混合动力汽车现状分析

李凯



混合动力汽车现状分析

李凯1,2

（1.太原理工大学，山西 太原 030000；2.运城职业技术学院，山西 运城 044000）

传统汽车带来的环境污染和能源消耗问题越来越严重，新能源汽车成为当下研究的重点。混合动力汽车作为过渡期的重要产品，融合了传统汽车和纯电动车的的优点，被各大汽车厂商重点研发。文章阐述了混合动力汽车发展的必要性及其自身的优势，介绍了国内外混合动力汽车的发展现状。同时，结合我国混合动力汽车市场的特点，提出了参考性的建议，希望对混合动力汽车的研发有所帮助。

混合动力汽车；优点；现状；建议

引言

随着经济的发展，汽车进入千家万户，方便人们出行，提高了人们的生活质量。与此同时，世界各国都受到能源危机和环境污染的挑战，各国政府、汽车企业和科研机构都将研发的重点定位在节能和环保方面，在满足汽车使用性能的前提下，开发出了一系列新型汽车。燃料电池汽车，简称FCV，它是通过氢气、氧气的电化学反应来给汽车提供电能，从而驱动汽车行驶，实现零污染和零排放，但是因为成本、技术和基础设施等方面的问题，距离产业化还有很长的一段时间。纯电动汽车，简称EV，它是通过车载的电池组给电机提供电能，驱动汽车行驶，实现零排放，但因为续航里程和充电设施以及电池回收利用等方面的缺陷，市场化的份额受到很大影响。混合动力汽车，简称HEV，它是利用发动机和电动机两个动力源来驱动汽车行驶，通过控制两者的协调工作，达到能量最优分配、排放最优、燃油消耗最小。混合动力汽车是在现有的汽车产业结构的基础上，对能源体系进行优化，不改变用户的使用习惯，迅速实现了产业化。作为传统汽车和纯电动汽车之间的过渡车型，它综合继承了两者的优点，在保证汽车稳定行驶的同时，达到节能环保的效果，因此，混合动力汽车受到了消费者的热烈追捧，成为汽车厂商研发的重点。

1 混合动力汽车发展的必要性

20世纪90年代以来，能源的消耗和环境污染日益严重，人们在享受汽车文明的同时也对汽车行业的发展提出了更高的要求，高效、节能、环保、新能源等字眼也与汽车的发展紧密联系在了一起，各种纯电动汽车脱颖而出。受限于技术的发展，电池的能量密度与汽油相差较大，续航里程未能满足人们的使用要求，而燃料电池技术里制取氢气的技术也不太成熟，价格成本较高，因此，虽然纯电动汽车和燃料电池汽车是汽车产业的终极目标，但在短时间内两者还不能够完全取代纯燃料汽车。混合动力汽车集电力和热力于一体，两者配合使用，在城市和过度阶段时使用电动机作为动力源，在高速工况时使用发动机作为动力源，因此，在很大程度上降低汽车的燃油消耗量和污染物的排放量。与传统内燃机汽车相比，在节能和排放上更胜一筹，与纯电动汽车相比，电池组数目和容量大大减少，造价成本较低，因此受到广大消费者的喜爱，成为了汽车厂商研发的重点。

在优化能源消耗结构方面，混合动力汽车采用了精湛的机电耦合技术和智能化的整车控制策略，可以实现高能低耗低排，有效地减少了国内对石油资源的依赖。对于插电式混合动力汽车，比如广汽传祺GA3S纯电续航里程60KM，比亚迪唐纯电续航里程80KM，艾瑞泽7e纯电续航里程50KM，荣威e550纯电续航里程60KM。一般商业用电价格来计算，峰期每度电在1元左右，谷期每度电在0.3元左右。插电式混合动力汽车按照前50KM耗电10度，后50KM耗油3L计算，百公里使用成本在24元-31元之间，而对于排量在1.6L的纯燃油车来说，百公里的使用成本在60元左右，因此相比较来讲，混合动力汽车的使用成本大大减少。除此之外，结合电能的来源多元化的特点，各种可再生的能源都可以转化成为电能，增加电力在交通能源领域中的应用，优化交通能源消耗。

