什么是油電混合動(dòng)力

【專家解說】：油電混合動(dòng)力 　　混合動(dòng)力 　　 　　通常所說的混合動(dòng)力一般是指油電混合動(dòng)力，即燃料（汽油，柴油）和電能的混合。 　　混合動(dòng)力汽車是有電動(dòng)馬達(dá)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車。 　　混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用燃油，而且在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)馬達(dá)的輔助，所以可以降低油耗，簡(jiǎn)單地說，就是與同樣大小的汽車相比，燃油費(fèi)用更低。 　　而且，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)馬達(dá)可以在啟動(dòng)的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力，因此，車主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性 　　混合動(dòng)力汽車的種類目前主要有3種。 　　一種是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主動(dòng)力，電動(dòng)馬達(dá)作為輔助動(dòng)力的“并聯(lián)方式”。 　　這種方式主要以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛，利用電動(dòng)馬達(dá)所具有的再啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗較大時(shí)，用電動(dòng)馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)的方式來降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需要在汽車上增加電動(dòng)馬達(dá)和電瓶。 　　另外一種是，在低速時(shí)只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，速度提高時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)相配合驅(qū)動(dòng)的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。 　　啟動(dòng)和低速時(shí)是只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，當(dāng)速度提高時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動(dòng)力，這種方式需要?jiǎng)恿Ψ謸?dān)裝置和發(fā)電機(jī)等，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 　　還有一種是只用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛的電動(dòng)汽車“串聯(lián)方式”。 　　發(fā)動(dòng)機(jī)只作為動(dòng)力源，汽車只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是電動(dòng)馬達(dá)，但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，所以也是混合動(dòng)力汽車的一種。 　　從對(duì)電能的依賴程度，混合動(dòng)力可分為弱混合動(dòng)力MILD HYBRID（也稱輕度混合動(dòng)力，軟混合動(dòng)力，微混合動(dòng)力等），中度混合動(dòng)力，重度混合動(dòng)力FULL HYBRID（也稱全混合動(dòng)力，強(qiáng)混合動(dòng)力等），插電混合動(dòng)力PLUG IN HYBRID 　　弱混常用BSG皮帶傳送啟動(dòng)/發(fā)電技術(shù)，例如奇瑞A5的BSG款（電機(jī)10KW），通常節(jié)油10%以下，電機(jī)不直接參與驅(qū)動(dòng)，主要用于啟動(dòng)和回收制動(dòng)能量。 　　中混常用ISG內(nèi)置安裝曲軸啟動(dòng)/發(fā)電技術(shù)，例如別克君越EcoHybrid（電機(jī)15KW），通常節(jié)油20%左右。 　　強(qiáng)混合動(dòng)力代表產(chǎn)品為TOYOTA PRIUS（電機(jī)50KW），可節(jié)油40%。 　　插電混合動(dòng)力，將提供更好的節(jié)油比例，但將消耗一定的電能，例如大眾高爾夫TwinDrive（電機(jī)130KW）的測(cè)試數(shù)據(jù)，每百公里8度電和2.5的油耗。 　　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。 　　以串聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車為例，介紹一下混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的工作原理。 　　在車輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿狀態(tài)，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動(dòng)力系統(tǒng)不需要工作； 　　電池電量低于60％時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)： 　　當(dāng)車輛能量需求較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)與蓄電池組同時(shí)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量； 　　當(dāng)車輛能量需求較小時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。 　　由于蓄電池組的存在，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。 　　不是所有的混合動(dòng)力車輛都要依靠電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電池和電線。有些車輛是靠液壓發(fā)動(dòng)機(jī)、鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅(qū)動(dòng)的。 　　最近的汽油價(jià)格達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的歷史新高，讓站在加油泵面前的消費(fèi)者膽顫心驚。