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混動汽車（Hybrid Vehicle），又稱復合動力汽車，是指擁有兩種以上動力源，使用其中一種或多種動力源提供驅動力的車輛。一般指油電混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV）。

1900年，費迪南德·保時捷制造出了世界上第一輛混合動力汽車“Semper Vivus”。1977年，豐田汽車推出了一款基于其經典車型豐田Supra的混合動力概念車Sports 800 Hybrid。1997年，奧迪duo、第一代豐田普銳斯和本田第一代Insight等混動車型上市。2001年，中國科技部啟動了“國家高技術研究發展計劃”中的電動汽車重大專項，用于研發設計混合動力汽車。2008年，比亞迪L3研發、制造并量產的第1款插電式混動汽車F3DM上市，2015年，全球前十的插電式混合動力汽車中，有三款中國品牌，其中比亞迪的“秦”和“唐”的銷量占據全球前兩位。2023年9月，工信部等七部委發布《汽車行業穩增長工作方案（2023-2024年）》，鼓勵企業采用綠色低碳的混合動力技術路線。

混合動力汽車在驅動系統上改進，增加由高壓動力電池、電機組成的電動動力驅動線路。根據混合程度，內燃機在電池電量不足時啟動或全程啟動，動力電池輔助內燃機運行。混合動力汽車主要配置有內燃機、動力電池、動力驅動單元、DC/DC轉換器等。混合動力汽車可按混合動力汽車驅動連接方式、混合度、能否外接電源進行充電等方式進行分類。其中按混合動力汽車驅動連接方式可分為串聯式混合動力汽車、并聯式混合動力汽車、混聯式混合動力汽車。

簡史

世界混合動力汽車的發展

1900年，25歲的費迪南德·保時捷制造出了世界上第一輛混合動力汽車“Semper Vivus”。Semper Vivus是一輛真正意義上的串聯式混合動力汽車，它采用汽油機為發電機提供能量，使用兩個前輪輪轂電機作為驅動力行駛。1902年，德國工程師和發明家亨利皮珀發明了并聯式混合動力，而在后期研發中，他還開發出早期的電池動力管理系統。1915年，在紐約車展之上，新興汽車制造商Owen Magnetic生產的6缸混合動力車型首次發布。

1966年，為了緩解日益嚴重的空氣污染，美國國會通過了一項議案議案，提倡開發和使用低油耗及純電動車型。1969年，通用汽車汽車為了響應政府號召，推出了一款名為512系列混合動力試驗車。20世紀70年代，石油危機席卷全球，這加速了混合動力技術發展。1977年，豐田汽車推出了一款基于其經典車型豐田Supra的混合動力概念車，命名為Sports 800 Hybrid。Sports 800 Hybrid并不是傳統意義上的混動，它采用的是燃氣輪機＋電動機的并聯形式。1989年，奧迪展出了在100 Avent Quattro基礎上研發的duo試驗車，這輛車采用了2.3L五缸發動機驅動前輪，兩臺電動機驅動后輪。1997年，奧迪在基于A4 Avent的基礎上，將第三代duo正式量產。不過duo并沒有被市場所接受，最終走向了停產。同年上市的混動車型還有第一代普銳斯和本田技研工業第一代Insight。

2001年，普銳斯正式進入美國市場，因其油耗表現及可靠性，其車主可以獲得最高2000美元的聯邦稅。2005年，福特汽車公司在北美車展上發布了Fusion hybrid原型車。2007年，在北美車展上，通用展示了雪佛蘭沃藍達的概念車。2008年，在洛杉磯車展上，福特汽車公司正式發布了第一代的Fusion hybrid車型（Fusion即是中國的“福特蒙迪歐”）。2010年，雪佛蘭沃藍達進行了量產，是當時第一家量產出增程式混合電動車的廠家。

中國混合動力汽車發展

2001年，中國科技部啟動了“國家高技術研究發展計劃”中的電動汽車重大專項，用于研發設計混合動力汽車。2008年，比亞迪L3研發、制造并量產的第1款插電式混動汽車F3DM上市，F3DM是世界范圍內首款上市銷售的雙模電動車。2013年12月17日，搭載了雙擎雙模技術的比亞迪全新混動車型秦正式在中國上市，秦是比亞迪第2款量產的插電式混動汽車。2015年，在全球排名前十的插電式混合動力汽車中有3款自主品牌產品。其中，插電式混合動力汽車以比亞迪為代表，“秦”和“唐”的銷量占據全球前兩位。2020年，中國發布了《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》，其中特別提到到2035年，傳統能源動力乘用車將全部轉化為混合動力，占比達到100%。2023年9月，工信部等七部委聯合印發的《汽車行業穩增長工作方案（2023-2024年）》中，明確提到了鼓勵企業以綠色低碳為導向，探索混合動力等技術路線。

