混合动力汽车的发展趋势

混合动力汽车(HEV)即混合动力电动车，它是由两种或更多类能力来提供动力的，其中就包括电能，可以产生很高的每加仑行驶里程和很低的排放。

有两种混合动力电动汽车：串联式和并联式。

在串联式HEV中，所需的能量都是由一种能源提供的，例如，电动机驱动汽车发动机给蓄电池组充电。

在并联式HEV中，动力经过两种路线传递，电动机和内燃机驱动汽车，电动机在怠速或加速的时候协助驱动汽车，发动机在巡航的时候驱动汽车，并带动发电机给蓄电池充电。

当前的混合动力汽车的发动机和电动机通过同一个变速器连接带车轮，有了电动机的帮助发动机能够变的更小。

混合动力汽车（HEV）是当今的热门话题，它开始蜂蜜全球。

混合动力汽车是现
在交通技术发展的最前沿，混合动力汽车在汽车工业中有可持续发展的潜能，同时也能减少能源的消耗，降低对原油的依赖，降低环境污染和缓解交通堵塞。

混合动力汽车(HEV)把传统的内燃发动机和电动机的优点结合在一起，他们能以许多种不同的方法配置来达到各种不同的目的。

在不损失行驶性能和行驶里程的情况下，他们能大大的提高发动机的性能，也能增强动力并为辅助电子装置提供额外的能量。

混合动力汽车（HEV）就像传统汽车一样，主要由内燃发动机驱动。

然而它也能将在正常滑行和制动中浪费的能量转化成电能存储在蓄电池中，知道被电动机利用。

电动机常常在加速、爬坡和内燃机效率低的低速行驶时来辅助发动机。

一些混合动力电动车在汽车将要停止时自动关闭发动机，当踏下油门踏板时又自动重新启动发动机，这就防止怠速时能量的浪费。

跟纯电动车不一样，现在正在使用的HEV车，不需要插在一个外接电源上来充电。

常规的汽油机和制动反馈提供了汽车所需的全部能量。

一些混合动力汽车(HEV)包括：
汽油发动机——混合动力汽车(HEV)有一个和你在绝大部分汽车上找到的非常相似的汽油发动机，只是混合动力汽车(HEV)的发动机比传统的要小，并且利用了能降低排放和增加效率的先进技术。

燃油箱——混合动力汽车(HEV)燃油箱是汽油发动机的能量储存装置，汽油的能量
密度比蓄电池的高很多。

电动机——混合动力汽车(HEV)的电动机非常精密。

先进的电子装置能使它即可以
充当电动机也可以充当发电机。

例如，必要的时候它可以从蓄电池中获的能量来使汽车加速，另外作为发动机，它能使汽车减速，并把能量回收到蓄电池中。

发电机——发动机和电动机类似，只是它仅仅只能产生电能，它通常被用在大多
数串联的混合动力汽车上。

蓄电池——混合动力汽车(HEV)的蓄电池是电动机的能量存储装置，跟油箱存储汽
油只为汽油发动机提供能量不一样，电动机能能像从蓄电池中获得能量那样把能量存储在蓄电池中。

蓄电池一直为辅助系统提供能量，例如空调系统和仪表板显示器。

变速器——混合动力汽车(HEV)的变速器的基本功能和传统汽车的一样，一些混合
动力车用传统的变速器，其他的则完全不同于传统变速器。

你能在混合动力汽车(HEV)上找到以不同方式将两种能源结合到一起。

一种方式叫做并联式混合动力车。

有一个油箱为发动机补充燃油和一个蓄电池组为电动机提供能量。

发动机和电动机能够同时驱动变速器，同时变速器驱动车轮。

你可能注意到燃油箱连接到汽油发动机上然后连接到变速器上，蓄电池和电动机也独立的链接到变速器上，所以，在一个并联的混合动力车上，电动机和汽油发动机都能提供能量。

对比之下，串联混合动力车中，汽油发动机驱动发动机，发动机可以给蓄电池充电也能为电动机提供动力驱动变速器，所以汽油发动机从来不直接驱动汽车。

串联混合动力汽车从燃油箱开始，所有的部位连成一条线，始终连接到变速器上。

混合动力汽车(HEV) 的工作原理
起动：当汽车开始起动的时候，汽油发动机开始运转，如果必要的话，电动机会
扮演发动机，把从发动机中获得的能量转变成电能并存储到蓄电池中。

