基本介紹
類型分類,優勢優點,優點,HEV,工作方式,同級比較,串聯式動力,混聯式動力,並聯式動力,歷史發展,具體分類,標準和現狀,發展現狀,日本,美國,我國,新標準,公平之慮,
類型分類
混合動力汽車的種類目前主要有3種。一種是以發動機為主動力，電動馬達作為輔串聯混合動力電動汽車原理助動力的“並聯方式”。這種方式主要以發動機驅動行駛，利用電動馬達所具有的再啟動時產生強大動力的特徵，在汽車起步、加速等發動機燃油消耗較大時，用電動馬達輔助驅動的方式來降低發動機的油耗。這種方式的結構比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。
另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅動行駛，速度提高時發動機和電動馬達相配合驅動的“串聯、並聯方式”。啟動和低速時是只靠電動馬達驅動行駛，當速度提高時，由發動機和電動馬達共同高效地分擔動力，這種方式需要動力分擔裝置和發電機等，因此結構複雜。
還有一種是只用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯方式”，發動機只作為動力源，汽車只靠電動馬達驅動行駛，驅動系統只是電動馬達，但因為同樣需要安裝燃料發動機，所以也是混合動力汽車的一種。
優勢優點
優點
1、採用複合動力後可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率，此時處於油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富餘的功率可發電給電池充電，由於內燃機可持續工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。
2、因為有了電池， 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
3、在繁華市區，可關停內燃機，由電池單獨驅動，實現"零"排放。
4、有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。
5、可以利用現有的加油站加油，不必再投資。
6、可讓電池保持在良好的工作狀態，不發生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。
HEV
HEV（Hybrid-ElectricVehicle）—混合動力裝置。混合動力就是指汽車使用汽油驅動和電力驅動兩種驅動方式，優點在於車輛啟動停止時，只靠發電機帶動，不達到一定速度，發動機就不工作，因此，便能使發動機一直保持在最佳工況狀態，動力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發動機，只需加油即可。
混合動力汽車的關鍵是混合動力系統，它的性能直接關係到混合動力汽車整車性能。經過十多年的發展，混合動力系統總成已從原來發動機與電機離散結構向發動機電機和變速箱一體化結構發展，即集成化混合動力總成系統。 混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯式、並聯式和混聯式等三種。
工作方式
同級比較
日本豐田汽車公司1997年12月宣布將複合動力電動轎車P rius投入小批量商業化生產，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機，最大功率42．6kW/4600r/min，帶永磁無刷發電機，驅動電機亦為永磁無刷的額定功率30kW，採用氫鎳電池，實現串並聯控制方式，百公里油耗為4.5L，比原汽油車減少了一半， C O2排量也相應減少了一半， C O、 HC、NOX僅為現行法規允許值的10%，售價每輛216萬日元（約15000美元）。美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 E SX2型複合動力電動轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機帶發電機，採用鉛酸電池，交流感應電機驅動，鋁車架，複合材料車身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒·克萊斯勒已開發出100公里油耗已達到3升汽油或接近3升汽車的樣車，只是價格仍較貴。
串聯式動力