2 混合动力汽车的优点

2.1 混合动力汽车对比传统汽车的优点

混合动力汽车是在传统汽车结构的基础上，增加了一套电池-电机动力系统，组成更加复杂。在汽车处于不同行驶状态的时候，发动机和电动机分别工作或是一起工作，可使发动机在最佳效率区域运行，与传统汽车相比，在怠速、低速、加速等工况下，减少了能源的消耗和环境的污染。混合动力汽车在起步时，依靠电动机驱动，相比传统汽车有效降低了起步噪声，同时也能够避免传统汽车怠速不稳起步困难的情况，减少排放。在拥堵的城市工况下，在电池SOC值满足负荷的情况下，混合动力汽车采取纯电动机驱动模式，关闭发动机，实现零污染，减少了发动机运转时的噪声和振动，在NVH的设计方面更加人性化，提升了整车的质感。

在能量控制管理方面，混合动力汽车能够根据系统的设定，给蓄电池进行充电，实现对能量的回收利用，提高燃料的利用率。在减速工况时，通过制动能量回收技术节省能量，进一步降低汽车的能量消耗和排放污染，同时提高了制动系统的可靠性和延长制动器的使用寿命。

混合动力汽车通过对动力系统的优化，在纯电动驱动、发动机驱动、混合驱动三种模式下，发动机的工况始终在最佳点，从而使得汽车尾气的排放大大减少，尤其是氮氧化合物的排放量，可满足日益严格的环保法规要求。

2.2 混合动力汽车对比纯电动汽车的优点

与纯电动汽车相比较来说，混合动力汽车不需要过多的电池组，底盘结构得以优化，减少了整车的重量，有利于提高汽车的动力性。混合动力汽车延续传统内燃机汽车成熟的驱动与控制技术，适合量产并降低制造成本。发动机在工作时可向蓄电池提供能量，无需停车充电，不需要进行专用充电设施的建设，打破了纯电动汽车续航里程的限制，而且混合动力汽车的电池组处于浅充浅放的状态，可以延长电池组的使用寿命。

在汽车舒适性方面，混合动力汽车借助发动机的动力，可带动空调、转向助力、多媒体系统及其他辅助电器，不用消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。

3 混合动力汽车的发展现状

3.1 国外混合动力汽车的发展现状

自1997年，丰田汽车公司推出普锐斯混联式混合动力汽车，它是全球第一款市场化的混合动力汽车，也是最成功的车型，截止2018年，全球销售量已突破300万辆。此外，丰田还开发出了Camry Hybrid，Corolla Hybrid，Levin Hybrid，都获得了不错的市场反响。因混合动力汽车优势明显，继丰田之后，各国加快了混合动力汽车的产品化进程，汽车厂商纷纷推出了相应的产品，通用的Precept，福特的Prodigy，日产的Tino，奔驰的S400 Blue Hybrid，宝马的Active Hybrid，凯迪拉克的Escalade 等，都是具有代表性的车型。本田开发出Insight车型后，还相继研发了Civic Hybrid，Accord Hybrid等车型。在混合动力技术方面，福特汽车公司和丰田汽车公司主要研发双ISG＋行星轮系混合动力系统，通用汽车公司主要研发BSG＋PHEV技术，克莱斯勒主要研发高端的串联式混合动力系统，德国大众主要开发ISG＋PHEV技术，雪铁龙汽车公司主要研发BSG＋ISG＋AMT＋Clutch混合动力系统，宝马主要开发ISG＋AT技术，本田汽车公司主要开发ISG＋CVT技术。总的来说，美国主要以中高端车型的汽油机和电动机混合动力技术开发为主，日本主要以丰田和本田开发的混合动力技术为主，欧洲主要以柴油混合动力车型为主。

3.2 国内混合动力汽车的发展现状

我国对于混合动力汽车的研发始于上世纪90年代，现今也已初具规模。纵观我国混合动力研发历程来看，主要节点有以下几个方面：（1）2001年11月，国家科技部将电动汽车纳入国家“十五”规划。科技部牵头，联合国内高校、科研机构、企业进行混合动力技术的研发攻关，并且确立了符合国情的混合动力汽车发展布局，即“三纵三横”。所谓“三纵”是指混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车。所谓“三横”是指动力控制系统、驱动控制系统、电池及其控制系统。（2）混合动力汽车的发展被列入国家的“863计划”，为其提供了更好的契机和政府支持。经过国家、企业、科研人员的共同努力，在这一阶段，我国在混合动力汽车整车研发和关键部件研发及道路运行测试方面，取得了较好的成果。国内参与研发混合动力汽车的相关单位如图表1所示：

表1 国内混合动力整车相关单位（*为国家863资助）

（3）我国在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得了重大进展，建立了研发技术平台、测试检验平台以及示范应用平台。在北京、上海、天津分别建立起包括混合动力电池、驱动电机、燃料电池发动机在内的检测基地和试验平台。在国内，混合动力汽车和纯电动汽车研发正值热潮，形成了企业、高校和科研院所为主的稳定研发队伍，制定了多项企业行业标准、申请了多项国家专利。（4）国内代表性的混合动力汽车产品下线：长安的杰勋混合动力轿车、奔腾B70混动版、荣威750混动版、奇瑞A3ISG和A5BSG、比亚迪F6双模电动轿车、东风EQ7200HEV。

