【摘要】介绍了混合动力汽车的分类和组成，从技术和市场两方面对国内外混合动力汽车的发展历史和发展现状进行了总结，指出了混合动力汽车目前需要解决的主要问题和采用的关键技术，并对混合动力汽车的发展前景进行了相关分析。

【关键词】混合动力汽车；发展现状；发展前景

混合动力汽车（HEV）是在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力系统单元（APU），其中APU是燃烧某种材料的原动机或由原动机驱动的发电机组。混合动力汽车的油耗和排放低于传统汽车，生产成本低于纯电动汽车，而在动力性方面接近于传统汽车，因此近年来成为各国的研究重点和热点 。

1.混合动力汽车的分类和组成

混合动力汽车有不同的结构形式，按动力传动系统布置的不同可分为串联式、并联式和混联式三种。

1.1 串联式混合动力汽车（SHEV）

SHEV由发动机、发电机和电动机三大动力总成采用“串联”的连接方式组成。图1是其能量流动示意图，在这种连接方式下，发动机/电动机可以按与车辆的速度、功率无关的最佳转速运行。行驶或停车时可以向蓄电池充电，另外还能进行再生制动。

1.2 并联式混合动力汽车（PHEV）

PHEV由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力以“并联”的方式组成。发动机随着运转状况改变转速和输出功率。制动时电动/发电机处在发电模式，蓄电池能够回收动力；启动或加速时，蓄电池放出电量，电动机提供驱动转矩。

1.3 混联式混合动力电动汽车（PSHEV）

PSHEV兼有上述两种混合动力汽车的结构特点和优点，由发动机、电动/发电机和驱动电机三大动力总成组成。其驱动系统同时具有电动机和发电机的功能。

2.国外混合动力汽车的发展

在能源问题的大环境下，发展新能源汽车，实现汽车动力系统的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型已经成为全球汽车工业共同面对的挑战。美国、日本、欧洲等发达国家和地区，在混合动力汽车的理论研发和实际生产中都做了大量的工作。

2.1 美国混合动力汽车的发展

通用汽车公司在1998年1月底推出了EV1型4座串联式和双桥并联式的混合动力电动汽车Precept，并于2000年又推出第三代EVI-Precept。2005年通用汽车进一步推出了混合动力车Saturn VUE，2006年推出混合动力车Chevrolet Equinox（轿车），2007年推出混合动力汽车Chevrolet Malibu（中型轿车）。

福特公司1997年研制出了代号为P2000的燃料电池轿车；在2000年，Prodigy复合电动家庭概念车在北美国际车展中亮相，Prodigy动力系统是福特P2000LSR复合动力系统，采用1.2升四缸柴油发动机和镍金属符合电池，百公里油耗3.3L；在2005年福特公司还推出混合动力车Dodge Ram（轻型卡车）和Mercedes S-class HEV（大型轿车）。

2.2 日本混合动力汽车的发展

丰田汽车公司已经有三款混合电动车型批量投产，分别是Prius轿车、电动4轮驱动Estima小型车和Crown轿车。Prius采用1.5L汽油机发动机和电动马达混联装置，其每升汽油的行驶距离达到29.5km，CO2排放量仅为一般汽车的50%。与同等排量的普通汽车相比，Prius在市区行驶的节油率达到了37.3%-47.5%，在市郊行驶的节油率也达到19.8%-36.0%，大大少于目前普通汽车的油耗。

1999年，本田公司在日本和美国市场投放的Insight混合动力系统，被在经济性、动力性和污染排放上都取得了很好的效果，百公里油耗仅为2.85L。到2008年年底，本田汽车公司混合动力车型的累计销量达到约30万辆。本田通过研究新型发动机、氢蓄电池等部件来追求动力高效化；通过开发树脂油箱、新型轻质铝车身等实现车辆的轻型化，使汽车达到每升汽油可行驶35km的世界最高水平。

2.3 欧洲混合动力汽车的发展

德国大众生产的并联式混合动力电动车Audi Du已小批量生产。Du是20世纪90年代末的一款产品，它与丰田公司的Prius一起引发了混合动力汽车研发的高潮。1998年德国萨克森灵公司研发了萨克森灵微型厢式车。宝马于1999年开发了318ISAD轻型混合动力汽车。在2004年的底特律车展上，奔驰公司发布了计划于2005年批量生产的混合动力概念车“Vision Grand Sports Tourer”。除此之外，德国的BOSCH等著名的零部件公司也积极与大型汽车公司联合研发混合动力汽车技术。