巡航：汽油发动机在巡航模式下驱动汽车，如果有需要时，为蓄电池提供能量，
以备后续使用。

超车：在急加速或需要额外动力时，汽油发动机和电动机同时驱动汽车，从蓄电
池中来的额外动力用于驱动电动机。

制动：反馈制动，把在制动中浪费的能量转变成电能并存储到蓄电池中，所谓反馈制动，电动机反转，不是电动机使车轮转动而是转动的车轮使电动机转动并产生电能，用车轮的能量使电动机转动从而让汽车减速。

如果需要额外的制动力，传统的摩擦制动就会自动的起到作用。

驻车：当汽车停驶时，例如遇到红灯时，汽油发动机和电动机自动的关闭，这样在怠速时就不会浪费能量。

1.3混合动力汽车(HEV)的特点
混合动力的目标总是保证车辆所消耗的能量为最小。

其根据车辆的行车状态、加速踏板的踏下量及蓄电池计算机的状态信号，加以判定且控制:是否停止发动机，只靠电动机行驶；还是起动发动机，以发动机的动力行车。

实现最佳化控制，进而发展为对车辆的总能量管理，来实现节省燃油。

1）经济性。

根据有关车型的测试，混合动力较同类车型排量的轿车平均节油30%~40%，在市郊行驶节油29.7%。

尤其在大中城市，交通拥堵现象严重，汽车起步停车频繁，混和动力车的能量转化优势将体现得更为明显。

丰田普锐斯市内百km耗油4 L多，雷克萨斯RX400h市内百公里耗油量仅7 L。

2）动力性。

当混合动力汽车达到一定速度时，车辆内的发动机、电动机同时工作，这个时候排量为1.5 L的混合动力车发挥出的动力相当于2.0排量的普通轿车，3.0 L混合动力动力汽车发挥相当于4.0 L。

尤其是在爬坡、转弯、加速时，更是体现出良好的动力性能。

3）环保性。

车辆在怠速、启动时造成的污染最厉害，因为此时发动机负荷低，汽油燃烧不充分。

而在怠速状态时，混合动力车的发动机并不工作，因此不会有排放。

混合动力车在启动时只有电动机工作，也克服了过多排放问题。

混合动力使得发动机能保持良好的工作状态，实现了燃油效率提高，在很大程度上减少尾气排放。

第二章国内外发展状况
2.1日本混合电动汽车发展概况
（1）政府的发展规划
日本汽车保有量占全球第二位，由于人口密集，国土狭小，石油100％依赖进口。

因此，日本对EV\HEV的研发十分重视。

早在1992年，日本政府宣布将允许投放市场
20万辆电动车的计划，但是没有实现；2001年7月，日本开展了“低公害车开发普及行动”，将EV\HEV列为重点开发的低公害汽车之列，并制定了专门的政策，以促进
EV\HEV的普及应用；2002年提出从2005年开始大幅度限制尾气排放，制定了《新长期排放限制》的标准，准备用于2005年以后销售新车的一项排放法规；2002年2月26日，日本中央环境审议会大气环境领域的一个专门委员会（环境大臣的咨询机构
）提出了一份将要纳入这项法规的尾气排放标准的咨询提案。

这项提案的内容包括将颗粒状物质（PM）含量比现行标准的要求最大削减85%，将氮氧化物（NOx）削减50%等一些内容，该法规的实施将进一步推动EV\HEV的发展。

按照目前的发展速度，预计在2010年将达到210万辆。

各大汽车公司所做的工作
1）丰田
丰田是全世界第一台正式批量生产的混合动力车的制造者，自从1997年开始，Prius 就开始在日本销售，2000年起便在北美、欧洲及世界各地公开发售。

