新政驱动插电式混合动力汽车开拓未来

2014-06-24罗礼培黄春春王涛刘聚良林松桂

汽车工程师 2014年12期

罗礼培黄春春王涛刘聚良林松桂

（东风汽车公司）

插电式混合动力汽车（PHEV）是一种新型的混合动力电动汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力驱动原理和驱动单元都与电动车无异，之所以称其为混合动力，是这类车上装备有一台为电池充电的发动机。在日常使用过程中，它又可以当作一台纯电动车来使用，受汽车发展趋势的影响，插电式混合动力车型进入家庭指日可待。

1 插电式混合动力车更契合中国市场更适合私人消费者

目前，在国家和地方陆续出台的各项政策支持下，新能源车正呈现出良好的发展态势。而在市场选择中，插电式混合动力车以其独有的特性，受到了更多私人消费者的青睐和关注。有数据显示，2014年上半年，某型插电式混合动力轿车累计销售近5 500辆，另还有近万辆订单待交付。从消费者的选择中不难看出，在新能源车发展初期，插电式混合动力车比纯电动车更符合我国目前的实际国情。

插电式混合动力汽车、纯电动汽车及燃料电池汽车被称为新能源汽车的“三驾马车”。针对这3种类型，业内专家达成的一个共识是：在这幅新能源蓝图当中，结合目前中国市场的实际情况，相比纯电动车，发展混合动力技术是距离目前最近，也是最可靠的新能源解决方案。业内人士认为，从技术角度来看，插电式混合动力乘用车更贴合中国市场。

从技术角度来看，混合动力车有电动汽车的很多优点，同时绕开了纯电动车的一些发展瓶颈。混合动力车在节约能源、减少排放及降低使用成本上效果显著，在汽油越来越贵的情况下，省钱成为它的一大卖点。当前混合动力汽车技术较为成熟，成本增加相对较少且节能效果明显，它基本不改变驾驶方式，产业化条件要求相对较低，不需要另建基础设施。通过混合动力技术的不断应用，可以掌握电池、电机及电控等关键系统及零部件工程化技术，为纯电动汽车发展奠定基础。

2 国家出台新政大力推广插电式混合动力车

油电混合动力车型虽然节油效果显著，但还要烧油，国家鼓励的重点是纯电动汽车和插电式混合动力汽车。

从2014年以来，政府把插电式混合动力作为重点产品类型予以推广。贴补标准上，以动力电池的容量为标准，无论是同样的混合动力，还是纯电动车，也全部以电池的容量为标准进行认定和补贴。新能源说到底就是电池动力取代石油动力，电池的容量决定了新能源汽车的先进程度。国家对新能源汽车的界定是准确及正确的，应大力推广新能源车，而不是节能车。

市场上的反映也印证了政策的合理性。以某品牌车为例，据上海、深圳及广州等地区现有车主调查数据显示，纯电动汽车行驶里程约占购车后累计行驶里程的90%。在上海购买一辆插电式混合动力车，除了可以享受3万元的地方补贴外，还可以免费获得价值7万多元的专用新能源车牌。同时，区级财政再给购车者1.5万～2万元的补贴。受政策利好，截至2014年6月底，在上海销量已超2 000辆，目前处于严重供不应求的状况。上海已然成为新能源汽车个人市场推广的排头兵，被誉为“中国新能源车个人消费之都”。

国家新能源政策指向明确，就是要通过不断推出的各项强力扶持政策，加速我国新能源汽车发展。连续的扶持政策也助推新能源车驶入发展快车道，且这种趋势近年表现将更加明显，预示着新能源汽车的黄金时代即将到来。

3 插电式混合动力汽车的性能凸显

插电式混合动力系统主要可分为并联式、串联式和混联式3种结构，其结构主要特点与传统混合动力汽车类似。但是插电式混合动力车用发动机功率比混合动力车的小，电机和电池功率比混合动力车的大，电池可通过电力网进行充电。1）并联式插电混合动力汽车的发动机和电动机是两个相对独立的系统，即可实现纯电动行驶，又可实现内燃机驱动行驶，在功率需求较大时还可以实现全混合动力行驶，在停车状态下可进行外接充电。这种并联式结构一般采用的控制方式包括：开关门限控制、模糊逻辑控制等。2）串联式插电混合动力汽车通常称为增程式电动车，其特点是发动机带动发电机发电，发出的电能通过电动机控制器直接输送给电动机，由电动机驱动汽车行驶。其动力电池可进行外接充电，在允许的条件下可通过切断发动机的动力实现纯电动行驶。在要求迅速加速和爬坡时，以混合动力模式工作；当电池组不起作用或不能使用时，发动机可单独驱动电动机带动汽车运行；在停车状态下可对动力电池进行充电。

普通混合动力车的电池容量很小，仅在起停、加减速的时候供应/回收能量，不能外部充电，不能用纯电模式较长距离行驶。插电式混合动力车的电池相对比较大，可以外部充电，可以用纯电模式行驶，电池电量耗尽后再以混合动力模式（以内燃机为主）行驶，并适时向电池充电，其充电电池可以使用外部电源充电，而电池容量比电动车小，但大多大于普通油电混合动力车。