4 我国混合动力汽车发展思路

我国混合动力汽车起步较晚，就目前来看，国内在混合动力技术方面主要集中在低、中度混合的研发，和国外存在明显的技术差距，再加上国外核心技术的保护，在短时间内国内很难有大的突破。近年来，国内汽车大厂商要么直接采用国外成熟的产品线进行装配，要么根据国内的需求对国外的技术进行改造，从而达到缩短生产周期的目的，但长此以往，我国将成为世界汽车的装配中心，失去自主研发的能力。另外由于大量的零部件需要进口，很难压低成本，不利于国内汽车市场的保护。因此，为了加快我国混合动力汽车的开发，结合现状，本文提出几点建议：

4.1 汽车厂商要合理定位、突出重点产品

汽车制造是一项复杂的工程，需要综合技术和完整的系统。不是每个企业都要做整车，小而全的形式，在传统汽车产业已经得到改观。作为政府，要从技术、法规和政策等各个层面系统地分析我国混合动力汽车要形成产业，还要做些什么工作，深入探讨。作为汽车企业，要充分认识混合动力汽车整车和部件的技术现状，仔细研究技术成熟度，根据自身的优势来发展核心的技术，要重点突出，做到能够控制核心技术。

4.2 汽车厂商要加强自主开发和自主知识产权

在我国汽车自主品牌中，有长城、长安、奇瑞、比亚迪、吉利等致力于研究新能源汽车的企业，也都有自主研发的产品和专利技术，推动着我国汽车产业的发展。与传统汽车企业不同，混合动力汽车产业要吸取之前的教训，不能在不断引进和不断落后中徘徊，在我国提出“汽车双积分制”的同时，自主品牌要抓住这一机遇，多开发自主生产和自主知识产权的产品，振兴我国汽车产业。另外，在汽车企业研发产品，开拓市场的时候，国家应予以政策上的支持和资金补贴，这样可以消除国内汽车厂商因研发新能源汽车而投入高成本的后顾之忧，减缓企业所承担的压力，保证企业的长久发展。

4.3 汽车厂商要降低成本，赢得市场

消费者在购买汽车产品时，考虑最多的就是价格，而这，恰恰是阻碍混合动力汽车发展的重要方面。混合动力汽车除了有常规动力装置外，还要安装动力电池、电机驱动系统等，所以成本较高。而降低混合动力汽车的成本，电池技术将成为关键。外插电式混合动力汽车的开发、电池比功率的提升、节能技术的应用等都可以使得混合动力汽车的成本降低。另外，国家政策方面，应加大补贴力度，正确引导，让消费者了解混合动力汽车的节能优势，带动混合动力汽车产业的繁荣。

5 结语

作为一种过渡车型，虽然目前混合动力汽车还存在有很多问题，但结合全球汽车产业发展现状和环保要求来说，它既没有纯电动车续航里程的困扰，又没有传统汽车的排放污染，是目前汽车产业最好的选择，在近20-30年内有良好的发展前景。混合动力汽车技术是一种可持续、多样化、可再生能源时代的共性技术，我国应抓住这一机遇，汽车厂商集中科研力量攻关，开发自主产品，加快混合动力汽车产业化和商业化的步伐。

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Analysis of the status about Hybrid vehicles

Li Kai1,2

( 1.Taiyuan University of Technology, Shanxi Taiyuan 030000; 2. Yun cheng polytechnic college, Shanxi Yuncheng 044000 )

The environmental pollution and energy consumption caused by traditional automobiles are becoming more and more serious, and new energy vehicles have become the focus of current research. As an important product of the transition period, hybrid vehicles have combined the advantages of traditional cars and pure electric vehicles and have been developed by major auto manufacturers. This paper expounds the necessity of hybrid vehicle development and its advantages, and introduces the development status of hybrid vehicle at home and abroad. At the same time, according to the characteristics of China's hybrid car market, this paper puts forward a reference proposal, hoping to help the development of hybrid car.

Hybrid vehicles; advantage; situation; suggestion

A

1671-7988(2018)18-40-03

U469.7

A

1671-7988(2018)18-40-03

CLC NO.: U469.7

李凯，(1988-)，男，助教，学士，山西运城人，研究方向：汽车售后服务。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.18.015