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混合動力汽車 （Hybrid Vehicle）是個比較大的概念，今天我們所說的混合動力，其實是指油電混合動力汽車 （Hybrid Electric Vehicle, HEV）。
油電混合動力汽車使用燃油和電動兩種驅(qū)動方式來為汽車提供動力。一般情況下，混合動力車輛在啟動和低速行駛時使用電動機驅(qū)動，在速度超過一定數(shù)值時采用內(nèi)燃機驅(qū)動，高速和急加速時采用兩者同時驅(qū)動；在正常行駛或者減速剎車時，可對電動部分的電池進行充電，這樣發(fā)揮了電動機的轉(zhuǎn)矩優(yōu)勢，讓內(nèi)燃機工作在比較理想的工況下，效率也比較高，兩者共同出力時車輛具有了更好的加速性能，達到了高性能、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。因為混合動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力汽車了。
既然是兩套動力系統(tǒng)，當(dāng)然就有個孰輕孰重的問題。如果以電動機為主要動力，那么內(nèi)燃機的主要作用就是發(fā)電了，這就是我們所說的串聯(lián)式混合動力（SHEV），它完全依靠電動機提供動力，所以其發(fā)電機、電動機、電池的體積都比較大，也就是更偏向于電動車，成本更高，性價比偏低。如果以內(nèi)燃機和電動機共同作為主要動力，那么電池、電機、電動機就可以更小一些，甚至發(fā)電機的角色可以完全由電動機來代替，這就是我們所說的并聯(lián)式混合動力（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。根據(jù)發(fā)動機功率和電動機功率的比例也可以看出混合動力以何種動力為主，這就是我們通常所說的混合度的概念。這個比例小于5%為微混，5%~15%為弱混，15%~40%為中混，大于40%為強混。舉個例子：比亞迪唐，電動機功率比發(fā)動機功率大69kW，混合度為145%。
電路有串聯(lián)和并聯(lián)，還有混聯(lián)，混合動力是不是也有必要搞個混聯(lián)來結(jié)合兩者的優(yōu)點呢？
混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，在并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一臺發(fā)電機。電動機和發(fā)動機可以共同驅(qū)動車輛，同時，發(fā)動機通過發(fā)電機和電動機連接在一起，發(fā)電機可以持續(xù)為電池充電，也可以給電動機供電，從而讓發(fā)動機和電動機之間的關(guān)系變得更加靈活：既可以單獨驅(qū)動車輛，又可以共同驅(qū)動車輛，還可以互相驅(qū)動，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（或多個離合器的變速箱）替代了變速箱，起到連接、切換兩種動力以及減速增扭的作用，也就是所謂的動力分流裝置PSD（power split device）。
以下圖行星齒輪為例，其中sun gear接發(fā)電機，carrier連接發(fā)動機，ring gear接電動機和輸出軸，在不同的車速狀態(tài)，PCU計算出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，通過控制電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機要么不轉(zhuǎn)（發(fā)電機和電動機都是可以反轉(zhuǎn)的，起步或者低速時，電動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)動方向相反，互相抵消，從而保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0），要么保持在2000rpm~3000rpm的高效率區(qū)間，從而讓發(fā)動機和電動機的優(yōu)勢都充分發(fā)揮。（這部分特別有趣，完美展現(xiàn)了機械之美，感興趣的朋友可以深入研究）
當(dāng)然，技術(shù)難點就是結(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)下對發(fā)動機和電動機的出力要進行精確控制。對于大部分廠家來講，還有一個難點，就是豐田已經(jīng)申請了混聯(lián)混合動力的專利。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)。因為有了混合動力，所以發(fā)動機本身的低速扭矩就不再重要了，然后針對混合動力來優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)動機，開發(fā)出了阿特金森發(fā)動機，進一步提高效率。
下面我們來詳細說說混合動力系統(tǒng)。
兩臺電動機加行星齒輪的技術(shù)方案：結(jié)構(gòu)如上圖，兩臺電機為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)動車輛。當(dāng)然它們的分工也不是絕對的，MG1還負責(zé)啟動發(fā)動機，MG2在剎車時候給電池充電。車輛在低速或者低負載時，只由MG2來驅(qū)動車輛；車輛在正常行駛時，發(fā)動機驅(qū)動車輛，同時靠MG1給電池充電同時驅(qū)動MG2；當(dāng)急加速時，發(fā)動機和MG2同時驅(qū)動車輛，獲得最佳的性能；在車輛減速剎車時，MG2將進行發(fā)電并充入電池。這些工作都是在PCU（power control unit）的控制下自動的進行，比如急加速時，PCU會控制逆變器輸出高電壓，從而讓MG2爆發(fā)更強的動力。MG1、MG2、發(fā)動機和車輪之間的動力傳遞由ECVT（Electronic Continuously Variable Transmission）即電子無級變速系統(tǒng)來完成，配合PCU可以實現(xiàn)酣暢淋漓平順流暢的駕駛體驗。
電池組采用的是鎳氫電池，成本低，安全性高，不過可能會有朋友擔(dān)心鎳氫電池的記憶效應(yīng)，實際上這一點無需擔(dān)心，有測試表明，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機，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根本就不省油。前面說的通用的混合動力系統(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)化和市場的檢驗。
總體來說，混合動力汽車雖然沒有做到零排放，但是其所能達到的動力性、經(jīng)濟性和排放指標(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)，加上相對成熟的技術(shù)，混合動力汽車必然是一個相對長久的存在。
應(yīng)了那句話：混合動力汽車是通往未來汽車技術(shù)的一個橋梁，不過這個橋梁可能很長...
（來源：網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者）
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