目前，Prius
已
经在中国上市。

到了2001年，丰田又在日本推出了Estima混合动力小货车、使用弱混合动力的皇冠豪华小轿车和Dyna混合动力轻型货车。

丰田商业化的车型已经达
到
5款，2005年11月30日，丰田汽车正式宣布，丰田混合动力汽车累计已经超过了50万台，到2005年十月末，全球已经接近销售了51.3万台。

今年3月11日丰田美国销售公司发表声明说，丰田和雷克萨斯品牌混合动力车在美国市场累计销量已突破100万辆。

接着，丰田汽车公司宣布截至今年8月底，其混合动力汽车在全球范围内累计销量突破了200万辆，约为201.7万辆。

在实现低排放的前提下，提高车辆的动力性，在2003年，丰田汽车把新一代的混合动力系统Hybrid Synergy Drive 引入到了第二代的Prius上面。

在2005年，他把这套系统的使用范围扩展到了对动力性能要求更高的SUV车型上——雷克萨斯的RX400h（日本名为Harrier Hybrid）和Highlander Hybrid（日本名为Kluger Hybrid）。

据共同社报道，目前丰田公司是全球混合动力汽车领域的佼佼者为了。

2000年，丰田普锐斯混合动力车首次登陆北美市场。

大约过了7年时间，丰田混合动力车在美国市场销量突破50万辆。

其后，由于丰田公司大力扩充混合动力车队伍，其在美销量从50万到破百万只用了大约两年时间。

截至今年1月底，丰田混合动力车在全球累计销量已超过170万辆。

在丰田旗下各混合动力汽车普锐斯堪称绝对主力，该品牌在全球热卖也使丰田很快就树立起了良好的环保形象。

丰田汽车美国销售公司总裁吉姆·伦茨当天表示，丰田在全球混合动力车领域的领先优势将越来越明显。

据他介绍，从目前到2012年，丰田将推出10款新型混合动力车。

当然，面对全球经济减速，美国汽车市场持续低迷，丰田混合动力车也难以独善其身。

今年2月，丰田在美国市场的混合动力车销量比去年同期大幅下降了35%。

2）本田
在混合动力车方面，以前本田公司主要销售的两个品牌，一个是1999年推出的“INSIGHT”，一个是2001年推出的“CIVIC”。

本田还在混合动力车的开发上，通过研究新型发动机、镍氢蓄电池等追求动力高效化；通过开发新型轻质铝车身、树脂油
箱等谋求车辆的轻型化，使汽车达到每公升汽油可行驶35公里的世界最高水平，并
且使汽车尾气排放达到世界最严格要求的标准。

本田汽车公司近日称，截至今年1月底，该公司生产的环境友好型混合动力车全球累计销量已突破30万辆，达30.074万辆。

据介绍，在其已销售的混合动力车中，主力车型思域占25.5249万辆；第一代Insight占1.7020万辆；面向北美市场生产的雅阁卖出去2.8471万辆。

本田称，新版Insight作为其目前主打的混合动力车，自本月6日正式开始销售以来，发售仅11天订单就突破1万辆，达到了其月销售目标的两倍。

2.2 美国混合电动汽车发展概况
政府的发展规划
1973年OPEC组织对西方国家石油禁运给美国政府敲响了警钟。

1976年卡特总统签署EV/HEV研究开发和示范法案，授权美国能源部执行和管理EV/HEV研究计划，但是直到九十年代初电动车的研究在美国才真正开始。

1990年10月布什总统签署清洁空气法严格规定了汽车排放的标准，同月加州政府也有了新的规定，即要求汽车制造
商在加州销售的车辆中百分之二必须是零排放车辆，而当时只有纯电动汽车才可
能达到零排放车辆的要求。