但是，與重型卡車運(yùn)輸車隊(duì)的經(jīng)營(yíng)者相比，這些消費(fèi)者的痛苦只能算是小痛小癢了。 　　從燃料經(jīng)濟(jì)性的角度來看，為我們配送包裹和運(yùn)送垃圾的卡車需要承受幾方面的不利沖擊。重量就是其中一個(gè)重大因素。滿載重型運(yùn)輸車輛一般在14000到33000磅的重量范圍之間。除重量因素外，很多這類的運(yùn)輸工具還具有燃料燃燒的工作負(fù)載循環(huán)，它們需要不斷地啟動(dòng)和停車。 　　在過去的一年中，UPS公司一直在密歇根州測(cè)試運(yùn)行一輛使用液壓混合動(dòng)力 　　系統(tǒng)的6類配送卡車。該公司還投入使用了50輛電動(dòng)混合動(dòng)力卡車。 　　所以，幾個(gè)最大的卡車車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始追逐混合動(dòng)力運(yùn)輸工具的潮流，這對(duì)任何人來說都不會(huì)感到奇怪。聯(lián)邦快遞（Federal Express） 公司和 UPS 公司的運(yùn)輸車隊(duì)在過去兩年增加了幾十輛混合動(dòng)力卡車，兩個(gè)公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合動(dòng)力傳動(dòng)系。據(jù)美國(guó)最大的垃圾運(yùn)送公司W(wǎng)aste Management的發(fā)言 　　人Lynn Brown說，該公司也在評(píng)估一系列的渣土運(yùn)輸車的混合動(dòng)力解決方案。 　　但是，可能讓人感到意外的是，F(xiàn)edEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考慮選用在一些最重型車輛上的混合動(dòng)力系統(tǒng)的種類。這些混合動(dòng)力系統(tǒng)不像豐田公司的Prius車型一樣，使用的是電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電池和電線，而是利用液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓鈴線和蓄能器的聯(lián)合作用來驅(qū)動(dòng)車輛。 　　這類液壓混合動(dòng)力中最激進(jìn)的型號(hào)完全擺脫了傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。在這些車輛上，柴油引擎驅(qū)動(dòng)液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)，而液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)再為高壓蓄能器蓄能。蓄能器驅(qū)動(dòng)后輪上的斜軸式液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)從而驅(qū)動(dòng)車輛。一個(gè)低壓儲(chǔ)備器用于收集液體，然后把液體再送回到第一個(gè)液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)中，這樣就形成了一個(gè)完整的液壓循環(huán)系統(tǒng)。 　　與電動(dòng)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，液壓混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)也有提供再生制動(dòng)的能力。貨物運(yùn)送車輛和渣土運(yùn)輸車經(jīng)常要制動(dòng)剎車，當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)為高壓蓄能器蓄能。當(dāng)卡車再次啟動(dòng)前行時(shí)，儲(chǔ)存在蓄能器中的能量可以用來減少柴油引擎的負(fù)載。這些能量也可以限制引擎關(guān)閉時(shí)推進(jìn)力的迸發(fā)，比如說，在室內(nèi)操作車輛時(shí)。 　　對(duì)一般消費(fèi)者或某些工程師來說，在這樣一個(gè)電氣化程度不斷提高的世界里，液壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)看上去有些落伍。但是，液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄能器可以提供一種應(yīng)用扭矩和存儲(chǔ)能量可靠的、低成本途徑，這也正是混合動(dòng)力車輛所需要的。并且液壓發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)系統(tǒng)相比具有明顯的功率密度優(yōu)勢(shì)，至少現(xiàn)在是這樣。“液壓發(fā)動(dòng)機(jī)好像非常有效，至少對(duì)大多數(shù)重型卡車系列來說是這樣的，”環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（Environmental Defense）高級(jí)汽車策略會(huì)成員、機(jī)械工程師John DeCicco博士這樣評(píng)價(jià)。 　　液壓驅(qū)動(dòng)方式 　　當(dāng)今的液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)主要有三種方式，并且都處在發(fā)展之中。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（U.S. Environmental Protection Agency，英文縮寫EPA）交通與空氣質(zhì)量辦公室(Office of Transportation and Air Quality，英文縮寫OTAQ)的研究者們與Eaton Corp公司、美國(guó)西南研究院（Southwest Research Institute，英文縮寫SwRI）和其他合作伙伴聯(lián)合開發(fā)了一種混合動(dòng)力系統(tǒng)。從2006年6月開始，這套系統(tǒng)開始由UPS公司的配送卡車在底特律市進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署也與Parker Hannifin公司簽訂了一個(gè)單獨(dú)合作研發(fā)協(xié)議，著手液壓混合動(dòng)力方面的設(shè)計(jì)。 　　在某些方面，液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)與其同伴電動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)相似。