新能源時代已是勢在必行。同時配備兩種或兩種以上動力源的混合動力汽車，兼具純電動汽車和傳統(tǒng)燃油汽車的優(yōu)點，通過儲能裝置和控制系統(tǒng)實現(xiàn)能量的合理分配，以其低能耗、低排放、強(qiáng)勁的動力性，成為當(dāng)前汽車行業(yè)最熱門的話題。

1 混合動力汽車概述

混合動力汽車（Hybrid Electrical Vehicle，簡稱HEV)是指采用兩種動力裝置（熱動力源與電動力源），能根據(jù)汽車運行工況實現(xiàn)動力系統(tǒng)的靈活調(diào)控，保障行駛達(dá)到最佳性能的汽車。

（1）工作原理。其動力系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力驅(qū)動系統(tǒng)和電池組等組成。當(dāng)車輛啟動時，蓄電池供給能量，輔助動力系統(tǒng)不需要工作；電池電量低于60%時，輔助動力系統(tǒng)起動工作；當(dāng)車輛需求能量較大時，蓄電池和輔助動力系統(tǒng)同時為驅(qū)動裝置提供能量；當(dāng)需求能量較小時，輔助動力系統(tǒng)在為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，為蓄電池充電。

（2）分類。按動力分配比例劃分，可分為微混合（可節(jié)油5%～10%，代表車型長安CX30）、輕度混合（可節(jié)油10%-15%）、全混合（可節(jié)油30%-50%，代表車型寶馬X6）和插電式混合（兼具傳統(tǒng)混合動力和電動汽車的特征，代表F3DM低碳版雙模電動車）四個類型。

按系統(tǒng)能量和功率配置關(guān)系，可分為：串聯(lián)式（發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)串聯(lián)、蓄電池和電機(jī)串聯(lián)），并聯(lián)式（發(fā)動機(jī)和電機(jī)共同或單獨驅(qū)動），混聯(lián)式（低速時串聯(lián)，高速時并聯(lián)）。

（3）國產(chǎn)混合動力汽車發(fā)展歷史。自1997年第一款混合動力車普銳斯面世以來，迄今已有70余種燃料電池汽車問世，豐田的混合動力在全球銷量已突破800萬輛，約占整個汽車市場份額的70%。各國政府出臺鼓勵政策，支持新能源汽車的發(fā)展，在我國汽車產(chǎn)業(yè)已被納入“十二五”調(diào)整產(chǎn)業(yè)之列，作為新能源汽車之一，從市場和技術(shù)角度看，HEV規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化可能性最大。據(jù)預(yù)測，2020年，全球HEV市場將占到整體市場的13%（包括plug-in HEV 1400萬輛），EV為2%（約140萬輛）。

新能源汽車已成為時代的寵兒，在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）中專門開列了包括混合動力汽車在內(nèi)的電動汽車重大專項，建立起了混合動力汽車動力系統(tǒng)技術(shù)平臺和產(chǎn)學(xué)研合作研發(fā)體系，取得了一系列突破性成果，為整車開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。確立了以混合電動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車為“三縱”，以整車控制系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、動力蓄電池/燃料電池為“三橫”的研發(fā)布局，通過產(chǎn)學(xué)研緊密合作，我國混合動力汽車的自主創(chuàng)新取得了重大進(jìn)展。

2 國產(chǎn)混合動力汽車發(fā)展的現(xiàn)狀

（1）混合動力城市公交的應(yīng)用?；旌蟿恿夹g(shù)帶著節(jié)能減排的使命進(jìn)入人們的生活中。但在早期的發(fā)展中，由于受限于電池容量比小導(dǎo)致的體積過大，又因其零污染、零排放的特點剛好迎合上公交車平均失速低、減速、制動次數(shù)多、車速變化大等特點，因此最早適用于城市公交車。

