汽車給我們帶來了舒適便捷，但同時也對環(huán)境造成了明顯傷害。如何能夠解決汽車存在所帶來的矛盾呢？廠家想到了開發(fā)新能源車型，而以電能作為能源驅(qū)動車輛成為了發(fā)展趨勢。不過，純電動車的商業(yè)化之路還很遙遠，高昂的成本和不夠穩(wěn)定的電池組成了阻礙電動車發(fā)展的兩大瓶頸。為了不讓新能源技術(shù)的研發(fā)停滯，采用汽油發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動車輛的混合動力系統(tǒng)成為了廠商競相關(guān)注的新課題。
我們通常所指的混合動力車型就是采用汽油發(fā)動機加電動馬達作為動力來源的車型，比較常見的就是豐田普銳斯。混合動力車型使用的汽油發(fā)動機與普通車型沒有任何區(qū)別，不過其安裝的一到兩個電動馬達卻具有高扭矩輸出的特點。位于車輛底部或后部的電池組向電動馬達輸送能力，帶動其驅(qū)動車輛行進；當電池電量不足時，電動馬達又能以發(fā)電機的模式工作，為電池組充電。以下我們將為您介紹三種主流的混合動力系統(tǒng)。
IMA
IMA - integrated motor assist系統(tǒng)是由本田汽車公司研發(fā)，工程人員將電動馬達和發(fā)電機與汽油發(fā)動機鏈接在一起，并且置于變速箱前部。電動馬達起到輔助發(fā)電機驅(qū)動車輛的作用。這樣可以使得車輛搭載體積更小，排量更低的發(fā)發(fā)動機時也能獲得足夠的驅(qū)動力。以思域混合動力車型為例，普通車型最小排量為1.8升，混合動力車型排量則僅為1.3升。由于與發(fā)動機進行直接連接，因此電動馬達無法在發(fā)動機關(guān)閉狀態(tài)下進行工作。
第一代IMA混合動力系統(tǒng)的電動馬達功率太低，所以車輛無法依靠純電力模式行駛。目前，性能提升后的電動馬達可在車輛關(guān)閉發(fā)動機，且處于巡航狀態(tài)下獨立驅(qū)動車輛以保持車速。當車輛制動時，與發(fā)動機連接的發(fā)電機就會將車輛減速時的動能進行回收并用于發(fā)電。同時，發(fā)電機還承擔著發(fā)動機啟動電機的作用。當?shù)燃t燈時，發(fā)動機會自動關(guān)閉，此時再次啟動就需要發(fā)電機的輔助。當然，為保證車輛的可靠性，還有一套常規(guī)的啟動電機作為備份。IMA系統(tǒng)是目前原理最簡單，同時維修保養(yǎng)成本最低的混合動力解決方案。
Hybrid Synergy Drive
豐田汽車推出了Hybrid Synergy Drive（HSD），這套系統(tǒng)也是由一臺電動馬達和一臺發(fā)動機組成，不過在安放位置上與本田的IMA系統(tǒng)存在區(qū)別。其中的一臺電動馬達與發(fā)動機直接相連，另外一臺則沒有直接連接發(fā)動機。豐田這套系統(tǒng)最為關(guān)鍵的設計就是復合式行星齒輪變速箱。發(fā)動機和與其相連的電動馬達組合在一起形成一套驅(qū)動單元，另外一臺電動馬達形成第二個驅(qū)動單元。這兩套單元可由車載電腦靈活調(diào)配，通過變速箱對驅(qū)動輪傳遞動力。
加速時，第一套動力單元通過變速箱向車輪傳遞動力；在純電力模式下，第二套動力單元取代發(fā)動機和電動馬達，單獨為車輪提供動力，此時發(fā)動機和與其相連的電動馬達均處于關(guān)閉狀態(tài)。車輛減速時，HSD混合動力系統(tǒng)的電動馬達也會與IMA系統(tǒng)一樣，轉(zhuǎn)變?yōu)橄螂姵亟M充電的發(fā)電機。兩套系統(tǒng)的不同點在電池組滿電情況下才會體現(xiàn)出來。當電池組充滿電后，發(fā)動機所產(chǎn)生的電能將會輸往與發(fā)動機相連的電動馬達，馬達通過對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的干預來達到輔助車輛減速的目的。所以，當你駕駛一輛豐田品牌的混合動力車時，并不需要對剎車踏板過分敏感，電動馬達提供的減速度已經(jīng)基本夠用。只有在停車或遇上緊急情況時車輛原本的剎車系統(tǒng)才能派上用場。這套系統(tǒng)的誕生為由車載電腦控制的線控剎車及油門系統(tǒng)提供了前提條件。
Dual-mode或2-mode Hybrid
第三套系統(tǒng)來自通用汽車，美國人采用完全不同的理念來詮釋混合動力概念。雖然與兩家日本廠商的研發(fā)理念不同，但通用汽車的這套雙模混合動力系統(tǒng)依舊采用了兩組電動馬達。當處于低檔位時，第一臺電動馬達會將動力傳遞給第二胎電動馬達，然后由它們與發(fā)動機一同向車輪傳遞動力；在重載或處于高擋位時，發(fā)動機依舊處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)（這與HSD和IMA發(fā)動機可關(guān)閉或減少工作氣缸數(shù)量的做法不同）。
車輛加速時，第一臺電動馬達并不會向車輪傳遞動力，而第二套電動馬達還是以發(fā)動機的工作模式為電池組充電；車速進一步提升后，第一臺電動馬達開始將電能傳遞給第二臺電動馬達，同時第二臺電動馬達停止向電池組充電，改由同發(fā)動機一起驅(qū)動車輛。
以上三種混合動力系統(tǒng)均由汽油發(fā)動機+電動馬達組成，沃爾沃汽車公司則獨辟蹊徑的在2011年推出了世界上首款柴油混合動力車---V60 plugin。沃爾沃V60 plugin通過小排量柴油發(fā)動機向電動馬達供電，四臺輪邊電機則肩負驅(qū)動車輪的責任。
這樣設計的優(yōu)勢在于沒有變速箱，也不用設置半軸，可以大幅減輕車重，簡化車身結(jié)構(gòu)。目前，這款車型還未正式量產(chǎn)。不過一旦其投入市場勢必會迎來一場關(guān)于其屬性的爭論，到底它算是混合動力還是純電動車型呢？目前將其定位為增程型電動車或許比較合適。
混合動力技術(shù)在節(jié)省油耗，降低排放方面的優(yōu)勢顯而易見，不過其缺點也很明顯。首先，由于這項技術(shù)相對較新，因此你需要花費更多金錢來為這種“嘗鮮”行為買單。然后這項新技術(shù)需要面對的就是安全問題。車內(nèi)的電池組和密布的電纜在發(fā)生事故或者被人為損壞時都比較容易釋放高壓電，我想沒有人在知道自己的車有電椅（美國用以處死罪犯的工具）功能時還會心安理得的交錢提車吧。以上這些都成為了阻礙混合動力車商業(yè)化普及的重要因素。