串聯式動力由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯方式組成SHEV動力單元系統，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。小負荷時由電池驅動電動機驅動車輪，大負荷時由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當車輛處於啟動、加速、爬坡工況時，發動機、電動機組和電池組共同向電動機提供電能；當電動車處於低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，當電池組缺電時則由發動機-發電機組向電池組充電。串聯式結構適用於城市內頻繁起步和低速運行工況，可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉，通過調整電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工況，從而提高了發動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經轉換，機械效率較低。
混聯式動力
混聯式裝置包含了串聯式和並聯式的特點。動力系統包括發動機、發電機和電動機，根據助力裝置不同，它又分為發動機為主和電機為主兩種。以發動機為主的形式中，發動機作為主動力源，電機為輔助動力源；以電機為主的形式中，發動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結構的優點是控制方便，缺點是結構比較複雜。豐田的Prius屬於以電機為主的形式。
並聯式動力
並聯式裝置的發動機和電動機共同驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。當汽車加速爬坡時，電動機和發動機能夠同時向傳動機構提供動力，一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發動機維持該速度。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動－發電機組。由於沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，這種裝置更接近傳統的汽車驅動系統，機械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的套用。
歷史發展
當前普遍使用的燃油發動機汽車存在種種弊病，統計表明在占80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市區還會跌至25%，更為嚴重的是排放廢氣污染環境。20世紀90年代以來，世界各國對改善環保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術問題阻礙了電動汽車的套用。由於電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠未達到人們所要求的數值，專家估計在10年以內電動汽車還無法取代燃油發動機汽車（除非燃料電池技術有重大突破）。
現實迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發了一種混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅動力，輔助動力單元實際上是一台小型燃料發動機或動力發電機組。形象一點說，就是將傳統發動機儘量做小，讓一部分動力由電池-電動機系統承擔。這種混合動力裝置既發揮了發動機持續工作時間長，動力性好的優點，又可以發揮電動機無污染、低噪聲的好處，二者“並肩戰鬥”，取長補短，汽車的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上。
具體分類
混合動力源電動車按照能量合成的的形式主要分為串聯式(SHEV）和並聯式（PHEV）兩種。 串聯式動力由發動機、發電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯的方式組成SHEV的動力單元系統。負荷小時由電池驅動電動機帶動車輪轉動，負荷大時則由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當電動車處如啟動、加速、爬坡的工況時，發動機-電動機組和電池組共同向電動機提供電能；當電動車處低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅動電動機，由發動機-發電機組向電池組充電。這種串聯式電動車不管在什麼工況下，最終都要由電動機來驅動車輪。例如福特“新能級－2010”SHEV，其電池採用燃料電池，在城市市區行駛時全部由燃料電池驅動電動機，電動機通過減速器（變速器）和驅動橋驅動車輪，達到了“零排放”要求。當高速及爬坡時，則由發動機-電動機組和燃料電池組共同向電動機供電，驅動車輪。
