新能源之路拐点 混合动力技术瓶颈

　　石油资源并非用之不竭，作为汽车的主要燃料，它总会有被替代的一天，虽然在寻找新能源的过程中，各大汽车企业曾一度各自为政，致力于不同的方向，但在经历了长期摸索与碰壁之后，目前全球汽车业对能源革命的步骤也基本达成了共识，柴油、天燃气、乙醇等清洁能源被公认为行之有效的方式，正处于推广期；而氢动力则被视为了最终的完美解决之道。

　　作为第二阶段的技术，油电混合动力则正处于大力发展期。 　　

　　混合动力虽然仍是基于石油作燃料，并不能彻底解决能源紧缺问题，但在诸多解决方案中，目前只有混合动力成功实现了产业化，甚至一些曾对混合动力技术并不看好的欧洲汽车企业也开始奋起直追，并先后推出了各自的量产车型。

　　什么是混合动力？

　　混合动力汽车是采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车，达到节省燃料和降低排气污染的目的。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，但共同的特点是排量小、质量轻、速度高、排放好。混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式三种。

　　串联式

　　由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，用串联方式组成动力单元。发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。当车辆处于启动、加速、爬坡工况时，发动机、发电机组和电池组共同向电动机提供电能；当车辆处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机、发电机组向电池组充电。串联式适用于城市内频繁起步和低速工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。它的缺点是能量几经转换，机械效率较低，很难达到明显降低油耗的目的，目前主要用于城市大客车，在轿车中很少见。

　　并联式

　　并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，以平衡发动机所受的载荷，使其能在高效率区域工作。但是由于发动机和驱动轮采用机械连接，在城市工况时，发动机并不能总是运行在最佳工况点，车辆的燃油经济性比串联时要差。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，因此得到比较广泛的应用。

　　并联式代表车型——本田思域混合动力版

　　思域混合动力版以本田最新开发的1.3L三段式i-VTEC发动机作为主动力，它的特点是可以根据可变气门正时及升程系统(VTEC)，通过低转速、高转速、气缸停止的三个阶段对气门进行控制。辅助动力则是安装了本田小型化的IMA综合电机辅助系统，这套系统可以在起步、低速巡航以及加速状态下，通过电动机辅助的方式来降低油耗，而在车辆减速时，电动机回收能量，存储到镍金属蓄电池里。当车辆停止时，发动机会自行关闭。这两个动力组件的结合，令思域混合动力版实现了与1.8L发动机相同的行驶动力，而其由于采用了联合再生制动系统，成功地提高了燃油经济性及驾驶舒适性。根据清华大学汽车工程系研究室的测试，在北京市区实际道路情况下，1.3L混合动力版思域能比普通1.8L思域节油36～41%，综合节油效果为38%。

　　思域混合动力版自2001年12月面世以来，先后在全球40多个国家和地区销售，到目前为止的全球累计销量已将近20万辆。
电动车与氢动力

　　电动车——三菱iMiEV

　　三菱iMiEV是通过对微型车i进行最小幅度的改进开发而成，它配备了最大输出功率47kW的电动机以及减速齿轮，取代了发动机和变速器，并配备了锂离子充电电池。2006年度的联合研究车配备电压为330V、容量为16 kWh的电池，目标最大时速达到130km/h，持续行驶距离达到130km。到2007年，计划将电池容量增至20 kWh，持续行驶距离延长至160km。三菱汽车今后还将改进电池并减轻各部分的质量，力争在2010年前后使持续行驶距离达到200km。同时三菱iMiEV还在制定力争2010年上市的计划。

　　技术瓶颈：电池容量、电动系统效能以及成本

　　内燃机加氢动力——宝马氢能7系

　　宝马氢能7系装备了能够使用液氢燃料和汽油的6.0LV12发动机，最大输出功率为191kW，最大扭矩可达390Nm，在9.5s内即可从静止加速到100km/h，最高电子限速为230km/h。除了一个容量74L的普通油箱外，氢能7系还配有一个额外的燃料罐，可容纳约8kg的液态氢。双模驱动为BMW氢能7系提供了超过700k m的总行驶里程，其中氢驱动200km以上；汽油驱动500km。驾驶者可以手动完成从氢动力到汽油动力模式的转换，完全不会对氢能7系的行驶状态和性能造成影响。如果一种燃料用尽，系统将会自动切换到另一种燃料形式，保证燃料的供应持续而可靠。

　　技术瓶颈：液氢的供应系统和使用成本

　　混联式

　　混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。由于混联方式是串联和并联的结合体，因此它也结合了串联式可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终可以让发动机在最佳工作区域稳定运行，并可选用功率较小的发动机以及并联式可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动汽车的特点，能够使发动机、电机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统在最优状态工作，所以更容易实现排放和油耗的控制目标。混联式的缺点是结构比较复杂。