第1章　概述

汽车已与人们的日常生活和生产密不可分。然而众多燃油汽车排放所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，使开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。人们越来越关注其他燃料的汽车和电动汽车的开发，电动汽车成为最主要的选择之一。电动汽车（electric vehicle，EV）包括纯电动汽车（battery electric vehicle，BEV）、混合动力汽车（hybrid electric vehicle，HEV或HV）和燃料电池汽车（fuel cell electric vehicle，FCEV）三种。使用电动汽车可实现无污染，并可利用煤炭、水力等其他非石油资源，它是理想的零排放或低排放车辆，因此使用电动汽车无疑是解决问题的最有效途径。但是由于作为纯电动汽车的关键部件之一的电池在能量密度、寿命、价格等方面的问题，使纯电动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡。尽管目前具有世界先进水平的纯电动汽车的性能与内燃机汽车已不相上下，但过高的成本使其难以商品化。燃料电池汽车具有极高的效率、低排放、低噪声，其甲醇燃料来源广泛，并可再生等重大优势，已成为世界各大汽车集团新世纪激烈竞争的焦点，是21世纪改变人类生活的十大高科技项目之一，但产业化仍需较长时间。在这种环境下，结合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力汽车异军突起，在世界范围内成为新型汽车开发的热点。可以相信，在电动汽车的储能部件——电池没有根本性突破以前，使用混合动力汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。

混合动力汽车（HEV或HV）是在一辆汽车上同时配备电力驱动系统（traction motor）和辅助动力单元（auxiliary power unit，APU），其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组，目前HEV所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃气轮机。将产生动力的部件与电能储存元件以不同的方式结合起来，可以形成不同类型的混合动力汽车。简而言之，混合动力汽车就是将传统的内燃机、电力驱动装置和储能装置结合在一起，它们之间的良好匹配和优化控制，可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，避免各自的不足，是当今最具实际开发意义的低排放和低油耗汽车。

较之纯电动汽车，混合动力汽车具有如下优点。

①可以最大限度发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点。

②由于有原动机作为辅助动力，电池的数量和重量可减少，因此汽车自身重量可以减轻。

③辅助动力单元的选用使汽车的续驶里程和动力性能可以达到与内燃机汽车相当的水平。

④借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器，不需要消耗电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。

较之内燃机汽车，混合动力汽车则具有如下优点。

①虽然内燃机会有排放产生，但由于其排量小，主要工作在最佳工况点附近，而大大减少了汽车变工况（特别是低速、怠速）时的排放，再由于可回收制动能量，可使混合动力汽车成为较低排放的节能汽车。

②在人口密集的商业区、居民区和游览区等地，混合动力汽车可以关闭辅助动力单元，由纯电力驱动，成为零排放的电动汽车。

③可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低汽车的能量消耗和排污。

混合动力汽车基本上不改变现有的汽车产业结构，不改变现有能源（石油燃料）的体系，不改变用户对汽车的使用习惯，这也是它能够迅速实现产业化的重要原因。

由以上分析可以看出，混合动力汽车的研究和发展对于解决环境污染和能源危机这两个人类目前面临的大难题能起到相当大的作用。