李小康 司文博 郭劍英

陸軍裝甲兵學(xué)院 北京 100072

目前車輛工程在節(jié)能方面、排放等方面都有著明顯的改善，但是近年形成霧霾頻發(fā)的主要原因便是汽車尾氣，并且由于科技水平發(fā)展的局限，燃油車的尾氣排放問題依然難以突破。因此，新能源車輛的研制開發(fā)已經(jīng)成為了當(dāng)今社會的必然趨勢[1]。而純電動車的應(yīng)用又難以使在短時間內(nèi)取代燃油車輛。因此，混合動力技術(shù)的出現(xiàn)，將互相彌補電動車輛與燃油車輛之間存在的缺點，并協(xié)調(diào)統(tǒng)一其優(yōu)點[2]。混合動力車輛所具有排放量低、耗油量小的特點，并且不僅在成本上比電動車輛廉價，而性能上遠勝于普通燃油車。

1 混合動力技術(shù)現(xiàn)狀分析

混合動力技術(shù)概述。混合動力技術(shù)是一種全新性的技術(shù)形式，它分別在安全、節(jié)能、環(huán)保方面進行創(chuàng)新?，F(xiàn)今混合動力技術(shù)結(jié)合了排放量低、耗油量小的特點，已經(jīng)在車輛工程領(lǐng)域得到了廣發(fā)運用，并且衍生出兩種混合動力系統(tǒng)。

2 混合動力技術(shù)分類

2.1 油、電混合動力系統(tǒng)

油、電混合動力在車輛工程領(lǐng)域的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)燃油車與電動車的割據(jù)現(xiàn)狀。在繼承內(nèi)燃機，并用電動機加以配合的基礎(chǔ)上，依據(jù)實際狀況進行靈活調(diào)控，以達到將發(fā)動機持續(xù)維持在綜合性能最佳的目的。

（1）串聯(lián)式。串聯(lián)式連接一般是通過發(fā)動機帶動發(fā)電機，提供元件所需的能量，并使電動機大幅度運轉(zhuǎn)以致產(chǎn)生電磁力矩，從而驅(qū)動汽車的行駛。串聯(lián)式連接驅(qū)動經(jīng)濟性較好，并且其排放指標也相對較低，主要運用在城市公交和集裝箱貨車方面。但是由于結(jié)構(gòu)較于簡單，因此能量在進行多次轉(zhuǎn)化的過程大大損耗，造成耗油量的增加。

（2）并聯(lián)式。并聯(lián)式連接有著兩套驅(qū)動系統(tǒng)，分別為發(fā)動機和電力驅(qū)動。并聯(lián)式車輛因其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在工作狀態(tài)可以保持高效穩(wěn)定，所以其排放量及耗油量都在可控范圍內(nèi)，其驅(qū)動動力來源一般是通過發(fā)動機和電動機共同配合產(chǎn)生，但是也可以各自單獨驅(qū)動產(chǎn)生。常見于中檔轎車的配置。

（3）混聯(lián)式?；炻?lián)式連接完美將串、并聯(lián)式的優(yōu)點融為一處。在減少耗油量與排放量的同時，嚴格要求控制系統(tǒng)及其耦合裝置，但因生產(chǎn)成本大，故配置于高檔車中。車輛行駛速度是混聯(lián)式連接的關(guān)鍵。低速狀態(tài)下以串聯(lián)驅(qū)動為主導(dǎo)，減少其排放量，如果車輛提速至穩(wěn)定，則為并聯(lián)式為主導(dǎo)，以減少耗油量。

2.2 液壓混合動力系統(tǒng)

發(fā)動機與液壓動力系統(tǒng)共同組成液壓混合動力系統(tǒng)，其功率密度大，擁有良好的制動能量與再利用率。因此雖然液壓混合的工作原理與油、電混合類似，但是在從實現(xiàn)再生制動到用其能量驅(qū)動車輛的效率上卻強于油、電混合[3]。因此在車輛頻繁起停的狀態(tài)，即使續(xù)航能力較差的液壓混合依然通過驅(qū)動電機來加強發(fā)動機的運行安全，在提升車輛驅(qū)動能力的基礎(chǔ)上，提高車輛的運行效率。