並聯式裝置的發動機和電動機以機械能疊加的方式驅動汽車，發動機與電動機分屬兩套系統，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅動又可以單獨驅動。電動機既可以作電動機又可以作發電機使用，又稱為電動－發電機組。由於沒有單獨的發電機，發動機可以直接通過傳動機構驅動車輪，因此該裝置更接近傳統的汽車驅動系統，得到比較廣泛的套用。例如大眾汽車公司的高爾夫PHEV，發動機通過離合器1帶動電動－發電機，輸出扭力再通過另一邊離合器2驅動車輛行駛。靜止啟動時，電池向電動－發電機供電，此時電動－發電機就是發動機的起動機。發動機啟動後，發動機一方面作為車輛單獨的動力源驅動車輪，另一方面又帶動電動－發電機發電向電池充電，此時與傳統汽車一樣。在市區行駛時，發動機關閉，離合器1脫開，離合器2接合，電池做為唯一能源向電動機供電，由電動機取代發動機驅動車輪。當電動車需要高速或高負荷時，發動機啟動離合器1閉合，發動機與電動－發電機系統組成複合驅動形式，以最大功率驅動車輛。 混合動力汽車在已開發國家已經日益成熟，有些已經進入實用階段。由於構造複雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車只是一種過渡產品。
標準和現狀
混合動力車標準出台在望標準背後的博弈剛剛開始 目前，《混合動力電動汽車標準》的研究與制定，已經由中國汽車技術研究中心協助整理完畢，並通過了科技部的驗收，上報主要負責國家度量衡體系的全國標準管理委員會等待批准，即將擇日出台。 “混合動力車標準即將出台，這意味著混合動力車很快就能上市銷售了。”中國汽車技術研究中心汽車技術情報研究所總工程師、汽車產業政策研究室主任黃永和日前告訴記者。 混合動力電動車標準即將出台，企業界的混合動力車的量產研究，也正在如火如荼地進行。 據來自科技部的訊息，近期，國家將有一筆專項的撥款發放給長安，主要用於自主品牌的混合動力車的研究。江陵將成為長安的混合動力車研究基地。 “我們的混合動力車研究是國家863計畫的一部分，撥款是肯定的。”長安集團宣傳部部長劉躍肯定了撥款的說法。但對具體撥款數額和混合動力車生產基地的問題，劉表示不知詳情。 政策胎動，聞風而動者不僅僅只有長安一家。 一汽集團宣傳部副部長沃仲聲告訴記者，“我們和豐田關於混合動力車項目的合作正在順利進行。按照原計畫，今年Prius即將投產。”今年4月份上海國際車展上，一汽紅旗已經提前推出了完全自主研發的混合動力車。 據了解，從制定標準的成員上來看，參與制定標準的主要包括中國汽車技術研究中心、天津清源電動車輛公司、東風電動車輛公司、一汽集團技術中心、清華大學和奇瑞汽車公司等。
發展現狀
日本
從目前世界範圍內的整個形勢來看，日本是電動汽車技術發展速度最快的少數幾個國家之一，特別是在發展混合動力汽車方面，日本居世界領先地位。目前，世界上能夠批量產銷混合動力汽車的企業，只有日本的豐田和本田兩家汽車公司。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產的混合動力轎車PRIUS。到2012年時，其所有的車型將全部裝上混合動力發動機。豐田汽車公司在實現混合動力系統的低能耗、低排放和改進行駛性能方面已經走在了世界的前列。
美國
美國三大汽車公司只是小批量生產、銷售過純電動汽車，而混合動力和燃料電池電動汽車目前還未能實現產業化，日本的混合動力電動汽車在美國市場上占據了主導地位。美國能源部與三大汽車公司於1993年簽訂了混合動力電動汽車開發契約，進行為期5年的研發工作，並於1998年在北美國際汽車展上展出了樣車。在此基礎上，現已推出3款混合動力概念車：通用Precept、福特Prodigy、戴-克DodgeESX3。2004年，通用汽車公司與戴-克汽車公司對外宣布雙方將在開發混合動力電動汽車的技術領域攜手，共同推進此項技術的發展。
我國