功能原理

混合動力汽車與傳統汽車相比，主要的改進是在車輛的驅動系統上，即在傳統汽車的內燃機、變速器、傳動軸到車輪的驅動線路上，增加了一套由高壓動力電池、電機組成的電動動力驅動線路。在車輛行駛時，根據混合動力汽車設計的混合程度，通常會由動力電池先通過電機輸出動力來驅動車輛，當電池存儲電能不足時，內燃機再自動啟動參與車輛的驅動。也有部分混合動力汽車內燃機是全程啟動的，動力電池輸出的動力僅僅用于輔助內燃機平滑運行。

結構

混合動力汽車具有傳統汽車與純電動汽車的雙重部件。配置有內燃機、動力電池、動力驅動單元、DC/DC轉換器，如果是插電式混合動力汽車還配置有車載充電器等。由于動力電池、DC/DC轉換器等部件與純電動汽車在結構原理上并無區別，但是動力驅動單元的設計卻是混合動力汽車的中心，既是車輛混合動力驅動形式的反映，也是一輛混合動力汽車技術性能的重要體現。在混合動力的車型中，中度、重度混合動力其內部在傳統內燃汽車基礎上主要增加有高壓動力電池組和改進的變速驅動單元，并為特定車輛需求增加一些其他附屬部件。

主要分類

按混合動力汽車驅動連接方式分類

根據混合動力汽車上2種驅動設備的動力傳遞關系，混合動力汽車分為串聯式、并聯式和混聯型三種。

串聯式混合動力汽車

串聯式混合動力又稱“增程式”電動汽車。串聯是指發動機的動力與電機的動力在傳遞路徑上是串聯關系。串聯式混合動力汽車的工作方式是發動機驅動發電機為電池充電，發電機與動力電池為電機提供電能，電機再驅動汽車，車輪只與電機有機械連接。發動機長時間保持在最佳工作狀態，進而達到減排的效果。它是一種發動機輔助型的電動汽車，主要是為了增加車輛的行駛里程。由于在發動機和發電機之間的機械連接裝置中沒有了離合器，因而它有一定的靈活性。串聯式混動汽車動力傳遞的結構簡單，它需要三個動力裝置：發動機、發電機和電機。

并聯式混合動力汽車

并聯式混合動力汽車，是指電機和發動機并行排布，二者的動力傳遞路線相對獨立，通過不同的離合器分別驅動車輪。發動機產生的驅動力與電機產生的驅動力在離合器或變速器上進行機械疊加混合，而不像串聯式混合方式只是在電能上的混合。從概念上講，并聯式混合動力電動汽車是電力輔助型的燃油車，可以采用發動機單獨驅動、電力單獨驅動，也可以共同驅動三種驅動模式。并聯式混合動力，保留了常規汽車的動力傳遞形式，以發動機為主要動力源，在發動機動力不足時電機加入到驅動中，讓發動機盡量靠近最有效率狀態，進而達到節油的效果，效率也更高。電機同時也是發電機，當發動機提供的功率大于驅動電動車所需的功率或者再生制動時，電機工作在發電機狀態，對動力電池充電。并聯式比串聯式混合動力電動汽車的電機的體積要小，即使在長途行駛時，發動機的功率可以達到最大，而電機的功率只需發出50%功率即可。

混聯式混合動力汽車

混聯式又稱功率分流式，結合了并聯和串聯兩種形式的優點。在并聯式的基礎上，增加了一個獨立的發電機。在發動機與電機共同參與驅動的過程中，發動機也可以通過發電機對電池進行充電，使車輛能以串聯和并聯兩種形式工作。混聯式混合動力汽車兼具并聯和串聯混合動力汽車的工作模式。混聯式混合動力電動汽車在結構上綜合了串聯式和并聯式的優點。與串聯式相比，它增加了機械動力的傳遞路線，與并聯式相比，它增加了電能的傳輸路線。混聯式混合動力電動汽車的結構復雜、成本高，隨著控制技術和制造技術的發展，現代混合動力電動汽車更傾向于選擇這種結構。