1991年1月美国先进电池联合会成立，成员包括美国三大汽车制造商(福特、通用和克莱斯勒)以及美国电力研究院、美国能源部，正式开始了政府与企业联合开发电动汽车的新时期。

1992年麻省州和纽约州正式采用了加州零排放车规定,同年布什总统正式签署能源政策法案，有关EV/HEV研发成为此法案的重要组成部分。

根据此法案，联邦政府将第一笔经费拨给国防部从事EV/HEV 的研发和示范。

1993年，美国克林顿政府推出了新一代汽车伙伴计划即PNGV，要求联邦政府部门从1993到1995年度大量购买包括EV/HEV的替代燃油车。

PNGV制订了10年开发计划，目标是80mpg(约3L/100km)的低油耗汽车。

2002年1月9日，10年计划尚未结束，美国能源部部长斯潘塞·阿伯拉罕在各大汽车公司首脑参加的会议上宣布，根据总统布什的国家能源计划，降低美国对进口石油依赖性，决定成立一个新的汽车研究项目，叫做自由车(FreedomCAR)，该项目的长期目标是高效、价廉、无污染。

研究先进、高效的燃料电池技术，用氢燃料作动力，不产生任何污染。

改
项目继续对电动汽车进行专项研究，但是重点是发展氢燃料电池电动车。

PNGV概念车
按照PNGV的时间表，在1999年以前为浓缩并集中技术目标阶段，1999～2001为生产概念车阶段，2001～2005年为生产性样车阶段。

按照上述开发时间表，经过各参与单位的6年努力，PNGV的中期目标已经实现。

在2000年底特律国际汽车展上福特和通用汽车公司展示了其柴油复合动力概念车，同年2月22日，戴姆勒克莱斯勒在华盛顿国家博物馆公布了其PNGV复合动力概念车。

PNGV计划在2002年被终止，原因是80MPG的目标很高，而研制的新车在成本上并未取得很好的成果，不能满足用户
在价格上的要求，也就是说，在短时期内不具有市场价值。

更重要的是，PNGV 仍
然局限于用石油作为基本能源。

因此要求新项目在这方面有新的突破，将着眼于
新一代汽车能源，而不囿于现有技术和当前燃料资源。

但是PNGV起到了全球EV/HEV技术开发领头人的作用，从其建立和执行情况来看，新一代汽车已经成为跨
国汽车公司和工业国家战略发展的重要内容。

位于密歇根州的Ｒ·Ｌ·波尔克公司的行业分析主管洛尼·米勒说，汽油价格上涨和人们的环保意识增强使混合动力型汽车受到消费者青睐。

在其他类型汽车销量下降时，混合动力型汽车成为美国汽车市场的一个亮点。

米勒预计，今年美国市场混合动力型汽车总销量将突破30万辆，超过2006年的25.45万辆。

他说：“混合动力型汽车的销量尚未达到稳定水平，在（全美）所有地区的销量还有继续增长的
空间。

”
2.3 混合动力汽车(HEV)的市场
国外混合动力汽车市场
近年来，混合动力汽车在美国市场上得到了广泛推广，混合动力汽车的销售量自1999
年以来持续上
［6］，如图1所示。

在汽车生产厂商方面，2007年在美国市场上丰田司以257 760辆的销量排名第一，本田公司和福特司分别以35 880辆和25 108辆紧随其后。

此外，根2005年的区域数据统计，加利福尼亚州的混合动力车登记数遥遥领先于其他州，共有52 619个；佛罗达州占据次席，共有10 470个；田纳西州位居第三，有9 632个；纽约州位居第四，共有9 372个；弗吉尼州位居第五，共有8 650个。

此外，洛杉矶是拥有混动力汽车最多的大城市，共有22 922个；旧金山位次席，共有15 828个；接下来是纽约，共有11 351；华盛顿位居第四，共有9 396个；再接下来是波士，共有 3 641个。

