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混合動(dòng)力汽車 （Hybrid Vehicle）是個(gè)比較大的概念，今天我們所說的混合動(dòng)力，其實(shí)是指油電混合動(dòng)力汽車 （Hybrid Electric Vehicle, HEV）。
油電混合動(dòng)力汽車使用燃油和電動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式來為汽車提供動(dòng)力。一般情況下，混合動(dòng)力車輛在啟動(dòng)和低速行駛時(shí)使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在速度超過一定數(shù)值時(shí)采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，高速和急加速時(shí)采用兩者同時(shí)驅(qū)動(dòng)；在正常行駛或者減速剎車時(shí)，可對(duì)電動(dòng)部分的電池進(jìn)行充電，這樣發(fā)揮了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢(shì)，讓內(nèi)燃機(jī)工作在比較理想的工況下，效率也比較高，兩者共同出力時(shí)車輛具有了更好的加速性能，達(dá)到了高性能、低能耗和低污染的效果。
根據(jù)油電混合程度的不同，混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比能夠?qū)崿F(xiàn)10%-40%的節(jié)油效果，CO2的排放大約降至后者的1/2，而CO、HC和NOx的排放則大約降到1/10。因?yàn)榛旌蟿?dòng)力車輛可以自行為電池充電，所以可以不配置外部充電設(shè)備，當(dāng)然也可以配置外部充電設(shè)備，這就是插電式混合動(dòng)力汽車了。
既然是兩套動(dòng)力系統(tǒng)，當(dāng)然就有個(gè)孰輕孰重的問題。如果以電動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿Γ敲磧?nèi)燃機(jī)的主要作用就是發(fā)電了，這就是我們所說的串聯(lián)式混合動(dòng)力（SHEV），它完全依靠電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，所以其發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電池的體積都比較大，也就是更偏向于電動(dòng)車，成本更高，性價(jià)比偏低。如果以內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同作為主要?jiǎng)恿?，那么電池、電機(jī)、電動(dòng)機(jī)就可以更小一些，甚至發(fā)電機(jī)的角色可以完全由電動(dòng)機(jī)來代替，這就是我們所說的并聯(lián)式混合動(dòng)力（PHEV），也就是比串聯(lián)式更偏向于傳統(tǒng)汽車，成本當(dāng)然更低，但是排放污染和經(jīng)濟(jì)性就明顯比不上串聯(lián)式了。所以，這兩種主流類型同樣存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率和電動(dòng)機(jī)功率的比例也可以看出混合動(dòng)力以何種動(dòng)力為主，這就是我們通常所說的混合度的概念。這個(gè)比例小于5%為微混，5%~15%為弱混，15%~40%為中混，大于40%為強(qiáng)混。舉個(gè)例子：比亞迪唐，電動(dòng)機(jī)功率比發(fā)動(dòng)機(jī)功率大69kW，混合度為145%。
電路有串聯(lián)和并聯(lián)，還有混聯(lián)，混合動(dòng)力是不是也有必要搞個(gè)混聯(lián)來結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)呢？
混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，在并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一臺(tái)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以共同驅(qū)動(dòng)車輛，同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)連接在一起，發(fā)電機(jī)可以持續(xù)為電池充電，也可以給電動(dòng)機(jī)供電，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的關(guān)系變得更加靈活：既可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛，又可以共同驅(qū)動(dòng)車輛，還可以互相驅(qū)動(dòng)，如此的結(jié)構(gòu)可以方便在不同的工況下采用不同的驅(qū)動(dòng)方式。
混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，一般不具備傳統(tǒng)意義上的變速箱，使用行星齒輪結(jié)構(gòu)的耦合單元（或多個(gè)離合器的變速箱）替代了變速箱，起到連接、切換兩種動(dòng)力以及減速增扭的作用，也就是所謂的動(dòng)力分流裝置PSD（power split device）。
