车辆工程领域中混合动力技术的应用现状研究

李小康 司文博 郭剑英

陆军装甲兵学院 北京 100072

目前车辆工程在节能方面、排放等方面都有着明显的改善，但是近年形成雾霾频发的主要原因便是汽车尾气，并且由于科技水平发展的局限，燃油车的尾气排放问题依然难以突破。因此，新能源车辆的研制开发已经成为了当今社会的必然趋势[1]。而纯电动车的应用又难以使在短时间内取代燃油车辆。因此，混合动力技术的出现，将互相弥补电动车辆与燃油车辆之间存在的缺点，并协调统一其优点[2]。混合动力车辆所具有排放量低、耗油量小的特点，并且不仅在成本上比电动车辆廉价，而性能上远胜于普通燃油车。

1 混合动力技术现状分析

混合动力技术概述。混合动力技术是一种全新性的技术形式，它分别在安全、节能、环保方面进行创新。现今混合动力技术结合了排放量低、耗油量小的特点，已经在车辆工程领域得到了广发运用，并且衍生出两种混合动力系统。

2 混合动力技术分类

2.1 油、电混合动力系统

油、电混合动力在车辆工程领域的应用改变了传统燃油车与电动车的割据现状。在继承内燃机，并用电动机加以配合的基础上，依据实际状况进行灵活调控，以达到将发动机持续维持在综合性能最佳的目的。

（1）串联式。串联式连接一般是通过发动机带动发电机，提供元件所需的能量，并使电动机大幅度运转以致产生电磁力矩，从而驱动汽车的行驶。串联式连接驱动经济性较好，并且其排放指标也相对较低，主要运用在城市公交和集装箱货车方面。但是由于结构较于简单，因此能量在进行多次转化的过程大大损耗，造成耗油量的增加。

（2）并联式。并联式连接有着两套驱动系统，分别为发动机和电力驱动。并联式车辆因其结构较复杂，在工作状态可以保持高效稳定，所以其排放量及耗油量都在可控范围内，其驱动动力来源一般是通过发动机和电动机共同配合产生，但是也可以各自单独驱动产生。常见于中档轿车的配置。

（3）混联式。混联式连接完美将串、并联式的优点融为一处。在减少耗油量与排放量的同时，严格要求控制系统及其耦合装置，但因生产成本大，故配置于高档车中。车辆行驶速度是混联式连接的关键。低速状态下以串联驱动为主导，减少其排放量，如果车辆提速至稳定，则为并联式为主导，以减少耗油量。

2.2 液压混合动力系统

发动机与液压动力系统共同组成液压混合动力系统，其功率密度大，拥有良好的制动能量与再利用率。因此虽然液压混合的工作原理与油、电混合类似，但是在从实现再生制动到用其能量驱动车辆的效率上却强于油、电混合[3]。因此在车辆频繁起停的状态，即使续航能力较差的液压混合依然通过驱动电机来加强发动机的运行安全，在提升车辆驱动能力的基础上，提高车辆的运行效率。

3 混合动力技术的应用分析

油、电混合与液压混合动力系统是提高车辆工程发展价值的重要部分，可以提升车辆的动力性能与燃油经济性。直至目前为止，其技术在车辆工程领域的应用主要在客用车辆、军用车辆、工程车辆与矿用车辆。

3.1 混合动力在客用车辆上的应用

自1997年第一款混合动力轿车丰田普瑞诞生至我国的“863”项目，混合动力技术已经深入客用汽车的领域。由于城市公交车的频繁制动，不仅在增耗尾气排放的同时，还增加燃油的耗用。而混合动力技术的引入，其发动机与电动机的混合驱动方式不仅使得发动机持续处于平稳运转，在降低了维修成本的同时，还可以使客车在低速运行之时选择电力驱动，从而减少城市公交车与大型客车在起动加速时的尾气排放量。

3.2 混合动力在军用车辆上的应用

在军用车辆上，混合动力比之传统动力而言，有其无法超越的优势。装载混合动力技术的车辆，其动力性能不仅能够适应战场的形势，并且在车辆动力系统受到损毁时，临时采用另一套动力系统，大大保证了车辆的安全行驶与正常工作，同时在保证随车人员安全的基础上，提高了战斗能力。并且在开启电力驱动的状态下，其噪声和热特征几乎消失，减少了命中与暴露的概率。而一些军事大国已经将混合动力技术视为军事车辆上的核心技术：美军研发的军用车BravoFED和FEDALPHA皆装载了混合动力技术，不但在能源上减少了对燃油的依赖，还可以达到一般悍马的性能。

3.3 混合动力在工程车辆上的应用

当前，混合动力工程机械产品主要集中在装载机、挖掘机、叉车等三大类工程机械上，PC200-8型挖掘机通过混合动力技术来回收制动能和重物的势能，以达到节能降耗，不仅解决了机械重量问题，还避免了在减速制动时造成的系统发热和能量浪费。

3.4 混合动力在矿用车辆上的应用

目前混合动力在矿用车辆的应用仍处于探索中，但是在其蓄电池技术方面已有着重大突破，不仅拥有了独立的产品，而且立足于在减少污染排放的基础上解决其井下辅助运输所产生的难题。在矿井运输追求高效化、智能化的今天，发展混合动力矿车必然是大势所趋。

4 结语

总之，各国对于混合动力技的重视愈加显著加强。虽然混合动力技术在研发构与投入过程依然存在成本高、技术难度大，质量大等问题，但在混合动力系统兼顾了液压及油、电混合动力的优点，应用于车辆上的混合动力技术在创建生态环境的同时，推动车辆工程领域的可持续发展。不仅响应着当今节能环保的主题，也是我国未来车辆市场发展的新方向。