混合動(dòng)力汽車是一輛汽車，同時(shí)擁有兩種、或兩種以上的動(dòng)力裝置(也有的用“能源裝置其中有一種必須是電能動(dòng)力。

而一般來(lái)說(shuō)，除了電力之外的動(dòng)力，另一種都是車用內(nèi)燃機(jī)。所以“混合動(dòng)力”又常被稱作“油電混合”。

一、混合動(dòng)力汽車的.基本工作原理

與純電動(dòng)車和燃料電池車(以及單純太陽(yáng)能汽車等)方案相比，可以說(shuō)混合動(dòng)力采用的是一種不那么激進(jìn)的“中庸之道”。

其全部能源歸根結(jié)底還是來(lái)自車載燃油，燃油還是通過(guò)傳統(tǒng)熱力學(xué)過(guò)程由熱機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。

也就是說(shuō)，混合動(dòng)力整車的能源利用率不會(huì)高于車載內(nèi)燃機(jī)的最佳熱效率。

其節(jié)能減排的基本出發(fā)點(diǎn)是：優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)間。

(可以類比無(wú)級(jí)變速器。無(wú)級(jí)變速器可以在某功率下尋求燃油消耗率最小的工作點(diǎn)，而混合動(dòng)力可以將發(fā)動(dòng)機(jī)控制在整個(gè)萬(wàn)有特性圖中的最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)。)

例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的最經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)是：n=2000rpm，Pe=40Kw。

當(dāng)車輛負(fù)荷較輕時(shí)，比如，僅需要20Kw的功率。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍工作在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，輸出40Kw功率;多余的20Kw由電系統(tǒng)回收，儲(chǔ)存在電池中。(或者發(fā)動(dòng)機(jī)完全關(guān)閉，單純由電系工作。)

轉(zhuǎn)速和車速的協(xié)調(diào)由傳動(dòng)系的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)，所以很多HEV配置無(wú)級(jí)變速器。

當(dāng)車輛負(fù)荷較大時(shí)，比如，需要60Kw的功率。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍工作在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，輸出40Kw功率;不足的20Kw由電系統(tǒng)提供，電池對(duì)外放電。(或者發(fā)動(dòng)機(jī)完全關(guān)閉，單純由電系工作。)

混合動(dòng)力技術(shù)能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的具體原因，可參閱《汽車?yán)碚摗返诙碌谖骞?jié)。

就目前技術(shù)水平而言，與常規(guī)動(dòng)力車輛相比，混合動(dòng)力車輛的油耗可以降低一半左右，排放污染物水平減少的幅度更大。

二、技術(shù)類型

混合動(dòng)力車輛，根據(jù)“油”與“電”的不同組合方式，有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)之分。較常見(jiàn)的是前兩者。

(1)所謂“串聯(lián)”，就是發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)-車輛傳動(dòng)裝置…成線形串成一列。在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間是蓄電池端口，由控制器控制。能量基本流程：

①發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，燃油的化學(xué)能由內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(或者關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，完全由電池提供能源);

②帶動(dòng)發(fā)電機(jī)全部轉(zhuǎn)化成電能;

③如果發(fā)電量不足，則由電池補(bǔ)充;如果發(fā)電量超過(guò)需求，則將多余的部分儲(chǔ)存在電池中;

④電能經(jīng)過(guò)電池的調(diào)節(jié)后傳遞給電動(dòng)機(jī)，再次轉(zhuǎn)化成機(jī)械能;

⑤機(jī)械能帶動(dòng)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)，提供驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力…

由于所有能量都要經(jīng)過(guò)發(fā)電-電動(dòng)的反復(fù)轉(zhuǎn)換，效率較差;而且由于串行布置，所有動(dòng)力總成都要滿足車輛最大功率的需求，體積和質(zhì)量都難以控制。

但串聯(lián)式方案由于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間沒(méi)有直接的聯(lián)接，發(fā)動(dòng)機(jī)工作不受行駛環(huán)境和駕駛員意圖的影響，容易控制在理想工作點(diǎn)，整套控制系統(tǒng)也較簡(jiǎn)單(相對(duì)并聯(lián)和混聯(lián))。

目前，如果選用效率較高的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛的效能還是可以接受的。

(2)所謂“并聯(lián)”，指的是“油”和“電”都可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。它的核心電系是一個(gè)在控制器控制下的電機(jī)，可以適時(shí)的充當(dāng)電動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)。

①發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，燃油的化學(xué)能由內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(或者關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，完全由電池提供能源);

②如果該功率不足，則電池放電，電機(jī)對(duì)外輸出機(jī)械功，在動(dòng)力合成裝置的協(xié)調(diào)下該機(jī)械功與來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械功匯合，共同驅(qū)動(dòng)車輛;如果發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)剩，那么動(dòng)力合成裝置將一部分功率分配給電機(jī)，電機(jī)發(fā)電，將剩余的能量?jī)?chǔ)存起來(lái);

③從動(dòng)力合成裝置輸出的機(jī)械功驅(qū)動(dòng)車輛…

很顯然，并聯(lián)式方案更復(fù)雜，而且發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪存在機(jī)械連接，對(duì)控制器的要求更高。

但其最大的優(yōu)點(diǎn)是效率高。驅(qū)動(dòng)輪輸出功率中的很大一部分直接來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)，而不需要發(fā)電-電動(dòng)的轉(zhuǎn)換。另外，由于內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的功率是相加后共同滿足行駛需求，它們各自的額定功率都可以遠(yuǎn)小于整車的功率需求，可以做到小型化、輕量化，這對(duì)于許多小型車輛而言是必須的。

(3)還有一種“混聯(lián)”。從理論上說(shuō)，其綜合性能最佳;但系統(tǒng)組成非常龐大，傳動(dòng)布置非常困難，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也非常高。在此不多介紹。

三、特點(diǎn)

混合動(dòng)力技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：

(1)所采用的動(dòng)力總成都是對(duì)已有技術(shù)的繼承，需要完全重新研制的設(shè)備不多。

(2)由于所有能源從本質(zhì)上還是來(lái)自車載燃油，能夠比較準(zhǔn)確的定量評(píng)價(jià)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性的貢獻(xiàn)。

(3)是目前唯一可以回收制動(dòng)能量(部分)的技術(shù)。

(4)對(duì)蓄電池技術(shù)要求相對(duì)不高。

(5)利用普通加油站。

而存在的問(wèn)題主要有：

(1)沒(méi)有完全擺脫對(duì)化石燃料的依賴。這是最致命的缺陷，所以一般認(rèn)為混合動(dòng)力技術(shù)只是燃料電池車輛普及之前的一個(gè)過(guò)渡。

(2)在所有電動(dòng)車輛技術(shù)中，其控制系統(tǒng)最為復(fù)雜。對(duì)控制器軟硬件水平以及車上信號(hào)通信的要求非常高。(因此，實(shí)際混合動(dòng)力車輛的效能與仿真計(jì)算相比，存在一定差異。)

(3)由于各動(dòng)力裝置的工作狀況切換比較頻繁，其壽命存在問(wèn)題。而且大量的瞬態(tài)工作過(guò)程對(duì)油耗和排放都帶來(lái)一定負(fù)面影響。

(4)專門用于混合動(dòng)力車輛的高效率、低排放內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)還需加快進(jìn)度。

(5)研發(fā)和制造成本較高。