胡宗梅
（广东机电职业技术学院 广东广州 ）
510515
混合动力车（英文全称是Hybrid Electrical Vehicle HEV
，简称为）是指至少拥有两个能量变换器和两个能量储存系统的车辆。狭义上的混合动力汽车是指同时装备两种动力来源：热动力源（汽油机或者柴油机）与电动力源（电池与电动机）的汽车，也可以理解为把电机和发动机装到同一辆车上，通过控制系统控制两者的协调工作，以最终达到最小燃油消耗、能量最优分配与排放最优的新型汽车。为了推动新能源汽车的发展，改善我们的环境，发展混合动力汽车是不可或缺的。
一、混合动力汽车的基本结构
（一）混合动力汽车的组成
混合动力汽车与普通汽车基本结构也由四大部分组成：发动机、底盘、车身和电器与电子设备。普通汽车的动力一般由发动机和传动系统组合而成，而混合动力汽车的动力构成一般由驱动系统、控制系统、辅助动力系统和电池组等构成，如图所示。
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（二）混合动力汽车的分类及特点
目前，主要有两种方法对混合动力汽车进行分类，一种是按混合度分类，一种是按动力系统的布置形式分类。
1.按混合度进行分类
所谓的混合度就是指电动机输出功率占整个系统输出功率的比重，混合动力汽车可以分为微混合、轻混合、中混合和完全混合四种。通常情况下，混合度越高，相对来说电动机提供的功率越多，油耗越低，排放性越好。如本田旗下的混合动力汽车，
Insight Accord Civic
和是按混合度来划分，属于中混合动力汽车，这三款车型采用的是高压电机，在汽车处于加速或者大负
荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好地提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30%左右，目前技术已经成熟，应用广泛。
2.按动力布置的形式进行分类
根据动力系统的组合形式的不同，可分为串联式、并联式和混联式三种混合动力汽车，如图所
2示。
通过对混合动力汽车的结构分析，对比不同类型混合动力汽车的优缺点，见表所示。
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二、混合动力汽车的优越性
（一）混合动力汽车对比内燃机汽车的优越性
混动力汽车相比内燃机汽车而言，结构上多了一套电池—电动机动力系统，两套动力系统相互协作，其中交流发电机、驱动电机、电池组、整流器以及控制器等是混合动力汽车相比普通内燃机汽车要多加设的部件。
相对于传统内燃机汽车，混合动力汽车具有以下优越性：.采取发动机和电动机两套动力驱动系统，1
因此既能发挥发动机工作时间长，动力性能好的特点，又可以发挥电动机无污染、噪音小的优点。.在
2
运行中，能够向蓄电池补充电能，实现对多余的能量的回收利用，可以大大提高其燃料利用率。混合动力系统能节省.%－.%的燃料，发动机效率提高341469
405025
%－%，制动能量回收技术能再回收大约%－
Market Economy & Price DOI:10.13814/jki.scjjyjg.2016.11.004
3035060%的能量。.降低排放，可降低%－%的排放。混合动力汽车排放量为吨左右，传统燃料汽车CO 226的排放量为吨左右；氮氧化合物排放为CO 234NOX 80kg NOX 左右，而传统燃料汽车的氮氧化合物大概为260kg 4左右。.对于政府来说，混合动力汽车可利用现有的加油站加油，不必再投资建设。
（二）混合动力汽车对比纯电动汽车的优越性纯电动汽车( ，简称Battery Electric Vehicle BEV ），它是完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉
电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。纯电动汽车以电动机代替燃油发动机，噪音低、无污染；发动机、油料及传动系统少占的空间和重量可用以补偿电池的需求；且因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，降低了成本，也可补偿电池的部分价格。
对比于纯电动汽车，混合动力汽车具备以下优越性：电池容量大为减少，降低了整车质量，有利于提高汽车动力性；采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程短的限制，长途行驶能力可与传统汽车相媲美；大大提高了燃油经济性，还可以以纯电动方式工作，成为零排放汽车；空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了汽车的乘坐舒适性；辅助动力可向储能装置提供能量，保证混合动力电动汽车无需停车充电，不需要进行专用充电设施的建设；电池组在使用过程中是浅充浅放，可以