以下圖行星齒輪為例，其中sun gear接發(fā)電機(jī)，carrier連接發(fā)動(dòng)機(jī)，ring gear接電動(dòng)機(jī)和輸出軸，在不同的車速狀態(tài)，PCU計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過控制電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)要么不轉(zhuǎn)（發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)都是可以反轉(zhuǎn)的，起步或者低速時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，互相抵消，從而保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為0），要么保持在2000rpm~3000rpm的高效率區(qū)間，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)都充分發(fā)揮。（這部分特別有趣，完美展現(xiàn)了機(jī)械之美，感興趣的朋友可以深入研究）
當(dāng)然，技術(shù)難點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)要比串聯(lián)和并聯(lián)式更為復(fù)雜，在不同的狀態(tài)下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的出力要進(jìn)行精確控制。對(duì)于大部分廠家來講，還有一個(gè)難點(diǎn)，就是豐田已經(jīng)申請(qǐng)了混聯(lián)混合動(dòng)力的專利。大家為了規(guī)避豐田的專利，只能選擇不同于THS的其他結(jié)構(gòu)。因?yàn)橛辛嘶旌蟿?dòng)力，所以發(fā)動(dòng)機(jī)本身的低速扭矩就不再重要了，然后針對(duì)混合動(dòng)力來優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，開發(fā)出了阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步提高效率。
下面我們來詳細(xì)說說混合動(dòng)力系統(tǒng)。
兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)加行星齒輪的技術(shù)方案：結(jié)構(gòu)如上圖，兩臺(tái)電機(jī)為MG1和MG2。MG1在變速箱前，主要用來發(fā)電，MG2在變速箱后，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛。當(dāng)然它們的分工也不是絕對(duì)的，MG1還負(fù)責(zé)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，MG2在剎車時(shí)候給電池充電。車輛在低速或者低負(fù)載時(shí)，只由MG2來驅(qū)動(dòng)車輛；車輛在正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，同時(shí)靠MG1給電池充電同時(shí)驅(qū)動(dòng)MG2；當(dāng)急加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和MG2同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輛，獲得最佳的性能；在車輛減速剎車時(shí)，MG2將進(jìn)行發(fā)電并充入電池。這些工作都是在PCU（power control unit）的控制下自動(dòng)的進(jìn)行，比如急加速時(shí)，PCU會(huì)控制逆變器輸出高電壓，從而讓MG2爆發(fā)更強(qiáng)的動(dòng)力。MG1、MG2、發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間的動(dòng)力傳遞由ECVT（Electronic Continuously Variable Transmission）即電子無級(jí)變速系統(tǒng)來完成，配合PCU可以實(shí)現(xiàn)酣暢淋漓平順流暢的駕駛體驗(yàn)。
電池組采用的是鎳氫電池，成本低，安全性高，不過可能會(huì)有朋友擔(dān)心鎳氫電池的記憶效應(yīng)，實(shí)際上這一點(diǎn)無需擔(dān)心，有測(cè)試表明，電池組在車輛行駛70萬公里后才需要更換，也就是說其壽命完全能達(dá)到與整車相同的水平。
這套技術(shù)方案是在變速箱中增加電動(dòng)機(jī)，當(dāng)然這種結(jié)構(gòu)更適合插電式，但是其在電池電量耗盡時(shí)根本就不省油。前面說的通用的混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，雖然理論上可以做到更好的性能，但是這套系統(tǒng)還需要經(jīng)歷不斷的優(yōu)化和市場(chǎng)的檢驗(yàn)。
總體來說，混合動(dòng)力汽車雖然沒有做到零排放，但是其所能達(dá)到的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)是緩解汽車需求、環(huán)境污染和石油短缺矛盾的理想方案，2025新車整體油耗降至5L/100km的目標(biāo)，加上相對(duì)成熟的技術(shù)，混合動(dòng)力汽車必然是一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)久的存在。
應(yīng)了那句話：混合動(dòng)力汽車是通往未來汽車技術(shù)的一個(gè)橋梁，不過這個(gè)橋梁可能很長(zhǎng)...
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