在日本市场上，根据日本汽车工业协会（Japantomobile Manufacturers Association，JAMA）2008年发的数据，混合动力汽车的使用量近些年快速增长［7］，
图2所示。

目前，由于与主流成熟的技术相比，混合动力技术是一项新兴技术；因此，很难预测混合动力汽车未来发达国家的市场占有量。

在美国，有很多专家和大学构发布了关于混合动力汽车市场的预测；但是，各种测的数据相差很大。

例如到2015年，美世咨询公司ercer）预测其增长为11％，而另一家波尔卡公司（Polk）的预测则为增长30％
2.4 影响混合动力汽车项目推广的变量
通过对国外混合动力汽车市场的分析显示，对于来混合动力汽车的发展，取决于不同的变量。

这些变可以划分为以下三组：①市场需求。

包括：消费者对合动力汽车技术的认识、持有的成本、保养的限制、择混合动力汽车技术的社会因素（例如驾驶混合动汽车带来的社会责任感）②供给需求。

包括：提供多混合动力汽车模型、制造商的生命周期成本、推动力能、以及燃料的有效性和排放量；③宏观经济因素。

将整体上影响市场，例如：燃料价格的走势、可替代术的可用性和相关性（如清柴油和天然气汽车），外，还包括相关制度管制和税收政策等。

在上述这些变量中，最相关的包括以下因素：
（1）燃油的经济性。

在美国市场，丰田普锐斯（Prius）大约比花冠orolla）贵4 000美元；本田思域（Civic）混合动力汽车比一般的燃油型思域贵2 500美元；福特Escape混动力汽车的市场价格比同类型的燃油汽车贵3 300元。