延长电池的使用寿命。
三、混合动力汽车的发展现状
我国混合动力汽车的发展与国家实施的新能源汽车战略息息相关。“八五”期间，我国开始实施国家电动汽车关键技术攻关。“九五”期间，进行电动汽车示范性运营。“十五”期间，我国重点研究纯电动汽车、混合动力汽车、氢燃料电池汽车等三种新能源整车技术和电池、电机、电控三种关键零部件技术，
自此形成了“三纵三横”的新能源汽车产业发展布
图 混合动力汽车基本构造
11－动力电子设备 2－电动机 3－高压电缆 4
－电池
图 混合动力汽车的分类2 Market Economy & Price
局，“三纵”是指混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车；“三横”是指多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统。经过一系列的技术专项攻关，颁布混合动力汽车国家标准项，
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混合动力汽车试验方法、试验规程报告项，动力电
2池标准报批稿项。年，国务院出台《汽车产业
32009
调整和振兴规划》，提出实施新能源汽车战略；随后，科学技术部和财政部共同启动了“十城千辆”计划，决定在年内，每年发展个城市来推广新能源310
汽车的示范运营。年，国务院公布《关于加快培
2010
混合动力系统形式 优点
缺点
①发动机与驱动轮之间通过电气连接，无机械
连接，因此发动机可以工作在其速度－转矩图的任何点上。通过车辆的驱动功率需求，可以控制发动机总是工作在最低油耗区，使汽车具有良好的排放特性；
②由于电动机具有近乎理想的转矩－转速特性，它不需要多档的传动设置，所以它的结构得到简化。此外如果在两个驱动轮上各装一个轮毂电机，可以省掉差速器，实现两个车轮间的解耦，从而提高车辆的机动性;
③由于发动机和驱动轮之间实现了完全的机械解藕，与其他的布置方式相比，动力总成的控制策略简单。 ①发动机产生的能量要经
两次能量转换才能到达驱
动轮，能量损失多，效率低；
②发电机的使用增大了车
辆质量和成本；
③电动机是驱动车辆的动
力源，为满足车辆的加速和
爬坡性能要求，其尺寸较大，在中小型汽车上布置较
困难。
①发动机产生的动力可直接用来驱动车辆，由于无能量的转化，能量利用效率较高，比串联混合动力汽车的燃油经济性好；
②一个电机既可充当发动机，也可充当发电机使用，因此往往可采取较小功率的电机，降低成本；
③发动机和电机可以协调工作，也可以单独工作，动力性较好。 ①发动机和驱动轮之间还是机械连接，因此发动机的工作点不可能总处于最佳区域，发动机效率得不到充分发挥；
②需要搭载变速器，且适合搭载自动变速器；
③混合度较低，不便于向插电式混合动力过渡。
①发动机功率较小，发动机调整处于串联和并联之间；
②可以实现发动机驱动模式、电动机驱动模式、发动机电动机混合驱动模式、电动机混合驱动模式；
③发动机传动系统的传动效率较高。
结构很复杂，整车质量增加。
表 不同类型混动力系统的主要优缺点1
Market Economy & Price
育和发展战略性新兴产业的决定》(国发〔〕201032号，以下简称《决定》)，明确将新能源汽车列入战略性新兴产业范围。年，《中华人民共和国国2011民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中，把新能源汽车列为战略性新兴产业之一，提出要重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术，开展插电式混合动力汽车、纯电动汽车研发及大规模商业化示范工程，推进产业化应用。年，2012《节能与新能源汽车产业发展规划(－》，20112020)坚持以纯电动作为中国汽车工业转型的主要战略取向，重点发展纯电动汽车、插电式混合动力汽车，同时注重传统汽车技术水平的提升。自此，我国完成了构建了新能源汽车产业发展的政策体系。
从年起，中央决定投入亿元用于扶持新20111000能源汽车产业。其中，亿元为节能与新能源汽车500产业发展专项资金，重点支持关键技术研发和产业化，促进公共平台等联合开发机制；亿元用于支300持新能源汽车示范推广；亿元用于推广混合动力200汽车为重点的节能汽车。为配合国家发展新能源汽车产业战略，上汽、东风、广汽、北汽、华晨、奇瑞、江淮等整车企业共同签署了《电动汽车发展共同行动纲要》，制定了“积极引领、联合行动、突出重点、创新发展”的行业电动车发展战略。对于购买混合动力汽车的消费者予以.万元以上的购买补贴，对购12买纯电动汽车的消费者予以最高万元的购买补贴。12在税收方面，－年，购买纯电动汽车、插电20112020式混合动力汽车将免征车辆购置税。－年，20112015中、重度混合动力汽车减半或微收车辆购置税、消费税和车船税。
