混合動力汽車與混合動力電動汽車是同個概念嗎？

【專家解說】：　　混合動力汽車 混合動力汽車就是在純電動汽車上加裝一套內(nèi)燃機(jī)，其目的是減少汽車的污染，提高純電動汽車的行駛里程?；旌蟿恿ζ囉写?lián)式和并聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)形式。 ?復(fù)合動力汽車（亦稱混合動力汽車）是指車上裝有兩個以上動力源，包括有電機(jī)驅(qū)動，符合汽車道路交通、安全法規(guī)的汽車，車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前復(fù)合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的汽車。復(fù)合動力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：1、采用復(fù)合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時，由電池來補(bǔ)充；負(fù)荷少時，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。2、因為有了電池， 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動，實現(xiàn)"零"排放。4、有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。6、可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。復(fù)合動力電動汽車有兩種基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱混聯(lián)）式。復(fù)合動力驅(qū)動汽車的缺點(diǎn)是：有兩套動力，再加上兩套動力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)較難，價格較高。由于"新一代汽車伙伴合作"（ P NGV）計劃的推動美國三大汽車公司對各種單元技術(shù)及其不同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用復(fù)合動力是實現(xiàn)中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，混合動力電動汽車已開發(fā)出一些成功的例子。日本豐田汽車公司1997年12月宣布將復(fù)合動力電動轎車 P rius投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機(jī)，最大功率42．6kW／4600r／min，帶永磁無刷發(fā)電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)亦為永磁無刷的額定功率30kW，采用氫鎳電池，實現(xiàn)串并聯(lián)控制方式，百公里油耗為3．4L，比原汽油車減少了一半， C O2排量也相應(yīng)減少了一半， C O、 HC、NOX僅為現(xiàn)行法規(guī)允許值的10％，售價每輛216萬日元（約15000美元）。 美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 E SX2型復(fù)合動力電動轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機(jī)帶發(fā)電機(jī)，采用鉛酸電池，交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動，鋁車架，復(fù)合材料車身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒·克萊斯勒已開發(fā)出100公里油耗已達(dá)到3升汽油或接近3升汽車的樣車，只是價格貴。 　　說說HEV 　　HEV（Hybrid-ElectricVehicel）—混合動力裝置?；旌蟿恿褪侵钙囀褂闷万?qū)動和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動停止時，只靠發(fā)電機(jī)帶動，不達(dá)到一定速度，發(fā)動機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發(fā)動機(jī)，只需加油即可。 　　混合動力汽車的關(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動 　　機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)。 混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、 　　并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。 　　串聯(lián)式動力：串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動力單元系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電 　　機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機(jī)，由電動機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動汽車。小負(fù)荷時由電池驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動車輪，大負(fù)荷時由發(fā)動機(jī)帶 　　動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動、加速、爬坡工況況時，發(fā)動機(jī)、電動機(jī)組和電池組共同向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處于低速、 　　滑行、怠速的工況時，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)電池組缺電時則由發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速 　　運(yùn)行工況，可以將發(fā)動機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機(jī)避免了怠速和低速 　　運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。 　　并聯(lián)式動力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動系提供扭矩，在不 　　同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨(dú)驅(qū)動。當(dāng)汽車加速爬坡時，電動機(jī)和發(fā)動機(jī)能夠同時向傳動機(jī)構(gòu)提供動力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度 　　，汽車將僅僅依靠發(fā)動機(jī)維持該速度。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī) 　　可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。 　　混聯(lián)式動力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動機(jī)為 　　主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為主動力源，電機(jī)為輔助動力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為輔助動力源，電機(jī) 　　為主動力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。 　　相關(guān)鏈接 　　當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還 　　會跌至25％，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)90年代以來，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖 　　然人們普遍認(rèn)為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá) 　　到人們所要求的數(shù)值，專家估計在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機(jī)汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。 　　