3.国内混合动力汽车的发展

目前，我国在新能源汽车的自主研发过程中，坚持了政府支持，以核心技术、系统集成和关键部件为重点的原则，确立了以纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以电动机驱动系统、整车控制系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发布局。我国混合动力汽车的自主创新取得了重大进展。

3.1 形成了拥有自主知识产权的动力系统技术平台，建立了混合动力汽车技术开发体系

混合动力汽车的核心技术是电池技术、发动机技术、电动控制技术、整车控制策略等，发动机和电机之间动力的转换和衔接分配也是重点。从目前情况看来，我国已建立了混合动力汽车动力系统技术平台和产学合作研发体系，同时也取得了一系列突破性成果，为整车的开发奠定了基础。

3.2 掌握了关键零部件核心技术，研发出系列化产品，关键零部件的产业化全面跟进

在混合动力汽车的关键—电池研发方面，我国自主研制出容量为6Ah-100Ah的镍氢和锂离子动力电池，功率和能量密度接近国际水平；自主研制的燃料电池发动机效率超过50%，成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一。另外一方面，我国全面跟进了混合动力汽车关键零部件的产业化。企业方面，比克、比亚迪、万向等动力电池企业投入了数十亿资金加快产业化建设，上海电驱动、湘潭电机、南车时代等电机企业加强了相互合作，共同完善产业链建设。

3.3 掌握了电动汽车整车开发关键技术，拥有各类电动汽车的研发实力

在系统集成、可靠性、节油性能等方面，我国的混合动力汽车有明显的改善。目前，一汽、东风、长安、等国内汽车企业已将混合动力汽车作为未来主流产品，大多数企业已经成型了混合动力样车，并有部分车型已经实现批量上市。

1999年，一汽集团投入了新能源汽车的研究工作，并研发了红旗牌混合动力轿车样本。“十五”期间，一汽集团承担了国家“863”计划重大专项中“红旗牌串联方式混合动力轿车研究开发”任务，拉开了新能源汽车的研发序幕。从2006年开始，在一汽奔腾B70的基础上，进行混合动力化技术研究。

在新能源汽车研发方面，上汽集团明确了以混合动力为重点的方向。2010年，上汽荣威发布了750辆中混混合动力轿车；上海世博会期间，上汽集团在世博越江专线上运行了一批混合动力汽车；2012年，荣威550插电式强混轿车上市，目前该车的动力系统前期开发已经启动。

4.混合动力汽车的发展前景

与普通汽车相比，混合动力汽车能够提高燃料经济性和减少排放，因而有很好发展前景。混合动力汽车能够实现动力系统的最佳运行工况：长途行驶使用热力发动机，在城市和过渡阶段使用电动机[5]。

同时，电力和热力系统的合理分配将大大地降低汽车的油耗和污染排放。长远看来，混合动力汽车是一种过渡车型，但HEV在近20-30年内很有发展前景。

目前的混合动力汽车技术研发已有很大进展，但还是有很大的提升空间。具体来讲包括以下几个方面：

（1）电池研发的目标是提高比功率、比能量和循环寿命。在混合动力汽车中要求的是质量比功率。现阶段，蓄电池是大部分情况下的选择，但燃料电池已经引起了人们的关注，将会是今后研究的重点。

（2）控制系统和控制策略是影响整车控制技术的关键因素。汽车动力性、燃料经济性的好坏，很大程度取决于各技术的整合与协调控制。利用计算机仿真技术实现对混合动力系统控制策略研究是关键环节[6]。

与传统汽车相比，混合动力汽车充分发挥了发动机和电动机的最大优势，提高了燃料经济性，减少排放。与纯电动车相比，其蓄电池容量大大减小，过度依赖电池的问题也得到改善。HEV的价格比传统汽车高出两成左右，如何降低降低成本关系到提高HEV的竞争力。总之，HEV在相当一段时间内前景广阔，将逐渐成为汽车行业的主导产品。

参考文献

[1]麻友良，程全世.混合动力电动汽车的发展[J].公路交通科技，2001，18（1）：78-80.

[2]康龙云.电动汽车最新技术[M].机械工业出版社，2008.

[3]郝志勇，岳东鹏，李建国.混合动力汽车研究的现状及未来发展前景[J].铁道机车车辆，2003，23（1）：205-209.

[4]曾志伟.关于中国新能源汽车产业政策体系的分析及探讨[J].公路与汽运，2012（5）：1-4.

[5]于秀敏，曹珊，李君，高莹，杨世春，钟祥麟，孙平.混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势[J].机械工程学报，2006，42（11）：10-16.

[6]舒红，秦大同，胡建军.混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势[J].重庆大学学报，2001，24（6）：28-31.