因此，消费者购买混合动力汽车的决定权越来越地取决于燃油经济性。

如果混合动力汽车较高的购价格能够在燃料节省方面可以得到补偿的话，则购
混合动力汽车在经济方面是值得。

（2）越来越严的环境考虑。

环境影响越来越成为消费者决定购买的动机。

公对汽车二氧化碳排放量导致气候变暖的讨论影响消者购买的决定。

在美国，关于能源独立性争论，正进步影响消费者购买的决定。

同时，驾驶“绿色汽车”在会中被认为是负责任和积极主动的行为。

（3）燃料的有效性和排放量。

二氧化碳的排放量与燃料在内燃机中的燃烧程度成正比。

现代的燃烧技术，例如，高准确地注入汽油，可以有效地减少燃料的消耗，降低CO、HC和NOx等有害气体的排放量。

混合动力汽车技术可以通过各种方式降低排放量，例如，在刹车启动过程中，通过再生制动系统减少燃料的消耗，或者在高效率条件下运转发动机。

（4）能量的存储。

能量存储是混合动力汽车的关键性能。

比如，再生制动系统、加速时的附加功能并不需要很多能量，这时电能就需要存储起来并快速地释放。

目前，混合动力汽车主要使用镍金属混合电池，这种电池相对比较沉重
和昂贵。

而正在研究运用锂离子技术的电池，相对较轻并更能存储能量。

（5）制度管制和税收政策。

世界上的一些区域，政府的政策明确支持在传统内燃机基础上发展混合动力汽车。

例如，美国的纽约、新泽西、密歇根、缅因州、康奈迪克、罗德岛、佛蒙特、加利福尼亚共八个州采用加利福尼亚大气资源委员会“零排放”项目的规定。

“零排放”项目的目的在于大力减少与空气质量相关的排放量。

除了设立未来的废气排放标准，各国政府还可以通过短期措施干预汽车的销售。

在美国至少有15个州和3个城市颁布了购买混合动力汽车的税收优惠政策；另外有13个州也正在考虑这些措施。

税收抵免政策总共有两个因素：一个是基于燃料效率的税收抵免；另一个是基于能量存储的税收抵免。

税收抵免的数目取决于混合动力汽车的类型。

在2005年，购买一台丰田普锐斯汽车，最高可获得3150美元的税收抵免［8］。

在欧洲，各国立法则更多元化。

目前有11个欧盟成员国完全或部分根据二氧化碳排放量或燃料消耗量来制定汽车或燃料税收政策。

为避免欧盟市场的分散，欧洲汽车制造商协会要求，基于汽车和替代燃料建立一个统一的、横跨欧洲的二氧化碳税收政策。

根据欧洲汽车制造商协会要求，二氧化碳排放量是税收政策的关键标准，应根据二氧化碳排放量提供税收优惠政策。

在法国，购买一辆混合动力汽车可补助2000欧元。

Captital（2006）通过对法国四年中混合动力汽车和燃油型汽车的总成本分析认为，购买混合动力汽车具有吸引力，主要是由于燃料成本的减少和税收优惠政策［9］，比较结果如表1。

3 、社会效益分析
随着我国汽车保有量的增加，石油短缺问题日益突出，预计到2010年，我国石油总
需求量的47%需要进口。

在我国推广使用混合动力汽车，可在一定程度上缓解石油供求的矛盾，节约大量外汇，这对于保持我国能源安全具有重要的战略意义。

同时可大幅度降低汽车尾气排放，减少汽车对大气环境的污染。

同时也可带动其他相关产业的发展。

4、我国发展混合动力汽车的机遇与挑战
4.1 机遇
在常规汽车技术开发方面，国内外存在明显的技术差距。

但是，混合动力汽车作为一种新兴的
节能环保型汽车，其技术和市场仍然处于一种蓬勃的发展阶段，国内外还不存在明显的代差，重
视和扶持我国的混合动力汽车产业，是快速缩短与世界汽车技术水平差距的发展良机，也是保障
我国汽车行业健康持续发展的重要机遇。

4.2挑战
1）行业竞争。

日本汽车公司如丰田、本田等混合动力技术已经相当成熟，北美市场对混合动
力技术日益高涨的需求，使得德国整车企业对此趋之若鹜。

宝马集团和戴-克集团一同加入通用
开发双模式混合驱动技术；奥迪、大众和保时捷共同开发混合动力SUV。

福特宣布要在2010年
底前实现25万辆混合动力车的计划。

丰田混合动力技术在全球高唱凯歌的现实，推动各大企业
发展混合动力和推出各自的混合动力计划。

国内企业如一汽、东风、上海大众等都推出了混合动
力样车，并提出量产化计划。

行业竞争使得混合动力发展势在必行。

可喜的是目前国内自主品牌
已经研发并投放使用混合电动汽车。

2）技术阻碍和技术缺失。

混合动力汽车的关键技术难点在
于整车控制器（HVCU）的软件开发，同时还有电机及其控制器（MCU）、电池及其管理系统（BMS）、
混合动力变速箱（如AMT）、内燃机与电机动力耦合装置、强电的安全防护以及车辆的成本控制
等。

混合动力要在中国汽车市场大规模地应用，必须解决电池的技术问题，重复充电、续驶里程
技术。

另外，降低成本，寻求符合消费心理价格位置也是十分关键。

3）目前市场现状。

据有关
数据统计，2008年从丰田普瑞斯在我国销量仅仅1 000多辆，占据国内丰田品牌不足1.2%，雷
克萨斯品牌的LS600H、RX400H在华销量分别在800辆和1 000多辆，占据整体品牌市场6%。

经
了解，目前针对雷克萨斯高端混合动力车型，销量已经达到同类型号40%~50%市场份额，可见人
们对混合动力的认可得到进一步提升，特别是在高端消费市场。

以上数据我们也看到混合动力车
在低端车市场份额比例较少，而在高端豪华车比例比较客观。

因此，要想混合动力汽车走向大众
化可能道路还是较长和艰巨的。

4.3 通用汽车公司对中国混合动力汽车市场的认识
中国市场前景诱人国内外汽车厂商蜂拥而上。