混合動力汽車前景趨勢研究

黃文凱

摘要：在石油資源供應的日益缺乏和環境友好可持續發展的要求下，尋找新能源代替傳統燃料已成為國際共識。近年來，我國機動車保有量迅猛增長，其尾氣排放已成為影響城市大氣質量最主要的污染源之一，嚴重影響和制約城市的可持續發展；因此，新能源汽車研究項目被國家列入了“863”重大科技課題。純電動汽車雖然具有突出的環保優勢，但是其產業發展的研究總體上處于起步階段，受限于燃料電池等關鍵技術，其動力差、行駛路程短以及成本高等問題沒有得到解決。目前純電動汽車的局限導致其很難市場化。

關鍵詞：混合動力汽車 關鍵技術 現狀分析 趨勢研究 展望

一、我國混合動力汽車發展思路

按照現在世界電動汽車發展趨勢，混合動力汽車作為一個過渡產品在未來的30～40年內擁有非常良好的市場前景，隨著技術發展，如混聯型（SPHEV）等擁有高混合度、高環保節能性能、高工況適應性的車型將占領主要市場。

從目前我國電動汽車的發展狀況來看，消費者能夠在理念上認可混合動力汽車和純電動汽車，但是卻只有很少數人愿意購買，主要是因為國內混合動力汽車在成本、性能和方便性上的劣勢。因此，我國混合動力汽車應該以努力占領市場為突破口。混合動力汽車動力分配、電池技術和能量管理系統非常復雜，由此產生一系列問題，其一是成本過高，性價比低于純燃油汽車；其二是維修困難，更復雜的汽車系統需要更高素質的維修人才；其三是混合動力汽車充電基礎設施的缺乏，使得給電池充電非常麻煩。相對世界上其他汽車技術先進的國家，我國的汽車產業起步較晚，技術相對落后，部分發動機等主要零部件甚至需要從國外進口。因此，想要突破豐田Prius等高性價比成熟的混合動力汽車對市場的壟斷，就需要國家政策的大力支持，例如對購買國產混合動力汽車實施補貼制度，廣泛添置電動汽車充電站等基礎設施等。除了政策上的支持，最主要的是要在關鍵技術上取得突破創新，因此提出以下3點建議。

（1）首先應大力發展混合動力電池組的研發，比亞迪掌握的電池組技術在性能上已經能基本滿足要求，目前應著力于降低電池成本，盡早實現產業化。

（2）繼續大力發展應用于城市公交車的混合動力系統。由于國內技術相對落后，小型家用混合動力汽車難以在近期實現產業化。因此將混合動力模式應用于城市公交車，從混合動力客車的研發中積累經驗解決問題是一條很好的途徑。

（3）著力于動力復合裝置的研發。無論是對并聯式混合動力（PHEV）還是混聯式混合動力（SPHEV），其動力復合裝置都是至關重要的。只要擁有自主開發的高效能的動力復合裝置，就可以大大削減混合動力汽車的生產成本，極大地促進產業化的進程。未來電動汽車將逐步取代燃油汽車占領汽車市場，在這之前，市場將被各種耗油少、高效能、高環保性的混合動力車型占領。所以盡早占領市場份額至關重要，我國應加速混合動力汽車的研發和產業化速度。

二、混合動力汽車發展趨勢縱觀

1.混合動力汽車研究的方向和方法

（1）混合動力汽車的研究方向

目前，混合動力汽車研究方向主要有：控制策略研究、再生制動能量回收研究及動力總成參數匹配研究等。

①混合動力汽車控制策略的研究。能量控制策略用于解決由混合動力系統多能量源所引起的工作模式切換問題，以及能量流的優化控制問題，以更好地控制多能量源之間能量流的協調和分配。控制策略是混合動力汽車技術的核心，是能量管理系統的核心，是實現混合動力汽車低油耗和低排放等目標的關鍵所在。②混合動力汽車再生制動能量的研究。再生制動是指汽車在減速或制動時，通過與驅動輪（軸）相連的能量轉換裝置，把汽車的一部分動能轉化為其他形式的能量儲存起來，在減速或制動的同時達到回收制動能量的目的，然后在汽車起步或加速時又釋放儲存的能量，以增加驅動輪（軸）上的驅動力或增加混合動力汽車及電動汽車的續始里程。

（2）縱觀國外混合動力轎車技術的發展現狀，總的來說呈現以下發展趨勢：

A.目前，大部分混合動力轎車項目樣車開發和試制已經結束，其實用化面臨的重大障礙還是成本相對較高。因此，盡可能采用成熟技術、降低整車成本，成為混合動力轎車技術發展的一大趨勢。B.由于混合動力轎車技術自身的特點，混合動力轎車專用零部件的開發和批量生產也將成為混合動力轎車技術發展的另一大趨勢。C.研究開發應用于混合動力轎車的先進技術，如燃料電池技術、輕質車身技術、柴油發動機技術以及先進的熱機、電機驅動系統，也是各國汽車生產商全力解決的重要技術問題。D.混合動力汽車具有很高的市場可行性，但要想快速實現其產業化和商業化，還需要政府創造良好的研究、開發、生產及推廣環境。

2.對混合動力汽車未來的展望

環保和節能車將成未來混合動力汽車市場的主流。一方面，04年以來，世界原油價格不斷攀升，消費者對低燃費車需求明顯增加，汽車需求結構發生顯著變化。另一方面，世界主要汽車市場更加強化汽車燃氣排放標準。07年2月，歐委會強化CO2排放限制，2012年歐盟范圍內銷售的所有新車平均排放量必須低于每公里130克，目前排放量1500CC的汽車尚未滿足上述標準。追求環保是目前混合動力車努力的方向。目前有多種技術手段降低油耗隨著技術的發展，相信未來的混合動力汽車將會更突出這一特點。

作為從混合動力汽車到純電動汽車的一種過渡技術方案，插電式混合動力電動汽車（Pulgin Hybrid Electric Vehicle，PHEV）已成為當前新的研發和推廣熱點之一。PH EV兼顧了常規混合動力汽車和純電動汽車的優點，由于能大量減少溫室氣體排放、減少燃油消耗、充電便捷，插電式混合動力汽車技術是現階段可行的一種清潔節能、使用方便的車輛。

目前，國內外已經有部分PHEV產品的出現。國外典型的PHEV有：雪佛蘭Volt電動汽車；插電式普銳斯電動汽車；歐寶Ampera插電式電動汽車。我國典型的PHEV有：深圳五洲龍可充電式混合動力電動汽車；比亞迪F3DM Pulg-in混合動力電動汽車等。隨著技術的不斷發展，PHEV必將成為混合動力汽車發展延續的主流，最終過渡到純電動汽車。