插电式混合动力车的特征是行驶动力主要来自于电池，发动机只是作为后备动力来源，在电池电量耗尽时才启用。也就是说插电式混合动力车主要适合城市道路，作为上班下班用的通勤车。

2009年11月，第1辆插电式混合动力车在美国出售，抢占先机的是高科技环保汽车制造商菲斯科（Fisker）汽车公司的Karma。菲斯科公司曾于2009年1月展示了Karma概念车，在获得了8 700万美元的资助后，Karma投入生产。接着，通用、克莱斯勒和丰田等公司的插电式混合动力车，也在接下来的几年内“破茧而出”。

Karma是一款插座充电式的混合动力车，可载员4人。车辆每次充满电可以行驶80 km。Karma的心脏部分由Quantum科技有限公司提供技术支持。这颗“心脏”采用的是一款小型的汽油发动机，结合锂离子电池进行驱动。车身还可以回收刹车时产生的能量消耗，太阳能车顶可为电池充电，同时还可保持车内温度舒适。

4 插电式混合动力车畅销市场

欧洲汽车企业目前正在加速开发插电式混合动力车，力争应对CO2排放规制及提高品牌形象。以前大多数企业采取的战略是,将燃料电池车定位为终极环保车，在城市充分利用纯电动汽车。但是锂离子电池的成本并没有按照设想的发展蓝图顺利下降，并且，蓄电池供给体制也面临需要解决的问题。在欧洲，高速公路日益充实，柴油车加油1次可行驶约1 000 km，而纯电动汽车难以满足人们已经习惯的这种驾驶感。因此，插电式混合动力车开始受到关注。

插电式混合动力是符合我国国情和消费者需求的切实可行的技术路线，也符合全球汽车行业发展规律。沃尔沃发布了S60L插电式混合动力车，厂家通过多年的探索，发现插电式混合动力车是目前市场上最实际、最贴合市场需求的车型。该车将由沃尔沃汽车成都工厂生产，计划于2015年上半年在华上市。

插电式混合动力汽车将是最畅销的新能源汽车。因为插电式混合动力汽车急加速时电动机和发动机同时工作，所以动力性好。如某车型0～100 km加速时间仅5.9 s。考虑到国内充电设施建设滞后，该车型在不充电的情况下，节油率也超过40%。这是因为它的电机功率大，可达120 kW，在纯电动行驶时，动力性相当于2 L的汽油车。与混合动力汽车比较，插电式混合动力车的电机大，刹车时回收的能量多，发动机工作时给电池充电的功率大，在纯电动工作状态时行驶里程长，因此插电式混合动力车在堵车时比混合动力汽车省油。另外，充电条件时，插电式混合动力车的节油率更高，特别是上下班每天行驶50 km以下时，只要晚上充满电，就可以不消耗汽油。只在双休日或假期，需要长途行驶时才用汽油，加满汽油后混合动力续航里程达800多km，所以插电式混合动力车在节能和动力性上均比混合动力汽车占优势，在有充电条件时更节油。

插电式混合动力版丰田Prius将于2015年3月上市，该车采用全新的锂离子电池技术，在电能获得提升的同时电池体积进一步缩小。车上所搭载的插电式充电模块能够帮助这款Prius在充电站非常顺利的完成高效充电过程，在110 V或220 V的电流下分别只需180min或90min便能完成充电，同时续航能力也大幅提升，纯电动模式下的插电式混合动力版Prius在100 km/h速度下的续航能力为21 km，在电池组电力耗尽的情况下自动转换为混合动力模式运行。在燃油经济性和环保方面，Prius更是表现突出，在混合动力模式下的平均油耗为2.22 L/100 km，平均CO2的排放为49 g/km。该数据似乎可以直接面对排放要求比较严格的欧Ⅵ标准，同时已经达到美国国家环保署预计在2025年推出的CA Fé的油耗标准。

5 插电式混合动力客车处于国内领先水平

新能源客车是新能源汽车中最易实现商业化应用的。由于城市公交行驶路线相对固定，易实现商业化应用。同时，由于政府对新能源公交车的大力支持，财政补贴相当丰厚，因此新能源客车发展前景乐观。国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见的出台，成为2014年以来，国家在政策上对新能源汽车产业的又一重大支持，其中新能源客车这一细分领域更被各界报以一致期待。

混合动力应该是中国当前的有效选择。我国插电式混合动力客车技术基本成熟，主流品牌车型的节油率稳定在40%左右。以某公司客车为例，采用睿控系统的插电式混合动力客车比传统能源车节省燃料50%以上。我国插电式混合动力客车的节能率，在全世界是最高水平。

在插电式混合动力客车产品方面，某公司已经建立了插电式混合动力客车动力系统平台，形成10～18m系列化产品，并拥有相应的产品公告和补贴目录，具有节能环保、安全可靠、成本合理及操作舒适等优势，可以满足客户不同需求，且在市场上的同类产品中具有较强的竞争力，可大规模推广。其顾问式营销和售后服务保障等配套体系，为插电式混合动力客车的推广应用提供了优质的服务。