混合動(dòng)力汽車的發(fā)展與現(xiàn)狀

郭嘉誠(chéng)

摘要：雖然新能源汽車發(fā)展迅速，但在續(xù)航里程、充能設(shè)施都諸多方面還不盡人意。要想快速推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展，混合動(dòng)力汽車是一個(gè)有效的突破口。本文將從發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)形式、發(fā)展現(xiàn)狀等方面對(duì)混合動(dòng)力汽車展開(kāi)系統(tǒng)介紹。

Abstract： Although the development of new energy vehicles is rapid， they are still unsatisfactory in many aspects， such as mileage and energy charging facilities. In order to quickly promote the development of new energy vehicles， hybrid electric vehicles are an effective breakthrough. This paper will systematically introduce the hybrid electric vehicle from the aspects of its development history， structure form and development status.

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車;串聯(lián)式;并聯(lián)式

Key words： ?Hybrid electric vehicles， Series Hybrid， Parallel Hybrid

隨著對(duì)排放和燃油經(jīng)濟(jì)性、全球變暖和能源資源的限制越來(lái)越嚴(yán)格，新能源汽車越來(lái)越受到汽車廠商及消費(fèi)者關(guān)注。傳統(tǒng)燃油動(dòng)力汽車經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和技術(shù)積累，在各個(gè)方面都比較成熟，雖然新能源汽車發(fā)展迅速，但在續(xù)航里程、充能設(shè)施都諸多方面還不盡人意。要想快速推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展，混合動(dòng)力汽車是一個(gè)有效的突破口。本文將從發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)形式、發(fā)展現(xiàn)狀等方面對(duì)混合動(dòng)力汽車展開(kāi)系統(tǒng)介紹。

一、混合動(dòng)力汽車的歷史

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車與汽車概念一樣歷史悠久，然而其原始目的并非降低燃油的消耗量，而是對(duì)內(nèi)燃機(jī)汽車加以輔助。最早的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車Pieper于1899 年出現(xiàn)。

在第一次世界大戰(zhàn)后，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)步飛速，且電動(dòng)機(jī)的附加成本以及與酸性蓄電池組相伴隨的環(huán)境危害，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車從市場(chǎng)逐漸中消失。

在20 世紀(jì)90 年代，隨著純電動(dòng)汽車發(fā)展陷入瓶頸，世界各國(guó)開(kāi)始發(fā)力混動(dòng)汽車。其中最有影響的成果來(lái)自日本。豐田公司在推出了Prius混合動(dòng)力電動(dòng)轎車，本田公司也推出了Insight和Civic 混合動(dòng)力電動(dòng)轎車，并得到量產(chǎn)，是當(dāng)代首批商品化的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。

二、混合動(dòng)力汽車電驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式

混動(dòng)汽車現(xiàn)分類情況如下：

2.1串聯(lián)式系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系的構(gòu)造的關(guān)鍵是功率轉(zhuǎn)換器。該功率變換器起電功率耦合器的作用。燃油箱、內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)組成基本能源，而蓄電池組則起能量緩沖器的作用。

在串聯(lián)系統(tǒng)中有六種不同工作模式：電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式;發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式;組合驅(qū)動(dòng)模式;功率分流模式;充電模式;再生制動(dòng)模式。

2.2并聯(lián)式系統(tǒng)

和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛一樣，并聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)系由發(fā)動(dòng)機(jī)直接向驅(qū)動(dòng)輪供給動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)予以輔助，兩者共同配合提供動(dòng)力。

并聯(lián)混合動(dòng)力汽車許多優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)，通過(guò)再生制動(dòng)吸收能量來(lái)給電池充電;與串聯(lián)式相比，只需要兩個(gè)推進(jìn)裝置;可以使用更小的內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)來(lái)獲得相同的性能。但是其發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間存在著機(jī)械連接，轉(zhuǎn)速與車速無(wú)法解耦，燃油消耗率高，且結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜

2.3混聯(lián)式系統(tǒng)

串并聯(lián)混動(dòng)汽車同時(shí)包含串并聯(lián)混動(dòng)汽車的特性，但與串聯(lián)式相比，增加了一個(gè)機(jī)械連桿，與并聯(lián)式相比，增加了一個(gè)發(fā)電機(jī)。串并聯(lián)混合動(dòng)力汽車兼有串并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，成本較高。然而，隨著控制和制造技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代混合動(dòng)力汽車更傾向于采用該系統(tǒng)。

2.4復(fù)雜混動(dòng)系統(tǒng)

顧名思義，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能歸入以上三種。該系統(tǒng)類似于串并聯(lián)系統(tǒng)，但關(guān)鍵的區(qū)別在于復(fù)雜混動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的功率流是雙向的，串并聯(lián)混動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的功率流是單向的。這種雙向功率流允許多種操作模式，特別是三動(dòng)力（內(nèi)燃機(jī)和兩臺(tái)電機(jī)）的操作模式，是串并聯(lián)混合動(dòng)力無(wú)法提供的。與混聯(lián)式汽車類似，復(fù)雜混合動(dòng)力汽車具有較高的復(fù)雜性和成本。

三、我國(guó)混動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國(guó)主要的研發(fā)投入方向是純電動(dòng)汽車，但是目前充電基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，電池續(xù)航及安全性難以保障，大部分消費(fèi)者在未來(lái)多年里還是很難接受純電汽車，因此混動(dòng)和純電并行目前來(lái)看是比較科學(xué)的技術(shù)路線。雖然混動(dòng)的技術(shù)壁壘確實(shí)存在，但國(guó)內(nèi)企業(yè)在慢慢攻克。長(zhǎng)城的DHT技術(shù)蘊(yùn)藏眾多黑科技，比亞迪的DM-i超級(jí)混動(dòng)在節(jié)能方面不遜豐田本田。此外，吉利和沃爾沃也將重點(diǎn)研發(fā)混動(dòng)系統(tǒng)。相信不久之后我國(guó)能成為新能源汽車領(lǐng)域的標(biāo)桿，為世界環(huán)境保護(hù)方面做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]魏富德，王歡歡.混合動(dòng)力汽車機(jī)電電子的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（10）：182-183.

[2]于永初.電動(dòng)化、混動(dòng)化是未來(lái)汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車工藝師，2017（05）：18-21.