3 混合動力技術(shù)的應(yīng)用分析

油、電混合與液壓混合動力系統(tǒng)是提高車輛工程發(fā)展價值的重要部分，可以提升車輛的動力性能與燃油經(jīng)濟性。直至目前為止，其技術(shù)在車輛工程領(lǐng)域的應(yīng)用主要在客用車輛、軍用車輛、工程車輛與礦用車輛。

3.1 混合動力在客用車輛上的應(yīng)用

自1997年第一款混合動力轎車豐田普瑞誕生至我國的“863”項目，混合動力技術(shù)已經(jīng)深入客用汽車的領(lǐng)域。由于城市公交車的頻繁制動，不僅在增耗尾氣排放的同時，還增加燃油的耗用。而混合動力技術(shù)的引入，其發(fā)動機與電動機的混合驅(qū)動方式不僅使得發(fā)動機持續(xù)處于平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，在降低了維修成本的同時，還可以使客車在低速運行之時選擇電力驅(qū)動，從而減少城市公交車與大型客車在起動加速時的尾氣排放量。

3.2 混合動力在軍用車輛上的應(yīng)用

在軍用車輛上，混合動力比之傳統(tǒng)動力而言，有其無法超越的優(yōu)勢。裝載混合動力技術(shù)的車輛，其動力性能不僅能夠適應(yīng)戰(zhàn)場的形勢，并且在車輛動力系統(tǒng)受到損毀時，臨時采用另一套動力系統(tǒng)，大大保證了車輛的安全行駛與正常工作，同時在保證隨車人員安全的基礎(chǔ)上，提高了戰(zhàn)斗能力。并且在開啟電力驅(qū)動的狀態(tài)下，其噪聲和熱特征幾乎消失，減少了命中與暴露的概率。而一些軍事大國已經(jīng)將混合動力技術(shù)視為軍事車輛上的核心技術(shù)：美軍研發(fā)的軍用車BravoFED和FEDALPHA皆裝載了混合動力技術(shù)，不但在能源上減少了對燃油的依賴，還可以達到一般悍馬的性能。

3.3 混合動力在工程車輛上的應(yīng)用

當(dāng)前，混合動力工程機械產(chǎn)品主要集中在裝載機、挖掘機、叉車等三大類工程機械上，PC200-8型挖掘機通過混合動力技術(shù)來回收制動能和重物的勢能，以達到節(jié)能降耗，不僅解決了機械重量問題，還避免了在減速制動時造成的系統(tǒng)發(fā)熱和能量浪費。

3.4 混合動力在礦用車輛上的應(yīng)用

目前混合動力在礦用車輛的應(yīng)用仍處于探索中，但是在其蓄電池技術(shù)方面已有著重大突破，不僅擁有了獨立的產(chǎn)品，而且立足于在減少污染排放的基礎(chǔ)上解決其井下輔助運輸所產(chǎn)生的難題。在礦井運輸追求高效化、智能化的今天，發(fā)展混合動力礦車必然是大勢所趨。

4 結(jié)語

總之，各國對于混合動力技的重視愈加顯著加強。雖然混合動力技術(shù)在研發(fā)構(gòu)與投入過程依然存在成本高、技術(shù)難度大，質(zhì)量大等問題，但在混合動力系統(tǒng)兼顧了液壓及油、電混合動力的優(yōu)點，應(yīng)用于車輛上的混合動力技術(shù)在創(chuàng)建生態(tài)環(huán)境的同時，推動車輛工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。不僅響應(yīng)著當(dāng)今節(jié)能環(huán)保的主題，也是我國未來車輛市場發(fā)展的新方向。