按照混合度分類

混合度指電機功率占動力系統總功率的百分比（動力系統總功率為蓄電池給電機的功率和發動機的功率和），分為微混合、輕混合、中混合、重混合四種。

微混合

混合度小于或等于5%的稱為微混合動力，微混合又稱停啟（Stop-Start）式，在交通擁堵的城市，可以實現節油率5%~10%。微混合動力車型的電機基本不具備驅動車輛的功能，一般是用作迅速啟動發動機，實現停啟功能，例如Smart Smart Fortwo MHD（雙人迷你型混合動力汽車）就屬于這種類型。優點是汽車結構改變很小，成本增加很少，易于實現；有可能成為乘用車的標準設置；主要缺點是當停車需要空調時，不起作用；推廣“停啟式”結構，需要提高公眾的節能意識；學術界有人認為“停啟式”算不上混合動力系統。

smart for Two MHD、別克君越ECO-Hybrid等屬于這種類型。其優點是汽車結構改變很小，成本增加很少，易于實現，成為很多乘用車的標準設置。其主要缺點是當停車需要空調時，由于發動機需要工作，所以大多數情況下沒有啟停功能能起作用的工況。

輕混合

混合度在5%~15%的為輕度混合動力。在這種類型中，發動機依然是主要動力，電機不能單獨驅動汽車，只是在爬坡或加速時輔助發動機驅動，同時具有制動能量回收和“停啟”功能；發動機排量可減少10%~20%，節油率可達到10%~15%；技術難度相對小，成本增加不很多。輕混合動力汽車的特性：車輛停止時，關閉發動機；起步和加速時電機起輔助發動機作用；減速/制動時，發動機依據傳統電控發動機系統控制而執行斷油模式，并將獲得的再生制動能量充入蓄電池。典型車輛如奔馳S400混合動力早期款汽車。

中混合

混合度在15%~40%的為中度混合動力。中度混合動力的車輛一般采用100V以上的動力電池，混合度在30%左右。與輕度混合動力系統的不同之處在于，中度混合動力系統采用的是高壓動力電池和電機。在車輛加速或者大負荷工況時，電機能夠輔助內燃機驅動車輛，補充內燃機本身動力輸出的不足，提高整車性能。這種系統的混合程度較高，在城市循環工況下節省燃油可以達到20%~30%。

典型代表的技術有通用旗下BAS（Basic Assist System）系統的君越混合動力、梅賽德斯奔馳為smart開發的一套名為MHD（Micro Hybrid Drive）的怠速熄火系統，以及奇瑞汽車合作研發的BSG（Belt-driven Starter/Generator）系統。這種驅動系統的特點是由曲軸皮帶驅動的啟動/發電機取代了傳統內燃機的發電機，由這個新型的啟動/發電機提供車載電力系統的同時，還能快速啟動車輛的內燃機。

重混合

混合度在40%以上的為重混合動力。中混合和重混合這兩類車型可由電機或發動機單獨驅動，普銳斯就屬于此類。重混合動力汽車的電機和發動機可以分別獨立或聯合驅動車輛，低速起步、倒車和低速行駛時可以純電動驅動，同時具有制動能量回收和“停啟”功能；電機的功率約為發動機功率的50%，節油率可達到30%~50%；技術難度較大，成本增加多。典型車型有凱迪拉克CT6 插電式混合動力汽車、豐田普銳斯混合動力汽車。

按能否外接電源進行充電分類

按能否外接電源進行充電，分為插電式混合動力汽車（PHEV，Plug－in Hybrid Electric Vehicle）以及非插電式混合動力汽車。

非插電式混合動力汽車

非插電式混合動力汽車不能外接充電，蓄電池的電能在下降一定數值（比如60%）時，由發動機工作帶動高壓發電機給蓄電池充電，充電時發動機處于高效率工況下。

插電式混合動力汽車（PHEV）

插電式混合動力汽車（PHEV）是介于電動汽車與燃油汽車兩者之間的一種車型，它既有傳統燃油汽車的發動機、變速器、傳動系統、油路、油箱，也有電動汽車的高壓電池、電機、控制電路。插電式混合動力汽車的電池容量比較大，可以獨立為電機供電，以純電動模式行駛比較長的距離，并提供充電接口，可以通過停車場的380V或家庭220V交流電源對其動力電池充電，不用啟動發動機驅動發電機也能充電。比亞迪F3DM和雪佛蘭volt，以及長春一汽新能源汽車公司下線并投人市場的奔騰B50插電式混合動力轎車都屬于這種類型。

其它分類

按照輔助驅動裝置或能量存儲裝置的類型可分為油電混合動力汽車即狹義上所講的混合動力汽車（Hybrid Electrical Vehicle）、液壓混合動力汽車（Hydraulic Hybrid Vehicle）、壓縮空氣混合動力汽車。