（2）混合動力汽車的應(yīng)用。我國自主開發(fā)的第一款混合動力汽車——長安杰勛混合動力汽車量產(chǎn)車，于2007年12月開始批量生產(chǎn)。長安杰勛混合動力汽車在自主創(chuàng)新方面創(chuàng)造了多項中國第一。長安杰勛混合動力汽車的成功正是得益于我國863計劃“電動汽車重大項目”的政策支持，不僅成為當(dāng)時具有世界先進(jìn)水平的量產(chǎn)車型，還被選為2008年北京奧運會奧運新能源汽車示范運營車輛。該款汽車的排量為1.5L，采用中度“油電”混合，在減速和剎車時將動能通過永磁電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，儲存在鎳氫電池中用于起步和加速?；旌蟿恿ζ嚨膽?yīng)用正是為了能夠節(jié)能減排，其排量雖然為1.5L的小排量，但功率卻相當(dāng)于一般的2.0L汽油車。雖有諸多光環(huán)加身，但長安杰勛HEV但卻銷量并不好，甚至于停產(chǎn)。

（3）插電式混合動力汽車的應(yīng)用。插電式混合動力汽車（Plug-in hybrid electric vehicle，簡稱PHEV）是新型的混合動力電動汽車。區(qū)別于傳統(tǒng)汽油動力與電驅(qū)動結(jié)合的混合動力，插電式混合動力驅(qū)動原理、驅(qū)動單元與電動車相同，唯一不同的是車上裝備有一臺發(fā)動機(jī)。插電式混合動力汽車不同于普通混合動力汽車的設(shè)計思路，它能夠在純電狀態(tài)下進(jìn)行較長距離的行駛做到零排放和零油耗；在電量耗盡時又能切換到混合動力模式行駛，并給電池充電。國產(chǎn)車當(dāng)中以比亞迪為例，插電式混合動力汽車在一定程度上得益于傳統(tǒng)混合動力汽車技術(shù)的積累。比亞迪的混動技術(shù)在我國汽車各種車型都有涉獵，有家轎也有suv。其技術(shù)也在隨著每一代推陳出新，做出來的產(chǎn)品也備受人們青睞。只比亞迪秦在2014年一年中就售出了14747輛，目前市場上最新推出的有別克VELITE5、榮威ei6、三菱GT-PHEV概念車、廣汽三菱祺智PHEV、廣汽傳祺GS4PHEV等。

（4）混合動力技術(shù)應(yīng)用?；旌蟿恿ζ嚹壳俺蔀榻鉀Q節(jié)能減排的最好選擇，世界各個汽車廠都在抓住這個發(fā)展機(jī)會在市場中得到認(rèn)可?；旌蟿恿ζ嚨氖紫刃枰鉀Q的技術(shù)難題便是蓄電池的研發(fā)、控制策略、電機(jī)，這是需要長久發(fā)展的。在各國政府的支持下，鋰離子電池技術(shù)迅速發(fā)展，已經(jīng)成為電動汽車車用動力電池的主要發(fā)展方向。

3 混合動力汽車未來發(fā)展趨勢

在2001年我國啟動了“863”計劃電動汽車專項，將電動汽車歸為三類（即所謂的“三縱”）：純電動、混合動力和燃料電池汽車；將動力總成控制、驅(qū)動電機(jī)和動力蓄電池歸為“三橫”。2009年7月1日，中華人民共和國頒布實施了”新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則”，為汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的平臺。其中最為理想的純電動汽車受制于當(dāng)時蓄電池技術(shù)的發(fā)展難以實際使用與商業(yè)化。

我國對蓄電池的研究雖然目前處于世界前端，但蓄電池材料及技術(shù)的發(fā)展不是一朝一夕的。最為理想的燃料電池或插電式混合動力汽車中普遍使用的電池都存在價格昂貴，維護(hù)成本高的難點。純電動驅(qū)動汽車尚無法在短時間內(nèi)取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，滿足不了傳統(tǒng)汽車的動力性與方便性。而混合動力汽車具有兩者的優(yōu)點且不太受限于蓄電池的影響，而且這種發(fā)動機(jī)和電動機(jī)結(jié)合的方式能夠最大限度的發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)和純電動機(jī)的最優(yōu)工作狀態(tài)，從而減少油耗，并提高了車輛動力系統(tǒng)的效率，減少空氣污染?；旌蟿恿ζ嚨拇嬖诖碳ち巳藗兊馁徺I欲望，從而市場規(guī)模在近幾年逐步擴(kuò)大。

現(xiàn)如今，我國的混合動力汽車早在2012年4月18日頒布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》文件中具體為了插電式混合動力汽車。插電式混合動力汽車將成為混合動力汽車進(jìn)入市場的試金石。