（一）混合动力汽车的经济现状
混合动力汽车最大的不足就是高速行驶时对燃油的依赖较大，需要大量的石油燃料提供动力，环保性能受到制约，这也违背了发展新能源汽车的初衷，因此不可能成为未来汽车行业的技术范式。另外一个就是成本问题，一般都是比同级内燃机汽车的购买成本要高，如表所示。
2（二）混合动力汽车的技术发展现状
通过表对各个技术轨道的横向比较，可以发3现：.在燃料来源方面，传统内燃机汽车、混合动力1汽车、天然气燃料汽车这三种技术轨道尚未摆脱对化石燃料的依赖，而生物燃料汽车也无法保证充足的燃料供应，都不具备可持续性。.在环保性能方面，汽2车产业之所以需要转型升级，是由于传统内燃机汽车能量来源不具有可持续性，并且环境污染严重。因此新能源汽车必须具备燃料/能量供应可持续、环境友好这两个基本要素。横向比较纯电动汽车和氢燃料电池汽车尾气都是零排放，虽然目前其能量来源，电力供应还有大量的污染性，但是随着电力供应多样化的及环境友好性，其污染性也降低。.在技术性能方3面，以传统内燃机汽车技术性能指标为参考，混合动力汽车已经不存在技术性能瓶颈，技术性能完全可以超过传统内燃机汽车，而纯电动汽车的续航里程及最高速有待提高。.传统在技术进程方面，传统内燃机4汽车、混合动力汽车、天然气燃料汽车、生物燃料汽车技术都已经相对成熟，而纯电动汽车和氢燃料电池汽车在动力电池方面尚有技术瓶颈，其基础配套设施贫乏，严重限制了其进一步发展。
四、混合动力汽车的发展前景
汽车行业当前发展的最高战略目标是低碳发展，对于在大气中的浓度，（政府间气候变化专
CO 2IPCC 车型 售价(万元)
补贴(万元) 高出同级内燃机汽车差价（万元）
比亚迪F3DM 16.98 4.8 8 一汽丰田PRIUS 25.98 4.2 11 一汽轿车奔腾B70HEV 25 4.2 10 东风本田思域 23.8 3.2 8 上海通用别克君越
26.99
0.4
2
表 混合动力汽车的经济成本对比
2 Market Economy & Price
门委员会）设定的目标是个，中国在巴黎峰会550PPM 上已非常积极地促成了巴黎峰会协议的达成。年2050我国将减排/，完成这个目标是非常艰巨的任务。23在三种常规燃料中，石油、氢、电作为动力源
适用于
三种范围。在行驶里程相对较短的范围，电动占优势；中等距离则是混合动力、插电式混合动力相对占优势；在大型车、长距离行驶中，能量消耗特别大，可能燃料电池、氢燃料电池会占优势，这部分此前以
项
目 技术 原理
发展历程
燃料来源 技术 周期
技术进程 技术 优势 技术 瓶颈 环保性【注】 传统内燃机 以化石
能源为
燃料，发动机
为驱动
1886年，世界上第一辆
汽油发动机
驱动的四轮
汽车诞生；
20世纪30
年代，汽车实现量产 石油
技术成熟期
平均最高时速180km /h 左右；平均百公里油耗7L ，平均加油时间1min 技术成熟、安全
可靠、能
量密度
高、动力性强
排放控
制、热效
混合电动车率提高
CO 2排放量34t ，NOx 排放量260kg ，颗粒物PM 排放量17kg
混合
动
力
汽
车
拥有电
动机和
发动机
两个动
力系统
1997年第一
款量产混合
动力汽车PRIUS 推向日本市场；2007年全球累计销售突破100万辆 石油 +电力技术成熟期初期，尚有待完善
平均最高时速180km /h 左右；平均百公里油耗5L ，平均节油率30% 持续工作时间长、动力性好、噪音低
行驶里
程有限、电池成本高、配套基础g
设施不完备
CO 2排放量26t ，NOx 排放量80kg ，颗粒物PM 排放量22kg
纯
电
动汽
车
以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶 20世纪70
年代能源危机推动纯电动汽车的研制；2002年能源危机进一步推动其
研究、发展
电力
技术成长期。动力系统尚有技术瓶颈
平均最高时速120km /h 左右；平均续航里程150km ；平均百公里能耗22kw/h ，
无污染、
低噪音、能源效率高、结构简单
续驶里程、充电站建设 CO 2排放量28t ，NOx 排放量110kg ，颗粒物PM 排放量19kg
表 混合动力汽车的技术发展对比
3 图 中国年新能源车产量与份额
4 2010－2014【注】混合动力汽车与纯电动汽车的、及颗粒物的排放量是通过国家发展改革委员会文件《发改能源CO2NOx PM 〔〕号》中“工业企业每消耗的标准煤炭，要释放的，的等相关标准进行转换所得。
201129161t 2620kg CO 27.4kg NOx”Market Economy & Price
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