國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

龔一凡

（鄭州市第四中學(xué)，河南 鄭州 450000）

隨著我國(guó)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?cè)絹?lái)越注重營(yíng)造節(jié)能減排、綠色出行的健康人居環(huán)境，汽車(chē)發(fā)展進(jìn)入新能源時(shí)代已是勢(shì)在必行。同時(shí)配備兩種或兩種以上動(dòng)力源的混合動(dòng)力汽車(chē)，兼具純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的合理分配，以其低能耗、低排放、強(qiáng)勁的動(dòng)力性，成為當(dāng)前汽車(chē)行業(yè)最熱門(mén)的話題。

1 混合動(dòng)力汽車(chē)概述

混合動(dòng)力汽車(chē)（Hybrid Electrical Vehicle，簡(jiǎn)稱HEV)是指采用兩種動(dòng)力裝置（熱動(dòng)力源與電動(dòng)力源），能根據(jù)汽車(chē)運(yùn)行工況實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)的靈活調(diào)控，保障行駛達(dá)到最佳性能的汽車(chē)。

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

（2）分類(lèi)。按動(dòng)力分配比例劃分，可分為微混合（可節(jié)油5%～10%，代表車(chē)型長(zhǎng)安CX30）、輕度混合（可節(jié)油10%-15%）、全混合（可節(jié)油30%-50%，代表車(chē)型寶馬X6）和插電式混合（兼具傳統(tǒng)混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)的特征，代表F3DM低碳版雙模電動(dòng)車(chē)）四個(gè)類(lèi)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(dòng)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(dòng)機(jī)和電機(jī)共同或單獨(dú)驅(qū)動(dòng)），混聯(lián)式（低速時(shí)串聯(lián)，高速時(shí)并聯(lián)）。

（3）國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展歷史。自1997年第一款混合動(dòng)力車(chē)普銳斯面世以來(lái)，迄今已有70余種燃料電池汽車(chē)問(wèn)世，豐田的混合動(dòng)力在全球銷(xiāo)量已突破800萬(wàn)輛，約占整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng)份額的70%。各國(guó)政府出臺(tái)鼓勵(lì)政策，支持新能源汽車(chē)的發(fā)展，在我國(guó)汽車(chē)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(chē)之一，從市場(chǎng)和技術(shù)角度看，HEV規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化可能性最大。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年，全球HEV市場(chǎng)將占到整體市場(chǎng)的13%（包括plug-in HEV 1400萬(wàn)輛），EV為2%（約140萬(wàn)輛）。

新能源汽車(chē)已成為時(shí)代的寵兒，在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）中專(zhuān)門(mén)開(kāi)列了包括混合動(dòng)力汽車(chē)在內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)，建立起了混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)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(chē)開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。確立了以混合電動(dòng)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)為“三縱”，以整車(chē)控制系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池/燃料電池為“三橫”的研發(fā)布局，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研緊密合作，我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的自主創(chuàng)新取得了重大進(jìn)展。

2 國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展的現(xiàn)狀

（1）混合動(dòng)力城市公交的應(yīng)用?；旌蟿?dòng)力技術(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(guò)大，又因其零污染、零排放的特點(diǎn)剛好迎合上公交車(chē)平均失速低、減速、制動(dòng)次數(shù)多、車(chē)速變化大等特點(diǎn)，因此最早適用于城市公交車(chē)。

（2）混合動(dòng)力汽車(chē)的應(yīng)用。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的第一款混合動(dòng)力汽車(chē)——長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力汽車(chē)量產(chǎn)車(chē)，于2007年12月開(kāi)始批量生產(chǎn)。長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力汽車(chē)在自主創(chuàng)新方面創(chuàng)造了多項(xiàng)中國(guó)第一。長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力汽車(chē)的成功正是得益于我國(guó)863計(jì)劃“電動(dòng)汽車(chē)重大項(xiàng)目”的政策支持，不僅成為當(dāng)時(shí)具有世界先進(jìn)水平的量產(chǎn)車(chē)型，還被選為2008年北京奧運(yùn)會(huì)奧運(yùn)新能源汽車(chē)示范運(yùn)營(yíng)車(chē)輛。該款汽車(chē)的排量為1.5L，采用中度“油電”混合，在減速和剎車(chē)時(shí)將動(dòng)能通過(guò)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能，儲(chǔ)存在鎳氫電池中用于起步和加速?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的應(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(chē)。雖有諸多光環(huán)加身，但長(zhǎng)安杰勛HEV但卻銷(xiāo)量并不好，甚至于停產(chǎn)。

（3）插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的應(yīng)用。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（Plug-in hybrid electric vehicle，簡(jiǎn)稱PHEV）是新型的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。區(qū)別于傳統(tǒng)汽油動(dòng)力與電驅(qū)動(dòng)結(jié)合的混合動(dòng)力，插電式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)原理、驅(qū)動(dòng)單元與電動(dòng)車(chē)相同，唯一不同的是車(chē)上裝備有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)不同于普通混合動(dòng)力汽車(chē)的設(shè)計(jì)思路，它能夠在純電狀態(tài)下進(jìn)行較長(zhǎng)距離的行駛做到零排放和零油耗；在電量耗盡時(shí)又能切換到混合動(dòng)力模式行駛，并給電池充電。國(guó)產(chǎn)車(chē)當(dāng)中以比亞迪為例，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在一定程度上得益于傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)的積累。比亞迪的混動(dòng)技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)各種車(chē)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(lái)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(chǎng)上最新推出的有別克VELITE5、榮威ei6、三菱GT-PHEV概念車(chē)、廣汽三菱祺智PHEV、廣汽傳祺GS4PHEV等。

（4）混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)目前成為解決節(jié)能減排的最好選擇，世界各個(gè)汽車(chē)廠都在抓住這個(gè)發(fā)展機(jī)會(huì)在市場(chǎng)中得到認(rèn)可?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的首先需要解決的技術(shù)難題便是蓄電池的研發(fā)、控制策略、電機(jī)，這是需要長(zhǎng)久發(fā)展的。在各國(guó)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(dòng)汽車(chē)車(chē)用動(dòng)力電池的主要發(fā)展方向。

3 混合動(dòng)力汽車(chē)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在2001年我國(guó)啟動(dòng)了“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)，將電動(dòng)汽車(chē)歸為三類(lèi)（即所謂的“三縱”）：純電動(dòng)、混合動(dòng)力和燃料電池汽車(chē)；將動(dòng)力總成控制、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力蓄電池歸為“三橫”。2009年7月1日，中華人民共和國(guó)頒布實(shí)施了”新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則”，為汽車(chē)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了廣闊的平臺(tái)。其中最為理想的純電動(dòng)汽車(chē)受制于當(dāng)時(shí)蓄電池技術(shù)的發(fā)展難以實(shí)際使用與商業(yè)化。

我國(guó)對(duì)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(dòng)力汽車(chē)中普遍使用的電池都存在價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高的難點(diǎn)。純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)尚無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，滿足不了傳統(tǒng)汽車(chē)的動(dòng)力性與方便性。而混合動(dòng)力汽車(chē)具有兩者的優(yōu)點(diǎn)且不太受限于蓄電池的影響，而且這種發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)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(dòng)機(jī)的最優(yōu)工作狀態(tài)，從而減少油耗，并提高了車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)的效率，減少空氣污染?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的存在刺激了人們的購(gòu)買(mǎi)欲望，從而市場(chǎng)規(guī)模在近幾年逐步擴(kuò)大。

現(xiàn)如今，我國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)早在2012年4月18日頒布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)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(dòng)力汽車(chē)。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)將成為混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)的試金石。