現(xiàn)實迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝 　　置就是將電動機(jī)與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元實際上是一臺小型燃料發(fā)動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說，就是 　　將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以 　　發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補(bǔ)短，汽車的熱效率可提高10％以上，廢氣排放可改善30％以上。 　　混合動力源電動車按照能量合成的的形式主要分為串聯(lián)式(SHEV）和并聯(lián)式（PHEV）兩種。 　　串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)的方式組成SHEV的動力單元系統(tǒng)。負(fù)荷小時由電池驅(qū)動電動 　　機(jī)帶動車輪轉(zhuǎn)動，負(fù)荷大時則由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)電動車處如啟動、加速、爬坡的工況時，發(fā)動機(jī)-電動機(jī)組和電池組共同 　　向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，由發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。這種串聯(lián)式電動車不 　　管在什么工況下，最終都要由電動機(jī)來驅(qū)動車輪。例如福特“新能級－2010”SHEV，其電池采用燃料電池，在城市市區(qū)行駛時全部由燃料電池 　　驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)通過減速器（變速器）和驅(qū)動橋驅(qū)動車輪，達(dá)到了“零排放”要求。當(dāng)高速及爬坡時，則由發(fā)動機(jī)-電動機(jī)組和燃料電池組 　　共同向電動機(jī)供電，驅(qū)動車輪。 　　并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)以機(jī)械能疊加的方式驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動系提供扭矩，在 　　不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨(dú)驅(qū)動。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī) 　　，發(fā)動機(jī)可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，因此該裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，得到比較廣泛的應(yīng)用。例如大眾汽車公司的高爾夫PHEV， 　　發(fā)動機(jī)通過離合器1帶動電動－發(fā)電機(jī)，輸出扭力再通過另一邊離合器2驅(qū)動車輛行駛。靜止啟動時，電池向電動－發(fā)電機(jī)供電，此時電動－ 　　發(fā)電機(jī)就是發(fā)動機(jī)的起動機(jī)。發(fā)動機(jī)啟動后，發(fā)動機(jī)一方面作為車輛單獨(dú)的動力源驅(qū)動車輪，另一方面又帶動電動－發(fā)電機(jī)發(fā)電向電池充電， 　　此時與傳統(tǒng)汽車一樣。在市區(qū)行駛時，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，離合器1脫開，離合器2接合，電池做為唯一能源向電動機(jī)供電，由電動機(jī)取代發(fā)動機(jī)驅(qū) 　　動車輪。當(dāng)電動車需要高速或高負(fù)荷時，發(fā)動機(jī)啟動離合器1閉合，發(fā)動機(jī)與電動－發(fā)電機(jī)系統(tǒng)組成復(fù)合驅(qū)動形式，以最大功率驅(qū)動車輛。 　　混合動力汽車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實用階段。由于構(gòu)造復(fù)雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車 　　只是一種過渡產(chǎn)品。 　　再說電動汽車 　　電動汽車 電動汽車（Electric Vehicle） 　　電動汽車是指以車載電源為動力，用電 機(jī)驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。一般采用高效率充電電池，或燃料電池為動力源。電動汽車無需再用內(nèi)燃機(jī)，因此，電動汽車的電動機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來的油箱，由于電能是二次能源，可以來源于風(fēng)能、水能、熱能、太陽能等多種方式。電動汽車的優(yōu)點(diǎn)是：它本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量 換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔(dān)心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個"熱點(diǎn)"。 　　電動汽車的困難是目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1／3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價格。 　　電池是電動汽車發(fā)展的首要關(guān)鍵，汽車動力電池難在 “低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三個要求上。要想在較大范圍內(nèi)應(yīng)用電動汽車，要依靠先進(jìn)的蓄電池經(jīng)過10多年的篩選，現(xiàn)在普遍看好的氫鎳電池，鐵電池，鋰離子和鋰聚合物電池。氫鎳電池單位重量儲存能量比鉛酸電池多一倍，其它性能也都優(yōu)于鉛酸電池。但目前價格為鉛酸電池的4-5倍，正在大力攻關(guān)讓它降下來。鐵電池采用的是資源豐富、價格低廉的鐵元素材料，成本得到大幅度降低，也有廠家采用。鋰是最輕、化學(xué)特性十分活潑的金屬，鋰離子電池單位重量儲能為鉛酸電池的3倍，鋰聚合物電池為4倍，而且鋰資源較豐富，價格也不很貴，是很有希望的電池。我國在鎳氫電池和鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面均取得了快速的發(fā)展。電動汽車其他有關(guān)的技術(shù)，近年都有巨大的進(jìn)步，如：交流感應(yīng)電機(jī)及其控制，稀土永磁無刷電機(jī)及其控制，電池和整車能量管理系統(tǒng)，智能及快速充電技術(shù)，低阻力輪胎，輕量和低風(fēng)阻車身，制動能量回收等等，這些技術(shù)的進(jìn)步使電動汽車日見完善和走向?qū)嵱没Ｎ覈蟪鞘械拇髿馕廴疽巡荒芎鲆?，汽車排放是主要污染源之一，我國已?0個城市被列入全球大氣污染最嚴(yán)重的20個城市之中。我國現(xiàn)今人均汽車是每1000人平均10輛汽車，但石油資源不足，每年已進(jìn)口幾千萬噸石油，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，假如我國人均汽車持有量達(dá)到現(xiàn)在全球水平---每1000人有110輛汽車，我國汽車持有量將成10倍地增加，石油進(jìn)口就成為大問題。因此在我國研究發(fā)展電動汽車不是一個臨時的短期措施，而是意義重大的、長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考慮。 　　結(jié)構(gòu) 　　電動汽車由底盤、車身、蓄電池組、電動機(jī)、控制器和輔助設(shè)施蓄電池六部分組成。由于電動機(jī)具有良好的牽引特性，因此蓄電池汽車的傳動系統(tǒng)不需要離合器和變速器。車速控制由控制器通過調(diào)速系統(tǒng)改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)。 　　我現(xiàn)在就在開發(fā)空氣電動汽車，將空壓機(jī)和太陽能裝在汽車上，實現(xiàn)綠色能源與現(xiàn)代科技結(jié)合。