液壓混合動力汽車

液壓混合動力汽車以電池、電機作為發動機動力的輔助動力，是節能環保型汽車的一種型式。由于其對電池性能的要求高，限制著混合動力汽車的推廣進程。故開始有人研究用液壓貯能器替代電池，用液壓馬達替代電機，開發液壓混合動力系統，創造出節能環保型汽車的另一種形式。液壓混合動力系統主要適用于城市公交客車、城市出租車、城市垃圾回收車輛及山區車輛，對于頻繁產生的剎車動能及下坡勢能及時回收，在起步及上坡時釋放能量，從而降低能耗。還可以替代車輛上的緩沖器，提高車輛制動器的壽命，增加車輛的安全性。

壓縮空氣混合動力汽車

2010年，PSA集團公司的兩位工程師穆卡德姆和安德雷·亞爾斯，共同創立了一個名為混合空氣動力學的項目。他們將一輛微型汽車的發動機與民用運輸機的液壓系統連接起來進行實驗。這套“空氣混合動力系統”通過一個液壓泵和活塞地將氮氣壓縮到一個名為“高壓蓄能器”的存儲艙中。當高壓蓄能器工作時，它會釋放出高壓氣體，這些氣體借助液壓油推動液壓泵向相反方向運動，進而驅動車輪前行。在這個過程中，液壓泵起到了傳統汽車發動機的作用。這套混合動力系統可以根據行駛工況在傳統動力和空氣動力之間進行切換。在爬坡或高速公路等路況下，傳統發動機將發揮主要作用。此外，制動回收系統可以將剎車時產生的多余能量轉化為電能等，當這些能量未能成功地為氮氣再次加壓時，傳統發動機也會發揮作用。

主要特點

混合動力汽車（Hybrid Vehicle）是指擁有兩種以上動力源，使用其中一種或多種動力源提供驅動力的車輛，也叫復合動力汽車。一般是指油電混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV），即采用傳統的燃油機（柴油機或汽油機）和電機作為動力源，也有的發動機經過改造使用其他替代燃料，例如壓縮天然氣、丙和乙醇燃料等。

環境影響

混合動力車耗油量只占普通轎車的70%，每年可以減少約378升的燃料消耗，相應減少約832千克二氧化碳排放量。若中國汽車年銷量的10%（約38.3萬輛）為混合動力車，每年可減少約1.45億升燃料消耗，減少約31.8萬噸二氧化碳排放量。汽車排量與油耗的關系十分密切。與排量為2.0升的汽車相比，排量為1.3升的汽車每年可少消耗294升燃油，相應減少647千克二氧化碳排放量。

發展現狀

世界

美國主要以中高端車型的汽油機和驅動電機混合動力技術開發為主，日本主要以豐田汽車和本田技研工業開發的混合動力技術為主，歐洲主要以柴油混合動力車型為主。具有代表性的混合動力車型包括通用的Precept、福特的Prodigy、日產汽車公司的Tino、奔馳的S400 Blue Hybrid，凱迪拉克的Escalade等。在混合動力技術方面，福特汽車公司和豐田汽車公司主要研發雙ISG+行星輪系混合動力系統，通用汽車公司主要研發BSG+PHEV技術，克萊斯勒汽車公司主要研發高端的串聯式混合動力系統，大眾主要開發ISG+PHEV技術，雪鐵龍公司主要研發BSG+ISG+AMT+Clutch混合動力系統，寶馬主要開發ISG+AT技術，廣汽本田公司主要開發ISG+CVT技術。

中國

中國在新能源汽車自主研發中，重點聚焦核心技術、系統集成和關鍵部件，形成了純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池汽車“三縱”和電動機驅動系統、整車控制系統、動力蓄電池/燃料電池“三橫”的研發格局。中國已建立混合動力電動汽車技術平臺和產學研合作體系。在電池技術方面，中國自主研制出6-100A?h氫電池和鋰離子動力電池，性能接近國際水平。中國還掌握了百千瓦級燃料電池內燃機技術。中國一汽、東風、長安、比亞迪等國內汽車企業已將混合動力電動汽車作為主流產品，部分車型已實現批量上市。

比亞迪是中國的混合動力fcv生產商。2008年，比亞迪推出搭載第一代雙模技術的F3DM，成為中國自主插混技術的先驅。2013年，第二代雙模技術產品具備全時電四驅，百公里加速5s內，油耗低于2L，被稱為“542”黑科技標桿。2018年，第三代雙模技術產品經過全面優化，采用全新動力架構，將插混產品性能提升至新高度。比亞迪通過多年的技術積累和創新迭代，掌握了新能源汽車領域的核心技術，引領性能提升。中國汽車產業逐漸縮小與汽車發達國家的差距，在新能源汽車研發和產業化方面走在世界前列。