混合动力汽车前景趋势研究

黄文凯

摘要：在石油资源供应的日益缺乏和环境友好可持续发展的要求下，寻找新能源代替传统燃料已成为国际共识。近年来，我国机动车保有量迅猛增长，其尾气排放已成为影响城市大气质量最主要的污染源之一，严重影响和制约城市的可持续发展；因此，新能源汽车研究项目被国家列入了“863”重大科技课题。纯电动汽车虽然具有突出的环保优势，但是其产业发展的研究总体上处于起步阶段，受限于燃料电池等关键技术，其动力差、行驶路程短以及成本高等问题没有得到解决。目前纯电动汽车的局限导致其很难市场化。

关键词：混合动力汽车 关键技术 现状分析 趋势研究 展望

一、我国混合动力汽车发展思路

按照现在世界电动汽车发展趋势，混合动力汽车作为一个过渡产品在未来的30～40年内拥有非常良好的市场前景，随着技术发展，如混联型（SPHEV）等拥有高混合度、高环保节能性能、高工况适应性的车型将占领主要市场。

从目前我国电动汽车的发展状况来看，消费者能够在理念上认可混合动力汽车和纯电动汽车，但是却只有很少数人愿意购买，主要是因为国内混合动力汽车在成本、性能和方便性上的劣势。因此，我国混合动力汽车应该以努力占领市场为突破口。混合动力汽车动力分配、电池技术和能量管理系统非常复杂，由此产生一系列问题，其一是成本过高，性价比低于纯燃油汽车；其二是维修困难，更复杂的汽车系统需要更高素质的维修人才；其三是混合动力汽车充电基础设施的缺乏，使得给电池充电非常麻烦。相对世界上其他汽车技术先进的国家，我国的汽车产业起步较晚，技术相对落后，部分发动机等主要零部件甚至需要从国外进口。因此，想要突破丰田Prius等高性价比成熟的混合动力汽车对市场的垄断，就需要国家政策的大力支持，例如对购买国产混合动力汽车实施补贴制度，广泛添置电动汽车充电站等基础设施等。除了政策上的支持，最主要的是要在关键技术上取得突破创新，因此提出以下3点建议。

（1）首先应大力发展混合动力电池组的研发，比亚迪掌握的电池组技术在性能上已经能基本满足要求，目前应着力于降低电池成本，尽早实现产业化。

（2）继续大力发展应用于城市公交车的混合动力系统。由于国内技术相对落后，小型家用混合动力汽车难以在近期实现产业化。因此将混合动力模式应用于城市公交车，从混合动力客车的研发中积累经验解决问题是一条很好的途径。

（3）着力于动力复合装置的研发。无论是对并联式混合动力（PHEV）还是混联式混合动力（SPHEV），其动力复合装置都是至关重要的。只要拥有自主开发的高效能的动力复合装置，就可以大大削减混合动力汽车的生产成本，极大地促进产业化的进程。未来电动汽车将逐步取代燃油汽车占领汽车市场，在这之前，市场将被各种耗油少、高效能、高环保性的混合动力车型占领。所以尽早占领市场份额至关重要，我国应加速混合动力汽车的研发和产业化速度。

二、混合动力汽车发展趋势纵观

1.混合动力汽车研究的方向和方法

（1）混合动力汽车的研究方向

目前，混合动力汽车研究方向主要有：控制策略研究、再生制动能量回收研究及动力总成参数匹配研究等。

①混合动力汽车控制策略的研究。能量控制策略用于解决由混合动力系统多能量源所引起的工作模式切换问题，以及能量流的优化控制问题，以更好地控制多能量源之间能量流的协调和分配。控制策略是混合动力汽车技术的核心，是能量管理系统的核心，是实现混合动力汽车低油耗和低排放等目标的关键所在。②混合动力汽车再生制动能量的研究。再生制动是指汽车在减速或制动时，通过与驱动轮（轴）相连的能量转换装置，把汽车的一部分动能转化为其他形式的能量储存起来，在减速或制动的同时达到回收制动能量的目的，然后在汽车起步或加速时又释放储存的能量，以增加驱动轮（轴）上的驱动力或增加混合动力汽车及电动汽车的续始里程。

（2）纵观国外混合动力轿车技术的发展现状，总的来说呈现以下发展趋势：

A.目前，大部分混合动力轿车项目样车开发和试制已经结束，其实用化面临的重大障碍还是成本相对较高。因此，尽可能采用成熟技术、降低整车成本，成为混合动力轿车技术发展的一大趋势。B.由于混合动力轿车技术自身的特点，混合动力轿车专用零部件的开发和批量生产也将成为混合动力轿车技术发展的另一大趋势。C.研究开发应用于混合动力轿车的先进技术，如燃料电池技术、轻质车身技术、柴油发动机技术以及先进的热机、电机驱动系统，也是各国汽车生产商全力解决的重要技术问题。D.混合动力汽车具有很高的市场可行性，但要想快速实现其产业化和商业化，还需要政府创造良好的研究、开发、生产及推广环境。

2.对混合动力汽车未来的展望

环保和节能车将成未来混合动力汽车市场的主流。一方面，04年以来，世界原油价格不断攀升，消费者对低燃费车需求明显增加，汽车需求结构发生显著变化。另一方面，世界主要汽车市场更加强化汽车燃气排放标准。07年2月，欧委会强化CO2排放限制，2012年欧盟范围内销售的所有新车平均排放量必须低于每公里130克，目前排放量1500CC的汽车尚未满足上述标准。追求环保是目前混合动力车努力的方向。目前有多种技术手段降低油耗随着技术的发展，相信未来的混合动力汽车将会更突出这一特点。

作为从混合动力汽车到纯电动汽车的一种过渡技术方案，插电式混合动力电动汽车（Pulgin Hybrid Electric Vehicle，PHEV）已成为当前新的研发和推广热点之一。PH EV兼顾了常规混合动力汽车和纯电动汽车的优点，由于能大量减少温室气体排放、减少燃油消耗、充电便捷，插电式混合动力汽车技术是现阶段可行的一种清洁节能、使用方便的车辆。

目前，国内外已经有部分PHEV产品的出现。国外典型的PHEV有：雪佛兰Volt电动汽车；插电式普锐斯电动汽车；欧宝Ampera插电式电动汽车。我国典型的PHEV有：深圳五洲龙可充电式混合动力电动汽车；比亚迪F3DM Pulg-in混合动力电动汽车等。随着技术的不断发展，PHEV必将成为混合动力汽车发展延续的主流，最终过渡到纯电动汽车。