目前我國各大汽車集團都在進行混合動力電動汽車研發，多數以混合動力電動客車為主，這種研發方向符合我國國情，有利於我國電動汽車的研究發展。 一汽研發的紅旗HQ3將於2006年投產；東風集團的混合動力公車已於2005年7月完成最終產品定型樣車試驗並通過驗收；長安集團具有完全自主智慧財產權的羚羊混合電動車已產出樣車，其裝備混合動力技術的長安CV9已經下線；奇瑞集團成立了國家節能環保汽車工程技術研究中心，將在2006年下半年重點推出第一自主品牌真正意義上的混合動力車，代號為“BSG”的混合動力車；吉利集團旗下的上海華普汽車已與同濟大學汽車學院簽署合作協定，預計3年內完成混合動力轎車商業化生產；深圳五洲龍汽車有限公司也表示，中國規模最大、投放車輛最多的混合動力示範運營線路即將在深圳市龍崗區開通。而廣州本田更是緊跟豐田的步伐，於2006年中下旬推出國產雅閣混合動力車。上汽集團與通用簽署協定，將聯手開發混合動力轎車和公交客車。來自中興汽車的訊息，中興汽車與美國在“汽車混合動力技術、轉子發動機技術及飛行汽車技術”等方面有著雄厚的技術實力的梅爾萊普頓集團簽訂了合作意向書，正式介入“油汽混合動力技術”領域。與此同時，新能源汽車作為未來汽車的主要發展方向，國家一向給予支持和鼓勵。如《汽車產業發展政策》、《“十一五”汽車產業發展規劃》等政策和檔案都鼓勵清潔汽車、代用燃料及汽車節油技術的發展。
新標準
黃永和透露，混合動力車整車方面標準分為六個部分，包括混合動力車定型試驗規程、混合動力車動力性能試驗方法、混合動力車安全要求、輕型混合動力車污染物、輕型混合動力車能量消耗和混合重型混合動力車。 其中前三項是輕型車和重型車共用標準：即“安全要求”、“動力性能試驗方法”和“定型試驗規程”。此外，涉及混合動力車其他方面的標準還有七項。 更重要的是，所有標準只是推薦性標準，而且不涉及專利技術，除了電池、電機等特定部件和電氣系統的專項技術要求外，其餘的條款都是有關試驗方法標準的。 有專家表示，這是因為混合動力車的發展在國內甚至國際上都是初級發展階段，遠沒有成熟，制定一個標準著實費力。 事實也是如此。以世界公認最成熟的混合動力車豐田Prius為例，雖然它在美國上市後非常搶手，但是上周三，據CNN報導，美國政府宣布，由於發生了一連串的針對發動機的用戶投訴事件，Prius因此將面臨調查。 美國國家高速公路安全管理委員會已經收到了33個投訴，涉及04款和05款Prius。委員會稱將評估用戶所投訴的問題，約75000輛Prius有可能受到影響。 CNN援引美國國家高速公路安全管理委員會的報告說，在全部投訴中，85%的車主報告Prius在時速35到65英里時會發生髮動機突然停轉的現象，且事先沒有任何警告。出現這樣的問題，豐田面臨召回Prius的可能性。不久前，豐田曾宣稱，將準備把用於Prius的發動機用於佳美和花冠。 豐田中國事務所公關部楊紅堅女士告訴記者，豐田正全面協助美國道路交通安全局的調查。 Prius尚且如此，中國起步更晚的混合動力車研究就更難制定強硬性標準。所以，對該標準的制定過程中也非常慎重。科技部從“八五”就開始組織混合動力汽車的研究工作，在“十五”期間則將混合動力汽車列為863重大專項。 有關標準的研究一直是其中的重點內容之一。全國汽車標準化技術委員會電動車輛分技術委員會也在兩年中分三次對標準進行了審查。
公平之慮
豐田在混合動力汽車研究方面居於世界絕對領先地位。2004年，豐田Prius在釣魚台國賓館高調登場。當時豐田宣布，一汽豐田將成為這款據稱是代表最先進混合動力技術的小車唯一的一家海外生產廠家。 豐田選擇在中國生產Prius，業界普遍猜測認為，已經占儘先機的豐田，力圖通過標準的推行，在中國獨霸混合動力轎車的天下，是提前在中國控制標準話語權的舉動。 3月9日，長安集團總裁尹家緒告訴記者：“豐田極力推動自己的混合動力車標準，是想用他的標準代表中國的標準，但如果按照豐田的標準就要走豐田的路線。” 對於業界的顧慮，黃永和告訴記者，“該標準保證了公允，不會偏袒哪個企業。並不存在此前業內擔心的所謂中國標準就是豐田標準的問題。” 對於沒有參加混合動力標準研究的國內主要企業，汽車技術研究中心都向他們傳送了有關的會議通知和資料。 而在此之前，標準草案還參考了國際標準(ISO)、聯合國歐洲經濟委員會法規(ECE)、歐洲標準(正N)、美國汽車工程師學會(5AE)、日本電動車協會(IEVS)等國際性、地區性和各國行業性組織的標準或規範。 “雖然這些標準本身也不完善，有些也只是草案，但事實上，對中國標準的制定起到了很大的啟發。”一位知情人士透露，在國際合作與技術交流方面，涉及日、美、歐多家企業和機構，而不僅僅是一兩家公司。 但是，這樣的安排並不能讓所有人感到平衡。“可以肯定的是，並不是所有企業都積極參與了此事。”該知情人士告訴記者。所以，對哪家有利，哪家吃虧都是不可知的。 該人士分析，由於不涉及專利，該標準保持中立並不難。而正因為不涉及專利，該標準也就不痛不癢，缺乏實際上的標準應該具備的強制性。“標準顯得太中庸了，儘量做到誰都不得罪。因此此後的修訂和修改是可以預見的。” 事實上，通用已承認自己的混合動力車大部分專利技術都買自豐田。因此發展混合動力技術，由於豐田目前是全球領先，必然具有更多的話語權。