但是，液壓系 　　統(tǒng)是使用液壓泵發(fā)動(dòng)機(jī)、鈴線和蓄能器產(chǎn)生扭矩并存儲(chǔ)能量，而不是使用電動(dòng)發(fā) 　　動(dòng)機(jī)、電線和電池。 　　Eaton Corp和Parker Hannifin兩家公司也都各自進(jìn)行了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)的開發(fā)。Eaton公司開發(fā)的是一個(gè)液壓?jiǎn)?dòng)輔助的并行系統(tǒng)，但是其主要的推進(jìn)力仍然是來自于機(jī)械動(dòng)力傳動(dòng)系。Parker Hannifin公司在過去的一年半的時(shí)間里研發(fā)出一種新型的液壓混合動(dòng)力設(shè)計(jì)，其中一些負(fù)載循環(huán)數(shù)據(jù)來自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司負(fù)責(zé)液壓動(dòng)力事業(yè)部創(chuàng)新設(shè)計(jì)的副總裁、機(jī)械工程師Joe Kovach博士報(bào)告說，他們公司將在今年晚些時(shí)候結(jié)合新型液壓混合動(dòng)力系統(tǒng)建造一個(gè)渣土運(yùn)送卡車模型。 　　談到節(jié)能環(huán)保的汽車新能源的發(fā)展，在中國(guó)還往往停留在電動(dòng)汽車的探索上。的確，全球汽車界在電動(dòng)車上沒有少下功夫，但是到頭來都是走進(jìn)死胡同。在新世紀(jì)，汽車發(fā)展的技術(shù)路線趨于理智而統(tǒng)一：近期從油電混合動(dòng)力下手大幅度降低油耗和排放；長(zhǎng)遠(yuǎn)靠資源極為豐富，且完全沒有污染的氫動(dòng)力燃料電池重新定義汽車。 　　在全球汽車業(yè)低迷的大勢(shì)下，豐田堪稱是“一枝獨(dú)秀”。2003年豐田的純利潤(rùn)101億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過美國(guó)三大汽車公司的利潤(rùn)總和。豐田成功的因素很多，其中之一就是新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。豐田率先商品化的混合動(dòng)力車“先驅(qū)”今年上半年在美國(guó)銷售了21783輛，增幅為120%?？蛻粢壬?個(gè)月甚至加價(jià)才能拿到車?！跋闰?qū)”因此被稱為豐田在美國(guó)市場(chǎng)的“掙錢機(jī)器”，讓同行看著流口水。在全球，“先驅(qū)”已經(jīng)賣出22萬輛。 　　五年前，采訪底特律車展，我曾請(qǐng)教日本豐田汽車公司社長(zhǎng)張富士夫：今后十年，全球汽車業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的決定因素是什么？張社長(zhǎng)的回答斬釘截鐵：是環(huán)保技術(shù)。今后，哪個(gè)公司握有先進(jìn)的能源和環(huán)保技術(shù)，就能立于不敗之地。 　　2001年，我到日本豐田公司試駕過混合動(dòng)力車“先驅(qū)”。它同時(shí)裝有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套系統(tǒng)。啟動(dòng)、加速和上坡時(shí)兩套系統(tǒng)同時(shí)出力；剎車時(shí)能量逆向存入蓄電池；平穩(wěn)行駛時(shí)，由蓄電池驅(qū)使電動(dòng)機(jī)單獨(dú)出力，不再燒油。算總賬，混合動(dòng)力車可以節(jié)省一半汽油，尾氣污染自然也減少一半。 　　混合動(dòng)力車當(dāng)時(shí)的市價(jià)210萬日元(人民幣16萬元)，比同級(jí)車貴40萬日元。但是政府對(duì)私人購(gòu)車補(bǔ)貼25萬日元，車主多花的錢一年多就能在節(jié)省的汽油費(fèi)中賺回來。尤其讓消費(fèi)者感到方便的是混合動(dòng)力車只需到平常的加油站加油，不用改變汽車的使用習(xí)慣；政府和企業(yè)推廣這種產(chǎn)品也無須投資新建充電裝置或加氣站。 　　日本豐田、美國(guó)通用、德國(guó)奔馳等具備強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)的汽車企業(yè)，對(duì)于全球汽車業(yè)最大課題――能源與環(huán)境的對(duì)策在近年來殊途同歸：近期，努力完善混合動(dòng)力車；長(zhǎng)遠(yuǎn)，邁出氫動(dòng)力燃料電池車從概念車向商品化的步伐。電動(dòng)車的研制生產(chǎn)因造價(jià)高，充電后行駛距離短的死結(jié)而已經(jīng)放棄。有消息說，美國(guó)和日本的汽車企業(yè)已經(jīng)開始了在混合動(dòng)力車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，預(yù)計(jì)三五年后整個(gè)市場(chǎng)將達(dá)到100萬輛級(jí)的規(guī)模。 　　中國(guó)汽車界和科技界曾對(duì)電動(dòng)車的開發(fā)情有獨(dú)鐘，主要出于如下考慮：傳統(tǒng)汽車中國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了幾十年；而電動(dòng)車全世界還沒有大突破，我們現(xiàn)在開始研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家站在同一起跑線上，完全可能后來者居上。但是這種“抄近道兒”的傻聰明終于隨著美國(guó)日本汽車業(yè)宣布放棄電動(dòng)車的研發(fā)而走進(jìn)死胡同。 　　應(yīng)該說，中國(guó)汽車業(yè)的發(fā)展思路應(yīng)該轉(zhuǎn)移到務(wù)實(shí)而量力而行的方向了。氫動(dòng)力燃料電池車，是一項(xiàng)必須關(guān)注的前沿技術(shù)，但僅僅是“關(guān)注”即可。而混合動(dòng)力車的研發(fā)倒應(yīng)該是當(dāng)務(wù)之急。一是混合動(dòng)力車并非什么遠(yuǎn)在天邊的高科技，又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動(dòng)力車特別適合中國(guó)大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動(dòng)的國(guó)情，節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。 　　其實(shí)，如果中國(guó)的油價(jià)繼續(xù)攀升或?qū)嵭腥加投?，道路擁堵又難以根本改善，市場(chǎng)的混合動(dòng)力車的需求就會(huì)非常迫切。合資生產(chǎn)或者進(jìn)口混合動(dòng)力車，估計(jì)很快就會(huì)被精明的生產(chǎn)商或經(jīng)銷商提到議事日程?；旌蟿?dòng)力車將是中國(guó)車市的新商機(jī)。